初中化学二氧化碳制取科学探究题专题训练含答案.docx

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初中化学二氧化碳制取科学探究题专题训练含答案

初中化学二氧化碳制取科学探究题专题训练含答案

姓名：

__________班级：

__________考号：

__________

一、科学探究题（共8题）

1、某化学兴趣小组的同学们在实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，并对反应后所得溶液的溶质成分进行探究。

I.实验室制取二氧化碳的反应原理及装置

（1）写出石灰石与稀盐酸制二氧化碳的化学方程式_____。

（2）同学们从下图装置中选择合适的装置组合制取二氧化碳。

其中仪器a的名称为_____，从A-E中可选择的发生装置和收集装置的组合是______（填序号），F装置的优点是________。

II.同学们对反应后所得溶液的溶质成分进行了以下探究。

（提出问题）实验室制取二氧化碳后，所得溶液的溶质成分是什么？

（猜想与假设）

猜想一：

CaCl2

猜想二：

CaCl2和CaCO3

猜想三：

CaCl2和_____（写化学式）

（理论分析）小华认为上述猜想中猜想______肯定不成立，理由是_____。

（查阅资料）CaCl2溶液呈中性。

（进行实验）同学们进行了如下实验。

实验操作

实验现象与分析

实验结论

1.小明取反应后的上层清液，滴加_______溶液

溶液由无色变成红色

猜想三正确

2.小红取反应后的上层清液，加入少量镁条

观察到_________

3.小刚取反应后的上层清液，加入氧化铁粉末

固体逐渐减少，溶液变成______色

化学方程式为_____

（反思与评价）

反应后所得溶液的成分，主要考虑两个方面，一是生成物，二是_______________。

2、某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：

（1）装置A的作用是___________。

（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。

A．足量的氢氧化钠浓溶液B．浓硫酸C．水

（4）写出尾气处理的一种方法：

___________。

3、某兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和相关性质进行探究。

（气体制取）

（1）实验室用大理石与稀盐酸（1：

2）制取二氧化碳的化学方程式为______。

（2）稀盐酸（1：

2）是指浓盐酸与水按体积比1：

2进行混合所得的盐酸。

已知所用浓盐酸中溶质的质量分数为37%，密度为1.19g/cm3；水的密度为1g/cm3。

计算所得稀盐酸中溶质的质量分数（计算结果保留一位小数）（写出计算过程）______。

（实验探究）用实验证明碳酸型饮料（如汽水）中含有二氧化碳。

兴趣小组同学用如图所示的装置进行实验：

打开汽水瓶盖，立即塞上带导管的橡皮塞，将导管另一端伸入装有试剂的试管中、甲、乙两位同学分别用不同的试剂进行实验。

甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，观察到试管内______，由此得到结论：

该汽水中含有二氧化碳。

乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，观察到试管内______。

乙同学认为也能得到甲同学的结论。

（评价反思）兴趣小组的同学对甲、乙两位同学的实验方案进行评价。

（1）丙同学认为甲同学的方案比较合理，其试管中发生反应的化学方程式为______。

（2）丁同学质疑乙同学的方案不够严密，认为也可能是该汽水中的柠檬酸随气体进入试管，而引起紫色石蕊溶液的变色。

兴趣小组的同学针对丁同学提出的质疑进行了如下探究：

①查阅资料：

柠檬酸为无色晶体，易溶于水和酒精；常温稳定，熔点153℃，熔化后沸腾前分解，分解温度约为175℃；柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸。

②乙同学在自己实验的基础上，未增加任何试剂，接着进行了一步实验操作，该操作是______，可观察到______，该反应的化学方程式为______。

可以确认不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色。

4、石灰石是重要的化工原料。

为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。

Ⅰ.石灰石分解的探究

取三块形状大小相近的石灰石（长宽厚约为

），一块不加热，另两块分别在酒精灯和酒精喷灯（酒精化学式为C2H5OH）的火焰上加热2min（假设杂质加热时不发生变化）。

探究过程如图所示，实验现象见表1。

表1不同条件下的实验现象

（1）通过甲、乙，丙三组对比实验，得出影响石灰石分解的因素是_______。

（2）丙组实验加热石灰石时，在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯，石灰水变浑浊，出现浑浊的化学方程式为_______。

此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳，并说明理由：

_______。

（3）丙组实验中，向试管B中逐滴滴入稀盐酸，至红色恰好褪去，轻轻晃动试管，溶液自下而上又变为红色。

解释产生上述现象的原因：

_______。

（4）为检验丙组实验中的石灰石部分分解，设计实验：

取研细后的粉末少许于试管中，_______（补充完整实验方案）。

Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究

（查阅资料）生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。

“活性度”的测定方法：

取一定质量的生石灰，加入一定量的水，用指定浓度的盐酸中和，记录所消耗盐酸的体积数（单位为mL），消耗盐酸的体积数越大，“活性度”越高。

某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品，并测定煅烧产物（CaO）的活性度，数据见表2。

表2不同条件下煅烧产物的活性度（mL）

（5）石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是_______。

Ⅲ.石灰石用途的探究

（6）石灰石是高炉炼铁的原料之一、石灰石能除去铁矿石中的SiO2，同时能提高单位时间内生铁的产率。

分析加入石灰石能提高生铁产率的原因：

_______。

5、实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。

（一）下图是某课外学习小组设计的气体制备与性质验证的组合实验，其中请看图回答下列问题：

（1）仪器a名称为_____，A中发生反应的化学方程式_____；

（2）装置B的作用是干燥二氧化碳气体，利用了浓硫酸的_____；

（3）装置C中炭粉与干燥的二氧化碳反应产生一氧化碳。

该反应中利用了炭粉的_____性；

（4）实验过程中装置D通入CO一段时间，待_____，再点燃酒精喷灯；

（5）反应一段时间后，观察到装置D玻璃管内粉末由_____色变成黑色，生成的黑色固体均能被磁铁吸引。

（6）该套装置中有一个明显的不足之处，你的改进方法是_____。

（二）化学兴趣小组对“CO还原Fe2O3粉末”的实验产生的黑色粉末继续进行探究：

（查阅资料）铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体；铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。

（提出猜想）对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想：

猜测Ⅰ：

Fe；   猜测Ⅱ：

Fe3O4；    猜测Ⅲ：

Fe和Fe3O4

（实验验证）取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明_____（填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正确的。

6、草酸存在于自然界的植物中。

草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。

草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀：

H2C2O4＋Ca（OH）2===CaC2O4↓＋2H2O。

请回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。

仪器a的名称是_________。

装置B的主要作用是_________________。

装置C中有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊。

由此可知草酸晶体分解的产物中一定有______________。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO。

为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为A→B→（____）→（____）→（____）→I→D→H。

②装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化，欲证明草酸晶体分解的产物中有CO，乙组同学需要两次使用装置D，其现象分别是___________________________________。

7、某课外兴趣小组的同学对二氧化碳的制取和性质进行相关探究。

（实验回顾）

（1）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为______；用向上排空气法收集二氧化碳的原因是______。

（实验探究）

（2）如图1所示，打开汽水瓶盖，有大量气泡冒出，塞上带导管的橡皮塞，导管另一端伸入装有滴加了紫色石溶液的蒸馏水的试管中，轻轻振荡汽水瓶，观察到紫色石蕊溶液变红;加热上述试管，发现溶液颜色由红色变为紫色，写出上述变化过中反应的化学方程式______，______。

（3）打开汽水瓶盖时，有大量气泡冒出，说明气体的溶解度______。

（4）如图2所示，在C处放入用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花完成以下实验：

在A处持续而缓缓地通入气体X。

当关闭K时，C处的紫色石蕊纸花不变色;当打开K后，C处的紫色石蕊纸花变为红色。

若气体X为未经干燥的二氧化碳，则B瓶中盛放的溶液可以为______（填字母）；若气体X为未经干燥且混有氯化氢的二氧化碳，则B瓶中盛放的溶液可以为_____（填字母）

A浓硫酸B氢氧化钠溶液C饱和碳酸氢钠溶液

（交流反思）

（5）该小组用空气样品和提高二氧化碳含量的空气的样品，控制相同条件测定二者在光照前后温度的变化，实验结果如图3。

则与空气样品对应的温度变化曲线是__________（填“a”或“b＂），二氧化碳可以产生温室效应。

请简述温室效应对人类生存环境的功与过______（各写一点）。

8、为探究影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组进行了探究。

（提出问题）影响大理石与稀盐酸反应剧烈程度的因素有哪些?

（猜想与假设）甲同学：

__________

丙同学：

溶液温度； 乙同学：

酸的浓度。

（设计实验）小组同学将稀盐酸分成四等份，分别加入四支试管中进行下列对比实验。

（实验验证）写出大理石与稀盐酸反应化学方程式：

___________；比较下表是同学进行的探究记录，请完善表格。

实验目的

对照组

实验现象

实验结论

探究温度对于反

应速率的影响

①和___________。

___________

温度越高化学反应应

速率越快

___________

③和④

实验③产生气泡速率比实验④快

___________

============参考答案============

一、科学探究题

1、

锥形瓶BE随时控制反应的发生和停止HCl二碳酸钙难溶于水石蕊产生气泡黄

反应物是否有剩余

【详解】

（1）石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为

；

（2）仪器a的名称为锥形瓶；实验室制取二氧化碳是用大理石或石灰石和稀盐酸，不需要加热，则选固液不加热装置；且生成的二氧化碳密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集，则发生装置和收集装置的组合选择BE；

F装置可以通过控制活塞的开与关来控制固液药品的接触与分离，其优点是可以随时控制反应的发生和停止；

故填：

锥形瓶；BE；随时控制反应的发生和停止；

猜想与假设：

石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，碳酸钙和盐酸有可能过量，所以溶质可能只有氯化钙或者有氯化钙和氯化氢，所以猜想三填HCl；故填：

HCl；

理论分析：

猜想二肯定不成立，因为碳酸钙难溶于水，不能溶于于水形成溶质；故填：

二；碳酸钙难溶于水；

进行实验：

石蕊溶液遇酸变红，而溶液由无色变成红色，则是加入了石蕊溶液；镁条与稀盐酸反应生成氢气，可观察到有气泡产生；氧化铁与稀盐酸反应，生成黄色的氯化铁，可观察到溶液变成黄色，方程式为

；故填：

石蕊；产生气泡；黄；

；

反思与评价：

反应后所得溶液的成分，主要考虑两个方面，一是生成物，二是反应物是否有剩余。

故填：

反应物是否有剩余。

2、检验原气体产物中是否含有二氧化碳

A将尾气点燃（或进行收集等）

【分析】

（1）根据二氧化碳使澄清石灰水变浑浊解答；

（2）根据反应现象和结果进行解答；

（3）根据除杂和实验要求进行解答；

（4）根据一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中进行解答。

【详解】

（1）装置A的作用就是检验混合气体中有二氧化碳的存在，因为二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊；

（2）氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为：

；

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，原气体是一氧化碳和二氧化碳的混合气体，除去一氧化碳中的二氧化碳，所以需要氢氧化钠与二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，留下一氧化碳与氧化铁反应；

（4）如果反应不完全，尾气里面会有一氧化碳，不能直接排入空气，因为一氧化碳有毒，所以需要将尾气点燃或进行收集等，禁止排入空气即可；

故答案为：

（1）、检验原气体产物中是否含有二氧化碳；

（2）、

；（3）、A；（4）、将尾气点燃（或进行收集等）。

【点睛】

本题考查一氧化碳和二氧化碳气体的鉴别和除杂，牢记实验要求，结合气体的性质进行解答。

3、

设所用浓盐酸的体积为1mL，则所用水的体积为2mL。

所得稀盐酸中溶质质量为：

1.19g/cm3×1mL×37%=0.4403g

所得盐酸中溶质的质量分数为：

澄清石灰水变浑浊溶液变红

对试管稍微加热溶液由红色变为紫色

【详解】

气体制取：

（1）大理石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：

；

（2）见答案；

实验探究：

甲同学在试管中加入少量澄清石灰水，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，观察到澄清石灰水变浑浊，说明含有二氧化碳；

乙同学在试管中加入少量紫色石蕊溶液，二氧化碳能与水反应生成碳酸。

碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故观察到试管内溶液变红；

评价反思：

（1）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：

；

（2）②碳酸受热易分解，而柠檬酸分解温度约为175℃，故可对试管进行稍微加热；观察到溶液由红色变为紫色，说明不是因为柠檬酸而引起紫色石蕊溶液的变色。

溶液变色，是因为碳酸受热分解生成了二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：

。

4、温度

否，酒精燃烧也会生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊氢氧化钙与盐酸反应，酚酞红色褪去：

氢氧化钙微溶于水，晃动时氢氧化钙继续溶解，溶液呈碱性，使酚酞变红滴入稀盐酸，有无色气体产生煅烧不同的时间，在1100~1200℃范围内生成的生石灰活性度均高于其它温度石灰石高温分解产生的CO2与焦炭反应生成CO，可还原生成更多铁

【详解】

Ⅰ.

（1）甲组实验未加热，试管B中无明显现象，说明无氧化钙生成，说明常温下，碳酸钙不分解；

乙组实验：

在酒精灯上加热，试管B中呈浅红色，丙组实验，在酒精喷灯上加热，试管B中呈红色，说明温度越高碳酸钙分解的越充分，故影响石灰石分解的因素是温度；

（2）丙组实验加热石灰石时，在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯，石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：

；

此实验不能推断石灰石煅烧产生二氧化碳，因为酒精燃烧也会生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊；

（3）氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水，酚酞红色褪去：

氢氧化钙微溶于水，晃动时氢氧化钙继续溶解，溶液呈碱性，使酚酞变红；

（4）石灰石部分分解，说明石灰石中还含有碳酸钙，碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故可设计实验：

取研细后的粉末少许于试管中，滴入稀盐酸，有无色气体产生；

Ⅱ.（5）煅烧不同的时间，在1100~1200℃范围内生成的生石灰活性度均高于其它温度，故石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃；

Ⅲ.（6）石灰石高温分解产生的CO2与焦炭反应生成CO，可还原生成更多铁。

5、锥形瓶   

 吸水性   还原性   E中出现连续均匀的气泡时   红棕色   最后加一个燃着的酒精灯，或在导管口绑一个小气球   猜想Ⅲ   

【详解】

（一）

（1）仪器a的名称是锥形瓶；

A中为石灰石中的碳酸钙与稀盐酸发生反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：

；

（2）装置B的作用是干燥二氧化碳气体，利用了浓硫酸的吸水性；

（3）装置C中炭粉与干燥的二氧化碳反应产生一氧化碳，在该反应中，炭粉得到氧，故该反应中利用了炭粉的还原性；

（4）因为一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火会发生爆炸，故实验过程中，应先在装置D通入CO一段时间，将装置内空气排尽，待E中出现连续均匀的气泡时，再点燃酒精喷灯；

（5）一氧化碳能与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，氧化铁为红棕色，铁为黑色，故反应一段时间后，观察到装置D玻璃管内粉末由红棕色变成黑色；

（6）一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳排到空气中，会污染空气，故应增加尾气处理装置，在最后加一个燃着的酒精灯，或在导管口绑一个小气球；

（二）实验验证：

取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，振荡，充分反应后静置，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，四氧化三铁与硫酸铜不反应，反应后，观察到红色固体中混有黑色颗粒，说明猜想Ⅲ正确。

6、酒精灯   防止升华的草酸进入C中，影响CO2的检验   CO2（或二氧化碳）   F   D   G   第一次D中无明显变化，第二次D中澄清石灰水变浑浊。

【解析】

（1）仪器a的名称是酒精灯；装置B的主要作用是防止升华的草酸进入C中，影响CO2的检验；澄清石灰水遇到二氧化碳变浑浊，故说明有二氧化碳气体生成；

（2）①装置AB中生成气体要先经过浓氢氧化钠溶液F吸收二氧化碳，而后经过澄清石灰水D检验二氧化碳是否被完全吸收，然后再经过浓硫酸G除水，后通入到I装置还原氧化铁，经过澄清石灰水检验有二氧化碳生成，故填F、D、G；②第一个D装置中的澄清石灰水应该不变浑浊，第二个澄清石灰水装置应该变浑浊。

7、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑   二氧化碳的密度比空气大，且不与空气的主要成分反应   CO2+H2O=H2CO3   H2CO3

H2O+CO2↑   随着压强的降低而减小   AB   AB   a   功是温室效应使全球平均地表温度提高到目前适合人类生存的温度；过是温室效应增强，全球气候变暖，使土壤沙漠化等   

【详解】

（1）大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；

二氧化碳的密度比空气大，且不与空气的主要成分反应，所以收集二氧化碳用向上排空气法，故填二氧化碳的密度比空气大，且不与空气的主要成分反应。

（2）紫色石蕊溶液变红是因为汽水中的二氧化碳和水反应生成了碳酸，故反应的化学方程式写为：

CO2+H2O=H2CO3；

碳酸不稳定受热生成二氧化碳和水，故反应的化学方程式写为：

H2CO3

H2O+CO2↑。

（3）打开汽水瓶盖时，有大量气泡冒出，说明气体的溶解度随着压强的降低而减小，故填随着压强的降低而减小。

（4）由题干可知，气体X为未经干燥的二氧化碳时，当关闭K时，C处的紫色石蕊纸花不变色，有两种情况可以出现这样的现象，①二氧化碳气体中的水蒸气被除去了，则B中的液态具有吸水性，该液态为浓硫酸，即A；②B中的液体把二氧化碳气体给除去了，则该液体为氢氧化钠溶液，即B，故填AB；

气体X为未经干燥且混有氯化氢的二氧化碳时和上面情况类似，当气体中的水蒸气被除去或气体被吸收时，C处的紫色石蕊纸花自然不变色，能吸收水分的是浓硫酸，能与两种气体都反应的是氢氧化钠溶液，故填AB。

（5）根据图示可知，曲线b表示提高二氧化碳含量的空气的样品在光照前后温度的变化，a是空气样品对应的温度变化曲线，故填a；

温室效应的功是温室效应使全球平均地表温度提高到目前适合人类生存的温度；过是温室效应增强，全球气候变暖，使土壤沙漠化等，故填温室效应的功是温室效应使全球平均地表温度提高到目前适合人类生存的温度；过是温室效应增强，全球气候变暖，使土壤沙漠化等。

8、反应物的接触面积   CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑   ③   试管③中产生的气泡比试管①中的快   探究反应速率与接触面积有关   接触面积越大，反应速率越快   

【解析】

（1）由设计的实验可知，甲同学的猜想是反应速率与接触面积有关。

（2）大理石与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的方程式为：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

（3）根据控制变量法，探究温度对于反应速率的影响应该选①③。

（4）由实验的结论可知，试管③中产生的气泡比试管①中的快。

（5）试管③④的不同点是大理石的大小不同，与稀盐酸的接触面积不同，故实验目的是探究反应速率与接触面积有关。

（6）接触面积越大，反应速率越快。

【点睛】

在探究实验中，当有多个因素影响实验时，要注意控制变量法的应用。