11. 实验室里利用下列实验装置制取二氧化碳,并进行二氧化碳的性质实验。请回答下列问题。

(1)图中仪器a的名称是
(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为
(3)装置A、BC均可用作制取二氧化碳的发生装置,装置C与装置A、B相比,其优点是
(4)若选择装置G采用排空气法收集二氧化碳,验满的方法是
(5)若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变成
(6)实验室可以用锌粒和稀硫酸在常温下反应制取氢气,若要获得平稳的氢气流,应选择的发生装置是
(1)图中仪器a的名称是
分液漏斗
。(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为
$CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$
。(3)装置A、BC均可用作制取二氧化碳的发生装置,装置C与装置A、B相比,其优点是
可以控制反应的发生与停止
。关闭弹簧夹后,装置C中观察到的现象是试管中液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降至多孔隔板以下
。(4)若选择装置G采用排空气法收集二氧化碳,验满的方法是
将燃着的木条放在c导管口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满
。(5)若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变成
红
色,其原因是$CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{}H_{2}CO_{3}$
(填化学方程式)。(6)实验室可以用锌粒和稀硫酸在常温下反应制取氢气,若要获得平稳的氢气流,应选择的发生装置是
B
(填序号)。可用装置D、F来收集氢气,据此说明氢气具有的物理性质是难溶于水(或密度比空气小)
(写一点即可)。答案
11. (1)分液漏斗 (2)$CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$ (3)可以控制反应的发生与停止 试管中液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降至多孔隔板以下 (4)将燃着的木条放在c导管口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满 (5)红 $CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{}H_{2}CO_{3}$ (6)B 难溶于水(或密度比空气小)
解析
【分析】
本题是实验室制取气体的综合题,需结合常见仪器识别、气体制取的反应原理、发生装置和收集装置的选择依据、气体性质等知识点逐一分析:
1. 识别仪器a:根据实验仪器的特征,判断其为分液漏斗;
2. 制取二氧化碳的反应:石灰石(主要成分为CaCO₃)与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,按化学方程式书写规则配平;
3. 装置C的优点:装置C有多孔隔板,通过弹簧夹开闭可控制装置内压强,实现固体与液体的分离/接触,从而控制反应的发生与停止;关闭弹簧夹时,装置内压强增大,液体被压入长颈漏斗,液面下降至隔板以下,固液分离,反应停止;
4. 装置G收集CO₂的验满:CO₂密度比空气大,用装置G排空气法收集时,CO₂从长管b进入,空气从短管c排出,因此验满需将燃着的木条放在c导管口,木条熄灭则满;
5. CO₂通入石蕊的变化:CO₂与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,使紫色石蕊溶液变红,对应化学方程式为CO₂ + H₂O = H₂CO₃;
6. 制取氢气的装置选择:要获得平稳氢气流,需控制液体滴加速度,分液漏斗可实现该功能,故选装置B;收集装置D为排水法,说明氢气难溶于水;装置F为向下排空气法,说明氢气密度比空气小。
【解析】
(1) 图中仪器a是分液漏斗,用于添加液体药品,可控制液体滴加速率;
(2) 石灰石的主要成分碳酸钙(CaCO₃)与稀盐酸(HCl)反应,生成氯化钙(CaCl₂)、水(H₂O)和二氧化碳(CO₂),化学方程式为:$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$;
(3) 装置C有多孔隔板,打开弹簧夹时,长颈漏斗内液体进入试管,浸没隔板上的固体,反应发生;关闭弹簧夹,试管内气体压强增大,液体被压回长颈漏斗,试管内液面下降至多孔隔板以下,固液分离,反应停止,因此其优点是可以控制反应的发生与停止;关闭弹簧夹后,观察到的现象是:试管中液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降至多孔隔板以下;
(4) 二氧化碳密度比空气大,用装置G排空气法收集时,气体从b端通入,空气从c端排出,验满方法为:将燃着的木条放在c导管口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满;
(5) 二氧化碳通入紫色石蕊溶液,与水反应生成碳酸($\ce{H_{2}CO_{3}}$),碳酸呈酸性,使紫色石蕊溶液变红,反应的化学方程式为:$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{}H_{2}CO_{3}}$;
(6) 锌粒和稀硫酸常温下反应,要获得平稳氢气流,需控制液体滴加速度,装置B中的分液漏斗可控制液体滴加速率,故选择发生装置B;装置D为排水法收集氢气,说明氢气难溶于水;装置F为向下排空气法收集氢气,说明氢气密度比空气小。
【答案】
(1) 分液漏斗
(2) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
(3) 可以控制反应的发生与停止;试管中液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降至多孔隔板以下
(4) 将燃着的木条放在c导管口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满
(5) 红;$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{}H_{2}CO_{3}}$
(6) B;难溶于水(或密度比空气小)
【知识点】
常见仪器名称、二氧化碳制取与性质、气体发生装置
【点评】
本题为初中化学实验室制取气体的基础综合题,全面考察了常见仪器识别、气体制取反应原理、发生装置特点、气体收集与验满、气体性质等核心知识点,是化学实验模块的重点内容,需熟练掌握各类装置的适用场景及气体性质的应用。
【难度系数】
0.6
本题是实验室制取气体的综合题,需结合常见仪器识别、气体制取的反应原理、发生装置和收集装置的选择依据、气体性质等知识点逐一分析:
1. 识别仪器a:根据实验仪器的特征,判断其为分液漏斗;
2. 制取二氧化碳的反应:石灰石(主要成分为CaCO₃)与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,按化学方程式书写规则配平;
3. 装置C的优点:装置C有多孔隔板,通过弹簧夹开闭可控制装置内压强,实现固体与液体的分离/接触,从而控制反应的发生与停止;关闭弹簧夹时,装置内压强增大,液体被压入长颈漏斗,液面下降至隔板以下,固液分离,反应停止;
4. 装置G收集CO₂的验满:CO₂密度比空气大,用装置G排空气法收集时,CO₂从长管b进入,空气从短管c排出,因此验满需将燃着的木条放在c导管口,木条熄灭则满;
5. CO₂通入石蕊的变化:CO₂与水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,使紫色石蕊溶液变红,对应化学方程式为CO₂ + H₂O = H₂CO₃;
6. 制取氢气的装置选择:要获得平稳氢气流,需控制液体滴加速度,分液漏斗可实现该功能,故选装置B;收集装置D为排水法,说明氢气难溶于水;装置F为向下排空气法,说明氢气密度比空气小。
【解析】
(1) 图中仪器a是分液漏斗,用于添加液体药品,可控制液体滴加速率;
(2) 石灰石的主要成分碳酸钙(CaCO₃)与稀盐酸(HCl)反应,生成氯化钙(CaCl₂)、水(H₂O)和二氧化碳(CO₂),化学方程式为:$\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$;
(3) 装置C有多孔隔板,打开弹簧夹时,长颈漏斗内液体进入试管,浸没隔板上的固体,反应发生;关闭弹簧夹,试管内气体压强增大,液体被压回长颈漏斗,试管内液面下降至多孔隔板以下,固液分离,反应停止,因此其优点是可以控制反应的发生与停止;关闭弹簧夹后,观察到的现象是:试管中液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降至多孔隔板以下;
(4) 二氧化碳密度比空气大,用装置G排空气法收集时,气体从b端通入,空气从c端排出,验满方法为:将燃着的木条放在c导管口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满;
(5) 二氧化碳通入紫色石蕊溶液,与水反应生成碳酸($\ce{H_{2}CO_{3}}$),碳酸呈酸性,使紫色石蕊溶液变红,反应的化学方程式为:$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{}H_{2}CO_{3}}$;
(6) 锌粒和稀硫酸常温下反应,要获得平稳氢气流,需控制液体滴加速度,装置B中的分液漏斗可控制液体滴加速率,故选择发生装置B;装置D为排水法收集氢气,说明氢气难溶于水;装置F为向下排空气法收集氢气,说明氢气密度比空气小。
【答案】
(1) 分液漏斗
(2) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
(3) 可以控制反应的发生与停止;试管中液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降至多孔隔板以下
(4) 将燃着的木条放在c导管口,若木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满
(5) 红;$\ce{CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{}H_{2}CO_{3}}$
(6) B;难溶于水(或密度比空气小)
【知识点】
常见仪器名称、二氧化碳制取与性质、气体发生装置
【点评】
本题为初中化学实验室制取气体的基础综合题,全面考察了常见仪器识别、气体制取反应原理、发生装置特点、气体收集与验满、气体性质等核心知识点,是化学实验模块的重点内容,需熟练掌握各类装置的适用场景及气体性质的应用。
【难度系数】
0.6
12. 某学习小组利用传感器对是否可用排水法收集二氧化碳展开探究,实验装置如图1所示。


(1)实验步骤如下:
①按图1所示实验装置组装仪器。
②用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入50 mL空气,并一直压住注射器,若压强传感器的读数
③打开活塞A,将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中,反应一段时间后,用
④用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15 mL水,观察2 min之内体系的压强变化如图2所示。
(2)图2中30 s后体系的压强瞬间增大的原因是
(3)经过测算,消耗二氧化碳的量约为收集到的二氧化碳总量的0.53%,因此排水法
(1)实验步骤如下:
①按图1所示实验装置组装仪器。
②用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入50 mL空气,并一直压住注射器,若压强传感器的读数
突然增大后,维持一段时间不变
,证明装置的气密性良好。③打开活塞A,将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中,反应一段时间后,用
燃着的木条
放在A处进行验满,确认收集满后迅速关闭活塞A,并用弹簧夹夹住橡胶管B处。取下仪器b的橡皮塞。④用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15 mL水,观察2 min之内体系的压强变化如图2所示。
(2)图2中30 s后体系的压强瞬间增大的原因是
注入的水占据了体系中部分气体的体积,使得气体被压缩
,之后到100 s之间压强又逐渐减小的原因是二氧化碳能溶于水且与水反应
。(3)经过测算,消耗二氧化碳的量约为收集到的二氧化碳总量的0.53%,因此排水法
可以
(选填“可以”或“不可以”)收集到二氧化碳气体。答案
12. (1)突然增大后,维持一段时间不变 燃着的木条 (2)注入的水占据了体系中部分气体的体积,使得气体被压缩 二氧化碳能溶于水且与水反应 (3)可以
解析
【分析】
本题是关于二氧化碳排水法收集的实验探究题,解题思路如下:1. 气密性检查:利用压强变化判断,若装置气密性良好,注入气体后压强会先增大,之后保持稳定;2. 二氧化碳验满:利用其不支持燃烧的性质,用燃着的木条检验;3. 压强变化分析:注入水瞬间压缩气体导致压强骤增,后续二氧化碳溶于水且与水反应使气体减少,压强降低;4. 判断排水法可行性:根据消耗二氧化碳的比例低,得出可以收集的结论。
【解析】
(1) ②检查装置气密性时,向三颈烧瓶注入空气,若压强传感器读数突然增大后维持一段时间不变,说明装置气密性良好;③二氧化碳不支持燃烧,验满时用燃着的木条放在A处,若木条熄灭则收集满。
(2) 30s后注入15mL水,水占据体系部分气体体积,压缩气体导致压强瞬间增大;之后二氧化碳能溶于水且与水反应,气体量减少,压强逐渐减小。
(3) 消耗二氧化碳仅为收集总量的0.53%,损失极少,因此排水法可以收集二氧化碳。
【答案】
12. (1)突然增大后,维持一段时间不变 燃着的木条 (2)注入的水占据了体系中部分气体的体积,使得气体被压缩 二氧化碳能溶于水且与水反应 (3)可以
【知识点】
气密性检查、二氧化碳的性质、二氧化碳的验满
【点评】
本题结合压强变化探究二氧化碳的排水法收集,考查基础实验操作和物质性质,注重实验原理的理解,是一道典型的实验探究题。
【难度系数】
0.6
本题是关于二氧化碳排水法收集的实验探究题,解题思路如下:1. 气密性检查:利用压强变化判断,若装置气密性良好,注入气体后压强会先增大,之后保持稳定;2. 二氧化碳验满:利用其不支持燃烧的性质,用燃着的木条检验;3. 压强变化分析:注入水瞬间压缩气体导致压强骤增,后续二氧化碳溶于水且与水反应使气体减少,压强降低;4. 判断排水法可行性:根据消耗二氧化碳的比例低,得出可以收集的结论。
【解析】
(1) ②检查装置气密性时,向三颈烧瓶注入空气,若压强传感器读数突然增大后维持一段时间不变,说明装置气密性良好;③二氧化碳不支持燃烧,验满时用燃着的木条放在A处,若木条熄灭则收集满。
(2) 30s后注入15mL水,水占据体系部分气体体积,压缩气体导致压强瞬间增大;之后二氧化碳能溶于水且与水反应,气体量减少,压强逐渐减小。
(3) 消耗二氧化碳仅为收集总量的0.53%,损失极少,因此排水法可以收集二氧化碳。
【答案】
12. (1)突然增大后,维持一段时间不变 燃着的木条 (2)注入的水占据了体系中部分气体的体积,使得气体被压缩 二氧化碳能溶于水且与水反应 (3)可以
【知识点】
气密性检查、二氧化碳的性质、二氧化碳的验满
【点评】
本题结合压强变化探究二氧化碳的排水法收集,考查基础实验操作和物质性质,注重实验原理的理解,是一道典型的实验探究题。
【难度系数】
0.6
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