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三、实验探究题
17. 实验室现有石灰石、稀盐酸、氯酸钾、二氧化锰等必要的实验用品及相关实验装置，请结合下列装置回答问题：
（1）制取氧气时发生反应的化学方程式为
（2）因为氧气
（3）制取、收集二氧化碳选用的装置是
（4）若需检验生成的二氧化碳，则F中应盛放的药品是
17. 实验室现有石灰石、稀盐酸、氯酸钾、二氧化锰等必要的实验用品及相关实验装置，请结合下列装置回答问题：
（1）制取氧气时发生反应的化学方程式为
$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$
。（2）因为氧气
不易溶于水且不与水反应
，则可用E图所示的方法来收集氧气，收集过程中当看到集气瓶口有气泡冒出
的明显现象时，说明氧气已经收集满。（3）制取、收集二氧化碳选用的装置是
A、C
（填字母），A中仪器a的名称是锥形瓶
。（4）若需检验生成的二氧化碳，则F中应盛放的药品是
澄清石灰水
，发生反应的化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
。答案
17.（1）$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$
（2）不易溶于水且不与水反应 气泡冒出
（3）A、C 锥形瓶
（4）澄清石灰水 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
（2）不易溶于水且不与水反应 气泡冒出
（3）A、C 锥形瓶
（4）澄清石灰水 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
解析
【分析】
本题考查实验室常见气体的制取、收集与检验，需结合反应原理、气体性质及装置特点分析：
（1）制取氧气时，给定药品为氯酸钾和二氧化锰，应采用加热氯酸钾分解的反应，据此书写化学方程式；
（2）E为排水法收集装置，选择该方法的依据是氧气的溶解性和与水的反应性，排水法收集满的标志是集气瓶口有大气泡冒出；
（3）制取二氧化碳用石灰石和稀盐酸，属于固液常温型反应，发生装置选A；二氧化碳密度比空气大且能溶于水，用向上排空气法收集，选C；仪器a为锥形瓶；
（4）检验二氧化碳用澄清石灰水，二者反应生成碳酸钙沉淀，据此书写反应方程式。
【解析】
（1）氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$；
（2）氧气不易溶于水且不与水反应，因此可用排水法（E装置）收集；当集气瓶口有气泡冒出时，说明氧气已收集满；
（3）制取二氧化碳是固液常温型反应，发生装置选A；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，故用向上排空气法（C装置）收集；A中仪器a为锥形瓶；
（4）检验二氧化碳常用澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
【答案】
（1）$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$
（2）不易溶于水且不与水反应；气泡冒出
（3）A、C；锥形瓶
（4）澄清石灰水；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
【知识点】
实验室气体制取；二氧化碳检验
【点评】
本题为初中化学基础实验题，围绕氧气、二氧化碳的制取、收集、检验展开，考查核心知识点，难度适中，需掌握装置选择依据及反应方程式书写。
【难度系数】
0.7
本题考查实验室常见气体的制取、收集与检验，需结合反应原理、气体性质及装置特点分析：
（1）制取氧气时，给定药品为氯酸钾和二氧化锰，应采用加热氯酸钾分解的反应，据此书写化学方程式；
（2）E为排水法收集装置，选择该方法的依据是氧气的溶解性和与水的反应性，排水法收集满的标志是集气瓶口有大气泡冒出；
（3）制取二氧化碳用石灰石和稀盐酸，属于固液常温型反应，发生装置选A；二氧化碳密度比空气大且能溶于水，用向上排空气法收集，选C；仪器a为锥形瓶；
（4）检验二氧化碳用澄清石灰水，二者反应生成碳酸钙沉淀，据此书写反应方程式。
【解析】
（1）氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$；
（2）氧气不易溶于水且不与水反应，因此可用排水法（E装置）收集；当集气瓶口有气泡冒出时，说明氧气已收集满；
（3）制取二氧化碳是固液常温型反应，发生装置选A；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，故用向上排空气法（C装置）收集；A中仪器a为锥形瓶；
（4）检验二氧化碳常用澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
【答案】
（1）$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$
（2）不易溶于水且不与水反应；气泡冒出
（3）A、C；锥形瓶
（4）澄清石灰水；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
【知识点】
实验室气体制取；二氧化碳检验
【点评】
本题为初中化学基础实验题，围绕氧气、二氧化碳的制取、收集、检验展开，考查核心知识点，难度适中，需掌握装置选择依据及反应方程式书写。
【难度系数】
0.7
18. 助力“碳中和”，二氧化碳的性质、捕集与资源化利用是重要的研究课题，下面是验证二氧化碳有关性质的实验。
步骤①：按图1连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手。
步骤②：两注射器中分别吸入50 mL澄清石灰水和50 mL稀盐酸（足量），再从中间瓶口通入$\ce{CO_{2}}$气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞。
步骤③：通过打开或关闭弹簧夹1和弹簧夹2，先后将注射器1和注射器2中液体全部注入三颈瓶中，充分反应直至压强不再改变。
步骤④：打开两个弹簧夹，将两个注射器的活塞都拉回原位，再关闭两个弹簧夹，继续测量压强变化。装置内压强随时间的变化如图2所示。
（1）步骤①的目的是
（2）在步骤②中检验三颈瓶中已充满$\ce{CO_{2}}$的方法是
（3）步骤③中，为缩短$bd$段实验时间，可采取的操作是
（4）最终装置内压强低于起始值的可能原因是
A. 装置漏气
B. 水吸收了部分$\ce{CO_{2}}$
C. 部分$\ce{CO_{2}}$与石灰水反应
步骤①：按图1连接好装置，向外拉动任一注射器的活塞，一段时间后松开手。
步骤②：两注射器中分别吸入50 mL澄清石灰水和50 mL稀盐酸（足量），再从中间瓶口通入$\ce{CO_{2}}$气体将瓶装满，最后塞上带压强传感器的橡胶塞。
步骤③：通过打开或关闭弹簧夹1和弹簧夹2，先后将注射器1和注射器2中液体全部注入三颈瓶中，充分反应直至压强不再改变。
步骤④：打开两个弹簧夹，将两个注射器的活塞都拉回原位，再关闭两个弹簧夹，继续测量压强变化。装置内压强随时间的变化如图2所示。
（1）步骤①的目的是
检查装置的气密性
。（2）在步骤②中检验三颈瓶中已充满$\ce{CO_{2}}$的方法是
将燃着的小木条放在中间瓶口,木条熄灭,说明$\ce{CO_{2}}$已集满
。（3）步骤③中，为缩短$bd$段实验时间，可采取的操作是
振荡三颈瓶
。（4）最终装置内压强低于起始值的可能原因是
B
（填字母）。A. 装置漏气
B. 水吸收了部分$\ce{CO_{2}}$
C. 部分$\ce{CO_{2}}$与石灰水反应
答案
18.（1）检查装置的气密性
（2）将燃着的小木条放在中间瓶口,木条熄灭,说明$\ce{CO_{2}}$已集满
（3）振荡三颈瓶
（4）B
（2）将燃着的小木条放在中间瓶口,木条熄灭,说明$\ce{CO_{2}}$已集满
（3）振荡三颈瓶
（4）B
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳的性质实验展开，需结合实验操作目的、气体验满方法、反应速率影响因素及实验误差分析解答各问题：
1. 步骤①的操作是连接装置后推拉活塞再松手，这是检查装置气密性的典型操作，若装置气密性良好，松手后活塞会复位，因此目的是检查装置气密性，避免后续实验因漏气影响结果。
2. 检验CO₂是否集满，利用CO₂不燃烧也不支持燃烧的性质，将燃着的木条放在瓶口，若木条熄灭则说明已集满。
3. bd段为反应阶段，要缩短反应时间，需加快反应速率，振荡三颈瓶可使注射器内液体与瓶内CO₂充分接触，加快反应，因此可采取振荡操作。
4. 分析最终压强低于起始值的原因：A选项装置漏气会导致压强持续降低，但实验装置已密封（步骤②塞橡胶塞），故A不符合；B选项水吸收部分CO₂会使气体量减少，压强降低；C选项部分CO₂与石灰水反应也会减少气体，但结合题意参考答案选B。
【解析】
（1）步骤①中，向外拉动注射器活塞后松手，若装置气密性良好，活塞会回到初始位置，该操作目的是检查装置的气密性，确保实验装置不漏气。
（2）CO₂不燃烧、也不支持燃烧，因此检验三颈瓶中CO₂是否集满的方法是：将燃着的小木条放在中间瓶口，若木条熄灭，说明CO₂已集满。
（3）步骤③中，bd段为反应阶段，要缩短实验时间，可振荡三颈瓶，使注射器内的液体与瓶内CO₂充分接触，加快反应速率，从而缩短反应时间。
（4）分析选项：A. 装置漏气会导致压强降低，但实验装置已密封，故A错误；B. 水吸收部分CO₂，使瓶内气体量减少，压强降低，故B正确；C. 部分CO₂与石灰水反应也会减少气体，但结合题意选B。
【答案】
（1）检查装置的气密性
（2）将燃着的小木条放在中间瓶口，木条熄灭，说明CO₂已集满
（3）振荡三颈瓶
（4）B
【知识点】
检查装置气密性、二氧化碳的性质、实验基本操作
【点评】
本题是关于二氧化碳性质实验的综合题，考查实验操作目的、气体验满、反应速率影响因素及实验误差分析，需学生掌握基础实验操作和二氧化碳的相关性质，注重对实验细节的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕二氧化碳的性质实验展开，需结合实验操作目的、气体验满方法、反应速率影响因素及实验误差分析解答各问题：
1. 步骤①的操作是连接装置后推拉活塞再松手，这是检查装置气密性的典型操作，若装置气密性良好，松手后活塞会复位，因此目的是检查装置气密性，避免后续实验因漏气影响结果。
2. 检验CO₂是否集满，利用CO₂不燃烧也不支持燃烧的性质，将燃着的木条放在瓶口，若木条熄灭则说明已集满。
3. bd段为反应阶段，要缩短反应时间，需加快反应速率，振荡三颈瓶可使注射器内液体与瓶内CO₂充分接触，加快反应，因此可采取振荡操作。
4. 分析最终压强低于起始值的原因：A选项装置漏气会导致压强持续降低，但实验装置已密封（步骤②塞橡胶塞），故A不符合；B选项水吸收部分CO₂会使气体量减少，压强降低；C选项部分CO₂与石灰水反应也会减少气体，但结合题意参考答案选B。
【解析】
（1）步骤①中，向外拉动注射器活塞后松手，若装置气密性良好，活塞会回到初始位置，该操作目的是检查装置的气密性，确保实验装置不漏气。
（2）CO₂不燃烧、也不支持燃烧，因此检验三颈瓶中CO₂是否集满的方法是：将燃着的小木条放在中间瓶口，若木条熄灭，说明CO₂已集满。
（3）步骤③中，bd段为反应阶段，要缩短实验时间，可振荡三颈瓶，使注射器内的液体与瓶内CO₂充分接触，加快反应速率，从而缩短反应时间。
（4）分析选项：A. 装置漏气会导致压强降低，但实验装置已密封，故A错误；B. 水吸收部分CO₂，使瓶内气体量减少，压强降低，故B正确；C. 部分CO₂与石灰水反应也会减少气体，但结合题意选B。
【答案】
（1）检查装置的气密性
（2）将燃着的小木条放在中间瓶口，木条熄灭，说明CO₂已集满
（3）振荡三颈瓶
（4）B
【知识点】
检查装置气密性、二氧化碳的性质、实验基本操作
【点评】
本题是关于二氧化碳性质实验的综合题，考查实验操作目的、气体验满、反应速率影响因素及实验误差分析，需学生掌握基础实验操作和二氧化碳的相关性质，注重对实验细节的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
