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14 某学习小组的同学对实验室制取二氧化碳及二氧化碳的性质进行如下探究。
Ⅰ.二氧化碳的制取。
第一小组用如图①所示的装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积,实验开始时他们通过分液漏斗将20 mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中,并关闭活塞,记录量筒中水的体积,数据如表：
(1)丙中量筒的规格最好选用
(2)乙中如果不加植物油会使测定结果
(3)根据以上实验数据分析,最终生成二氧化碳的体积是
(4)反应过程中产生二氧化碳的速率不断减小的原因可能是
Ⅱ.二氧化碳的性质。
第二小组用如图②所示的装置验证二氧化碳的有关性质。实验如下：
步骤一:按图②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。
步骤二:注射器m中吸入20 mL澄清石灰水,注射器n中吸入20 mL稀盐酸,再从中间瓶口通入二氧化碳气体将瓶装满,最后塞上带有压强传感器的橡胶塞。
步骤三:先后将两注射器中的试剂快速全部推入三颈烧瓶中,并保持注射器活塞在注射器底部,振荡三颈烧瓶,压强传感器测得三颈烧瓶中压强随时间的变化如图③所示。
(5)步骤一中松开手后,若观察到
(6)分析图③可知,步骤三中先推的是注射器
(7)步骤三中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是
Ⅰ.二氧化碳的制取。
第一小组用如图①所示的装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积,实验开始时他们通过分液漏斗将20 mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中,并关闭活塞,记录量筒中水的体积,数据如表：
(1)丙中量筒的规格最好选用
100
(填“50”“100”或“250”)mL。(2)乙中如果不加植物油会使测定结果
偏小
(填“偏大”或“偏小”),原因是二氧化碳能溶于水，且能与水反应
。(3)根据以上实验数据分析,最终生成二氧化碳的体积是
40
mL。(4)反应过程中产生二氧化碳的速率不断减小的原因可能是
盐酸浓度逐渐减小
。Ⅱ.二氧化碳的性质。
第二小组用如图②所示的装置验证二氧化碳的有关性质。实验如下：
步骤一:按图②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。
步骤二:注射器m中吸入20 mL澄清石灰水,注射器n中吸入20 mL稀盐酸,再从中间瓶口通入二氧化碳气体将瓶装满,最后塞上带有压强传感器的橡胶塞。
步骤三:先后将两注射器中的试剂快速全部推入三颈烧瓶中,并保持注射器活塞在注射器底部,振荡三颈烧瓶,压强传感器测得三颈烧瓶中压强随时间的变化如图③所示。
(5)步骤一中松开手后,若观察到
注射器活塞回到原位
,则说明装置气密性良好。(6)分析图③可知,步骤三中先推的是注射器
m
(填“m”或“n”)。(7)步骤三中第二次推入试剂后三颈烧瓶中出现的现象是
有气泡产生，溶液由浑浊变澄清
,此时三颈烧瓶中压强变化对应图③中的cd
段。答案
100
偏小
二氧化碳能溶于
水，且能与水反应
40
盐酸浓度逐渐减小
注射器活塞回到原位
m
有气泡产生，溶液由浑浊变澄清
cd
偏小
二氧化碳能溶于
水，且能与水反应
40
盐酸浓度逐渐减小
注射器活塞回到原位
m
有气泡产生，溶液由浑浊变澄清
cd
解析
【分析】
本题围绕二氧化碳的制取与性质探究展开，需结合实验原理、装置特点及图像信息逐一分析各问题：
1. 量筒规格选择：根据生成二氧化碳体积与稀盐酸体积，判断所需量筒量程，需选略大于总体积的量筒以保证测量准确；
2. 植物油的作用：植物油可隔绝二氧化碳与水，防止二氧化碳溶于水、与水反应，不加植物油会导致测得的二氧化碳体积偏小；
3. 生成二氧化碳体积计算：结合稀盐酸体积与量筒最终水体积，得出二氧化碳体积；
4. 反应速率影响因素：反应中反应物浓度降低，导致反应速率减小；
5. 气密性检查：利用装置内外压强差，拉活塞后松开，若活塞回到原位，说明气密性良好；
6. 注射器选择：根据压强变化图像，先推入试剂时压强减小，对应二氧化碳与澄清石灰水反应，故先推注射器m；
7. 反应现象与图像对应：第二次推入稀盐酸，与碳酸钙反应产生气泡，溶液由浑浊变澄清，对应压强上升的cd段。
【解析】
(1) 生成二氧化碳体积约为40mL，加入的稀盐酸体积为20mL，总体积约60mL，因此量筒规格选100mL，故填100；
(2) 乙中不加植物油时，二氧化碳能溶于水且能与水反应，部分二氧化碳会溶解在水中，导致测得的二氧化碳体积偏小，故填偏小；二氧化碳能溶于水，且能与水反应；
(3) 稀盐酸体积为20mL，最终量筒中水的体积减去稀盐酸体积即为生成二氧化碳的体积，计算得40mL，故填40；
(4) 反应过程中，盐酸不断被消耗，浓度逐渐减小，反应物浓度降低导致反应速率不断减小，故填盐酸浓度逐渐减小；
(5) 检查装置气密性时，向外拉动注射器活塞，装置内压强减小，松开手后，若装置气密性良好，外界空气进入使压强恢复，注射器活塞会回到原位，故填注射器活塞回到原位；
(6) 由压强图像可知，先推入试剂时压强减小，说明二氧化碳与试剂反应使瓶内压强降低，二氧化碳与澄清石灰水反应会使压强减小，故先推注射器m，填m；
(7) 第二次推入注射器n中的稀盐酸，稀盐酸与三颈烧瓶中的碳酸钙反应，产生二氧化碳气体，现象为有气泡产生，溶液由浑浊变澄清；此时瓶内压强增大，对应图③中的cd段，故填有气泡产生，溶液由浑浊变澄清；cd。
【答案】
100；偏小；二氧化碳能溶于水，且能与水反应；40；盐酸浓度逐渐减小；注射器活塞回到原位；m；有气泡产生，溶液由浑浊变澄清；cd
【知识点】
二氧化碳的制取；二氧化碳的性质；装置气密性检查
【点评】
本题综合考查二氧化碳的制取、性质及实验操作，需结合实验原理、装置特点和图像信息分析，注重实验细节的理解与应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕二氧化碳的制取与性质探究展开，需结合实验原理、装置特点及图像信息逐一分析各问题：
1. 量筒规格选择：根据生成二氧化碳体积与稀盐酸体积，判断所需量筒量程，需选略大于总体积的量筒以保证测量准确；
2. 植物油的作用：植物油可隔绝二氧化碳与水，防止二氧化碳溶于水、与水反应，不加植物油会导致测得的二氧化碳体积偏小；
3. 生成二氧化碳体积计算：结合稀盐酸体积与量筒最终水体积，得出二氧化碳体积；
4. 反应速率影响因素：反应中反应物浓度降低，导致反应速率减小；
5. 气密性检查：利用装置内外压强差，拉活塞后松开，若活塞回到原位，说明气密性良好；
6. 注射器选择：根据压强变化图像，先推入试剂时压强减小，对应二氧化碳与澄清石灰水反应，故先推注射器m；
7. 反应现象与图像对应：第二次推入稀盐酸，与碳酸钙反应产生气泡，溶液由浑浊变澄清，对应压强上升的cd段。
【解析】
(1) 生成二氧化碳体积约为40mL，加入的稀盐酸体积为20mL，总体积约60mL，因此量筒规格选100mL，故填100；
(2) 乙中不加植物油时，二氧化碳能溶于水且能与水反应，部分二氧化碳会溶解在水中，导致测得的二氧化碳体积偏小，故填偏小；二氧化碳能溶于水，且能与水反应；
(3) 稀盐酸体积为20mL，最终量筒中水的体积减去稀盐酸体积即为生成二氧化碳的体积，计算得40mL，故填40；
(4) 反应过程中，盐酸不断被消耗，浓度逐渐减小，反应物浓度降低导致反应速率不断减小，故填盐酸浓度逐渐减小；
(5) 检查装置气密性时，向外拉动注射器活塞，装置内压强减小，松开手后，若装置气密性良好，外界空气进入使压强恢复，注射器活塞会回到原位，故填注射器活塞回到原位；
(6) 由压强图像可知，先推入试剂时压强减小，说明二氧化碳与试剂反应使瓶内压强降低，二氧化碳与澄清石灰水反应会使压强减小，故先推注射器m，填m；
(7) 第二次推入注射器n中的稀盐酸，稀盐酸与三颈烧瓶中的碳酸钙反应，产生二氧化碳气体，现象为有气泡产生，溶液由浑浊变澄清；此时瓶内压强增大，对应图③中的cd段，故填有气泡产生，溶液由浑浊变澄清；cd。
【答案】
100；偏小；二氧化碳能溶于水，且能与水反应；40；盐酸浓度逐渐减小；注射器活塞回到原位；m；有气泡产生，溶液由浑浊变澄清；cd
【知识点】
二氧化碳的制取；二氧化碳的性质；装置气密性检查
【点评】
本题综合考查二氧化碳的制取、性质及实验操作，需结合实验原理、装置特点和图像信息分析，注重实验细节的理解与应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
15 [2025 乐山夹江期末]为测定某石灰石样品中碳酸钙的含量,取该样品 25 g,向其中逐滴滴加稀盐酸至无气体生成,加入的稀盐酸与生成气体的质量关系如图所示,杂质不溶于水且不与水发生反应。
(1) 产生气体的质量为
(2) 计算石灰石样品中杂质的质量。
(3) 计算样品中碳酸钙的质量分数。
(1) 产生气体的质量为
8.8
g,该气体为$\ce{CO_{2}}$
(填化学式)。(2) 计算石灰石样品中杂质的质量。
(3) 计算样品中碳酸钙的质量分数。
答案
8.8
$\ce{CO_{2}}$
解：(2) 设参加反应的碳酸钙的质量为x。
$ \ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 8.8g
$ \frac{100}{44}=\frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}\ \ \ x=20\ \mathrm{g}$
石灰石样品中杂质的质量为$25\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}=5\ \mathrm{g}$。
(3) 样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}}×100\%=80\%$。
答：石灰石样品中杂质的质量是5 g，样品中碳酸钙的质量分数为80%。
$\ce{CO_{2}}$
解：(2) 设参加反应的碳酸钙的质量为x。
$ \ce{CaCO_{3} + 2HCl\xlongequal{\;\;}CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 8.8g
$ \frac{100}{44}=\frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}\ \ \ x=20\ \mathrm{g}$
石灰石样品中杂质的质量为$25\ \mathrm{g}-20\ \mathrm{g}=5\ \mathrm{g}$。
(3) 样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}}×100\%=80\%$。
答：石灰石样品中杂质的质量是5 g，样品中碳酸钙的质量分数为80%。
解析
【分析】首先观察图像，确定生成气体的质量为8.8g，该气体是碳酸钙与稀盐酸反应生成的CO₂；要计算杂质质量，需利用化学方程式，根据CO₂的质量求出反应的CaCO₃质量，再用样品总质量减去CaCO₃质量得到杂质质量；碳酸钙的质量分数为CaCO₃质量与样品总质量的比值乘以100%。
【解析】(1) 由图像可知，生成气体的最大质量为8.8g，石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，故该气体为$\ce{CO_{2}}$。
(2) 设参加反应的碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 8.8g
$\frac{100}{44} = \frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{100×8.8\ \mathrm{g}}{44} = 20\ \mathrm{g}$
石灰石样品中杂质的质量为：$25\ \mathrm{g} - 20\ \mathrm{g} = 5\ \mathrm{g}$。
(3) 样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$。
【答案】8.8；$\ce{CO_{2}}$；石灰石样品中杂质的质量是5g，样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【知识点】化学方程式计算、质量分数计算、碳酸钙与盐酸反应
【点评】本题结合图像考查化学计算，核心是从图像中提取有效数据，再根据反应的化学方程式进行计算，步骤清晰，难度适中，适合学生巩固化学计算的基本方法。
【难度系数】0.5
【解析】(1) 由图像可知，生成气体的最大质量为8.8g，石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，故该气体为$\ce{CO_{2}}$。
(2) 设参加反应的碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 8.8g
$\frac{100}{44} = \frac{x}{8.8\ \mathrm{g}}$
解得：$x = \frac{100×8.8\ \mathrm{g}}{44} = 20\ \mathrm{g}$
石灰石样品中杂质的质量为：$25\ \mathrm{g} - 20\ \mathrm{g} = 5\ \mathrm{g}$。
(3) 样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{20\ \mathrm{g}}{25\ \mathrm{g}} × 100\% = 80\%$。
【答案】8.8；$\ce{CO_{2}}$；石灰石样品中杂质的质量是5g，样品中碳酸钙的质量分数为80%。
【知识点】化学方程式计算、质量分数计算、碳酸钙与盐酸反应
【点评】本题结合图像考查化学计算，核心是从图像中提取有效数据，再根据反应的化学方程式进行计算，步骤清晰，难度适中，适合学生巩固化学计算的基本方法。
【难度系数】0.5
