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20 [2024 乐山期中]已知:$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$。同学们从砂石场采集到一些石灰石(主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$),他们取 60 g 该石灰石进行高温加热(所含杂质在加热过程中不发生变化),测得反应过程中固体的质量与反应时间的关系如表,请分析并计算:
(1) 当石灰石完全反应时,生成$\ce{CO_{2}}$的质量为
(2) 该石灰石中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程,结果精确到 0.1%)
(1) 当石灰石完全反应时,生成$\ce{CO_{2}}$的质量为
22 g
。(2) 该石灰石中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程,结果精确到 0.1%)
答案
22 g
解：设60 g该石灰石中含有碳酸钙的质量为x。
$ \ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 22g
$ \frac{100}{44}=\frac{x}{22\ \mathrm{g}}$
解得$x=50\ \mathrm{g}$
该石灰石中碳酸钙的质量分数为$\frac{50\ \mathrm{g}}{60\ \mathrm{g}}×100\%\approx83.3\%$。
答：该石灰石中碳酸钙的质量分数约为83.3%。
解：设60 g该石灰石中含有碳酸钙的质量为x。
$ \ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
100 44
x 22g
$ \frac{100}{44}=\frac{x}{22\ \mathrm{g}}$
解得$x=50\ \mathrm{g}$
该石灰石中碳酸钙的质量分数为$\frac{50\ \mathrm{g}}{60\ \mathrm{g}}×100\%\approx83.3\%$。
答：该石灰石中碳酸钙的质量分数约为83.3%。
解析
【分析】要解决这道题，首先利用质量守恒定律：碳酸钙分解反应中，反应前后固体的质量差就是生成二氧化碳的质量，当固体质量不再变化时，说明反应完全，由此可算出CO₂的质量；再根据化学方程式，利用CO₂的质量计算出石灰石中碳酸钙的质量，最后计算碳酸钙的质量分数。
【解析】（1）由表格数据可知，反应进行到150s和180s时，固体质量不再变化，说明石灰石完全反应，此时固体质量为38g。根据质量守恒定律，生成CO₂的质量=反应前固体总质量 - 完全反应后固体质量=60g - 38g=22g。
（2）设60g石灰石中碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
相对质量：$\ce{CaCO_{3}}$为100，$\ce{CO_{2}}$为44，列比例式：
$\frac{100}{44}=\frac{x}{22\ \mathrm{g}}$
解得：$x=\frac{100×22\ \mathrm{g}}{44}=50\ \mathrm{g}$
该石灰石中碳酸钙的质量分数为：$\frac{50\ \mathrm{g}}{60\ \mathrm{g}}×100\%\approx83.3\%$
【答案】22 g；83.3%
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算、碳酸钙分解反应
【点评】本题结合表格数据考查化学计算，核心是利用质量守恒确定生成气体的质量，再通过化学方程式进行计算，属于基础计算题型，步骤明确，只要掌握相关知识点即可顺利解答。
【难度系数】0.6
【解析】（1）由表格数据可知，反应进行到150s和180s时，固体质量不再变化，说明石灰石完全反应，此时固体质量为38g。根据质量守恒定律，生成CO₂的质量=反应前固体总质量 - 完全反应后固体质量=60g - 38g=22g。
（2）设60g石灰石中碳酸钙的质量为x。
$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
相对质量：$\ce{CaCO_{3}}$为100，$\ce{CO_{2}}$为44，列比例式：
$\frac{100}{44}=\frac{x}{22\ \mathrm{g}}$
解得：$x=\frac{100×22\ \mathrm{g}}{44}=50\ \mathrm{g}$
该石灰石中碳酸钙的质量分数为：$\frac{50\ \mathrm{g}}{60\ \mathrm{g}}×100\%\approx83.3\%$
【答案】22 g；83.3%
【知识点】质量守恒定律、化学方程式计算、碳酸钙分解反应
【点评】本题结合表格数据考查化学计算，核心是利用质量守恒确定生成气体的质量，再通过化学方程式进行计算，属于基础计算题型，步骤明确，只要掌握相关知识点即可顺利解答。
【难度系数】0.6
1 [2025 常州段考]化学兴趣小组开展“设计和制作简易供氧器”的实践活动。
【活动1】认识供氧器。
如图甲为某款家用制氧机结构示意图。
(1) 加湿仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是。
【活动2】自制供氧器。
学习小组利用身边物品,模仿市售制氧机,自制了如图乙的简易供氧器。
(2) 写出图乙中发生反应的化学方程式:。
(3) 若想利用 B 装置监测产生氧气的气流速度,B 图中有一处不足之处,你的改进措施是
。
(4) 验证 B 瓶导出的气体是氧气的方法是。
(5) 制作简易供氧器在选择反应原理时,需要考虑的因素有(填字母)。
A. 原料是否廉价易得 B. 反应速率是否适中 C. 制得气体是否纯净 D. 是否安全、环保
【活动1】认识供氧器。
如图甲为某款家用制氧机结构示意图。
(1) 加湿仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是。
【活动2】自制供氧器。
学习小组利用身边物品,模仿市售制氧机,自制了如图乙的简易供氧器。
(2) 写出图乙中发生反应的化学方程式:。
(3) 若想利用 B 装置监测产生氧气的气流速度,B 图中有一处不足之处,你的改进措施是
。
(4) 验证 B 瓶导出的气体是氧气的方法是。
(5) 制作简易供氧器在选择反应原理时,需要考虑的因素有(填字母)。
A. 原料是否廉价易得 B. 反应速率是否适中 C. 制得气体是否纯净 D. 是否安全、环保
答案
使氧气具有一定的湿度(合理答案均可)
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
将导管a延长并伸入到液面以下
将带火星的木条放在B瓶导管b出口处，若木条复燃，则说明该气体是氧气
ABCD
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
将导管a延长并伸入到液面以下
将带火星的木条放在B瓶导管b出口处，若木条复燃，则说明该气体是氧气
ABCD
解析
【分析】
本题围绕简易供氧器的设计与制作展开，需结合氧气制取的原理、装置作用、气体检验等知识逐一分析：
(1) 甲图中氧气从反应仓进入加湿仓，经过水时，水可对氧气起到加湿作用，同时还能通过观察气泡快慢判断氧气生成速率；
(2) 乙图中利用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，需正确书写对应的化学方程式；
(3) B装置要监测氧气气流速度，需让气体通过水产生气泡，当前导管未伸入液面，无法观察气泡，需改进；
(4) 验证氧气利用氧气的助燃性，用带火星的木条检验；
(5) 选择反应原理时，需综合考虑原料、反应速率、气体纯度、安全性等实际因素。
【解析】
(1) 加湿仓中的水，氧气通过时会携带水蒸气，因此除过滤杂质外，还能使氧气具有一定的湿度，提升使用时的舒适度（合理即可）；
(2) 乙图中，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(3) 要监测氧气气流速度，需让氧气通过B瓶中的水产生气泡，当前连接A、B瓶的导管未伸入B瓶液面下，无法观察气泡，因此改进措施是将该导管延长并伸入到液面以下；
(4) 利用氧气的助燃性，将带火星的木条放在B瓶的导管b出口处，若木条复燃，说明导出的气体是氧气；
(5) 制作供氧器选择反应原理时，原料需廉价易得（A正确），反应速率要适中便于控制（B正确），制得的气体需纯净（C正确），同时要安全环保（D正确），因此选ABCD。
【答案】
使氧气具有一定的湿度(合理答案均可)；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；将导管a延长并伸入到液面以下；将带火星的木条放在B瓶导管b出口处，若木条复燃，则说明该气体是氧气；ABCD
【知识点】
氧气的制取；化学方程式书写；氧气的检验
【点评】
本题结合实践活动考查氧气制取的相关知识，注重理论与实际应用结合，需理解装置各部分的作用，掌握氧气制取、检验等基础知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕简易供氧器的设计与制作展开，需结合氧气制取的原理、装置作用、气体检验等知识逐一分析：
(1) 甲图中氧气从反应仓进入加湿仓，经过水时，水可对氧气起到加湿作用，同时还能通过观察气泡快慢判断氧气生成速率；
(2) 乙图中利用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，需正确书写对应的化学方程式；
(3) B装置要监测氧气气流速度，需让气体通过水产生气泡，当前导管未伸入液面，无法观察气泡，需改进；
(4) 验证氧气利用氧气的助燃性，用带火星的木条检验；
(5) 选择反应原理时，需综合考虑原料、反应速率、气体纯度、安全性等实际因素。
【解析】
(1) 加湿仓中的水，氧气通过时会携带水蒸气，因此除过滤杂质外，还能使氧气具有一定的湿度，提升使用时的舒适度（合理即可）；
(2) 乙图中，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(3) 要监测氧气气流速度，需让氧气通过B瓶中的水产生气泡，当前连接A、B瓶的导管未伸入B瓶液面下，无法观察气泡，因此改进措施是将该导管延长并伸入到液面以下；
(4) 利用氧气的助燃性，将带火星的木条放在B瓶的导管b出口处，若木条复燃，说明导出的气体是氧气；
(5) 制作供氧器选择反应原理时，原料需廉价易得（A正确），反应速率要适中便于控制（B正确），制得的气体需纯净（C正确），同时要安全环保（D正确），因此选ABCD。
【答案】
使氧气具有一定的湿度(合理答案均可)；$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；将导管a延长并伸入到液面以下；将带火星的木条放在B瓶导管b出口处，若木条复燃，则说明该气体是氧气；ABCD
【知识点】
氧气的制取；化学方程式书写；氧气的检验
【点评】
本题结合实践活动考查氧气制取的相关知识，注重理论与实际应用结合，需理解装置各部分的作用，掌握氧气制取、检验等基础知识点，难度适中。
【难度系数】
0.5
