…………○…………外…………○…………裝…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………初中化學二氧化碳制取科學探究題專題訓練含答案

姓名：__________班級：__________考號：__________一、科學探究題（共8題）1、某化學興趣小組的同學們在實驗室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，并對反應后所得溶液的溶質成分進行探究。I.實驗室制取二氧化碳的反應原理及裝置（1）寫出石灰石與稀鹽酸制二氧化碳的化學方程式_____。（2）同學們從下圖裝置中選擇合適的裝置組合制取二氧化碳。其中儀器a的名稱為_____，從A-E中可選擇的發生裝置和收集裝置的組合是______(填序號)，F裝置的優點是________。II.同學們對反應后所得溶液的溶質成分進行了以下探究。（提出問題）實驗室制取二氧化碳后，所得溶液的溶質成分是什么？（猜想與假設）猜想一：CaCl2猜想二：CaCl2和CaCO3猜想三：CaCl2和_____(寫化學式)（理論分析）小華認為上述猜想中猜想______肯定不成立，理由是_____。（查閱資料）CaCl2溶液呈中性。（進行實驗）同學們進行了如下實驗。實驗操作實驗現象與分析實驗結論1.小明取反應后的上層清液，滴加_______溶液溶液由無色變成紅色猜想三正確2.小紅取反應后的上層清液，加入少量鎂條觀察到_________3.小剛取反應后的上層清液，加入氧化鐵粉末固體逐漸減少，溶液變成______色化學方程式為_____（反思與評價）反應后所得溶液的成分，主要考慮兩個方面，一是生成物，二是_______________。2、某同學為探究碳在氧氣中不完全燃燒的氣體產物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他設計了如圖所示實驗：（1）裝置A的作用是___________。（2）實驗過程中，觀察到裝置C中玻璃管里的紅棕色粉末逐漸變黑，說明原氣體產物中含有一氧化碳，反應的化學方程式是___________。（3）通過觀察裝置D中澄清石灰水變渾濁，也能驗證原氣體產物中一氧化碳的存在，則裝置B中應選擇的試劑是___________。A．足量的氫氧化鈉濃溶液B．濃硫酸C．水（4）寫出尾氣處理的一種方法：___________。3、某興趣小組的同學對二氧化碳的制取和相關性質進行探究。（氣體制取）（1）實驗室用大理石與稀鹽酸（1：2）制取二氧化碳的化學方程式為______。（2）稀鹽酸（1：2）是指濃鹽酸與水按體積比1：2進行混合所得的鹽酸。已知所用濃鹽酸中溶質的質量分數為37%，密度為1.19g/cm3；水的密度為1g/cm3。計算所得稀鹽酸中溶質的質量分數（計算結果保留一位小數）（寫出計算過程）______。（實驗探究）用實驗證明碳酸型飲料（如汽水）中含有二氧化碳。興趣小組同學用如圖所示的裝置進行實驗：打開汽水瓶蓋，立即塞上帶導管的橡皮塞，將導管另一端伸入裝有試劑的試管中、甲、乙兩位同學分別用不同的試劑進行實驗。甲同學在試管中加入少量澄清石灰水，觀察到試管內______，由此得到結論：該汽水中含有二氧化碳。乙同學在試管中加入少量紫色石蕊溶液，觀察到試管內______。乙同學認為也能得到甲同學的結論。（評價反思）興趣小組的同學對甲、乙兩位同學的實驗方案進行評價。（1）丙同學認為甲同學的方案比較合理，其試管中發生反應的化學方程式為______。（2）丁同學質疑乙同學的方案不夠嚴密，認為也可能是該汽水中的檸檬酸隨氣體進入試管，而引起紫色石蕊溶液的變色。興趣小組的同學針對丁同學提出的質疑進行了如下探究：①查閱資料：檸檬酸為無色晶體，易溶于水和酒精；常溫穩定，熔點153℃，熔化后沸騰前分解，分解溫度約為175℃；檸檬、柑橘等水果中含有檸檬酸。②乙同學在自己實驗的基礎上，未增加任何試劑，接著進行了一步實驗操作，該操作是______，可觀察到______，該反應的化學方程式為______。可以確認不是因為檸檬酸而引起紫色石蕊溶液的變色。4、石灰石是重要的化工原料。為研究石灰石的性質和用途進行如下探究。Ⅰ.石灰石分解的探究取三塊形狀大小相近的石灰石(長寬厚約為)，一塊不加熱，另兩塊分別在酒精燈和酒精噴燈(酒精化學式為C2H5OH)的火焰上加熱2min(假設雜質加熱時不發生變化)。探究過程如圖所示，實驗現象見表1。表1不同條件下的實驗現象(1)通過甲、乙，丙三組對比實驗，得出影響石灰石分解的因素是_______。(2)丙組實驗加熱石灰石時，在火焰上方倒扣一個用澄清石灰水潤濕的燒杯，石灰水變渾濁，出現渾濁的化學方程式為_______。此實驗能否推斷石灰石煅燒產生二氧化碳，并說明理由：_______。(3)丙組實驗中，向試管B中逐滴滴入稀鹽酸，至紅色恰好褪去，輕輕晃動試管，溶液自下而上又變為紅色。解釋產生上述現象的原因：_______。(4)為檢驗丙組實驗中的石灰石部分分解，設計實驗：取研細后的粉末少許于試管中，_______(補充完整實驗方案)。Ⅱ.石灰石煅燒溫度的探究（查閱資料）生石灰質量的優劣常采用“活性度”來衡量。“活性度”的測定方法：取一定質量的生石灰，加入一定量的水，用指定濃度的鹽酸中和，記錄所消耗鹽酸的體積數(單位為mL)，消耗鹽酸的體積數越大，“活性度”越高。某研究小組在電爐內煅燒石灰石樣品，并測定煅燒產物(CaO)的活性度，數據見表2。表2不同條件下煅燒產物的活性度(mL)(5)石灰石煅燒的最佳溫度范圍為1100~1200℃的證據是_______。Ⅲ.石灰石用途的探究(6)石灰石是高爐煉鐵的原料之一、石灰石能除去鐵礦石中的SiO2，同時能提高單位時間內生鐵的產率。分析加入石灰石能提高生鐵產率的原因：_______。5、實驗探究和證據推理是提升認知的重要手段。（一）下圖是某課外學習小組設計的氣體制備與性質驗證的組合實驗，其中請看圖回答下列問題：（1）儀器a名稱為_____，A中發生反應的化學方程式_____；（2）裝置B的作用是干燥二氧化碳氣體，利用了濃硫酸的_____；（3）裝置C中炭粉與干燥的二氧化碳反應產生一氧化碳。該反應中利用了炭粉的_____性；（4）實驗過程中裝置D通入CO一段時間，待_____，再點燃酒精噴燈；（5）反應一段時間后，觀察到裝置D玻璃管內粉末由_____色變成黑色，生成的黑色固體均能被磁鐵吸引。（6）該套裝置中有一個明顯的不足之處，你的改進方法是_____。（二）化學興趣小組對“CO還原Fe2O3粉末”的實驗產生的黑色粉末繼續進行探究：（查閱資料）鐵粉、FeO、Fe3O4均為黑色固體；鐵粉、Fe3O4均能被磁鐵吸引。（提出猜想）對磁鐵吸引的黑色固體成分有以下三種猜想：猜測Ⅰ：Fe；

猜測Ⅱ：Fe3O4；

猜測Ⅲ：Fe和Fe3O4（實驗驗證）取少量反應后的黑色固體放入試管中，加入足量的硫酸銅溶液，振蕩，充分反應后靜置，觀察到紅色固體中混有黑色顆粒，說明_____（填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正確的。6、草酸存在于自然界的植物中。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。草酸能與氫氧化鈣反應生成沉淀：H2C2O4＋Ca(OH)2===CaC2O4↓＋2H2O。請回答下列問題：(1)甲組同學按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產物。儀器a的名稱是_________。裝置B的主要作用是_________________。裝置C中有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁。由此可知草酸晶體分解的產物中一定有______________。(2)乙組同學認為草酸晶體分解的產物中還有CO。為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行實驗。①乙組同學的實驗裝置依次連接的合理順序為A→B→（____）→（____）→（____）→I→D→H。②裝置I中盛有的氧化鐵發生了顏色變化，欲證明草酸晶體分解的產物中有CO，乙組同學需要兩次使用裝置D，其現象分別是___________________________________。7、某課外興趣小組的同學對二氧化碳的制取和性質進行相關探究。（實驗回顧）(1)實驗室用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳的化學方程式為______；用向上排空氣法收集二氧化碳的原因是______。（實驗探究）(2)如圖1所示，打開汽水瓶蓋，有大量氣泡冒出，塞上帶導管的橡皮塞，導管另一端伸入裝有滴加了紫色石溶液的蒸餾水的試管中，輕輕振蕩汽水瓶，觀察到紫色石蕊溶液變紅;加熱上述試管，發現溶液顏色由紅色變為紫色，寫出上述變化過中反應的化學方程式______，______。(3)打開汽水瓶蓋時，有大量氣泡冒出，說明氣體的溶解度______。(4)如圖2所示，在C處放入用石蕊溶液染成紫色的干燥的紙花完成以下實驗：在A處持續而緩緩地通入氣體X。當關閉K時，C處的紫色石蕊紙花不變色;當打開K后，C處的紫色石蕊紙花變為紅色。若氣體X為未經干燥的二氧化碳，則B瓶中盛放的溶液可以為______(填字母)；若氣體X為未經干燥且混有氯化氫的二氧化碳，則B瓶中盛放的溶液可以為_____(填字母)A濃硫酸B氫氧化鈉溶液C飽和碳酸氫鈉溶液（交流反思）(5)該小組用空氣樣品和提高二氧化碳含量的空氣的樣品，控制相同條件測定二者在光照前后溫度的變化，實驗結果如圖3。則與空氣樣品對應的溫度變化曲線是__________(填“a”或“b＂)，二氧化碳可以產生溫室效應。請簡述溫室效應對人類生存環境的功與過______(各寫一點)。8、為探究影響大理石與稀鹽酸反應劇烈程度的因素，某學習小組進行了探究。（提出問題）影響大理石與稀鹽酸反應劇烈程度的因素有哪些?（猜想與假設）甲同學：__________丙同學：溶液溫度；

乙同學：酸的濃度。（設計實驗）小組同學將稀鹽酸分成四等份，分別加入四支試管中進行下列對比實驗。（實驗驗證）寫出大理石與稀鹽酸反應化學方程式：___________；比較下表是同學進行的探究記錄，請完善表格。實驗目的對照組實驗現象實驗結論探究溫度對于反應速率的影響①和___________。___________溫度越高化學反應應速率越快___________③和④實驗③產生氣泡速率比實驗④快___________============參考答案============一、科學探究題1、錐形瓶BE隨時控制反應的發生和停止HCl二碳酸鈣難溶于水石蕊產生氣泡黃反應物是否有剩余【詳解】(1)石灰石與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為；(2)儀器a的名稱為錐形瓶；實驗室制取二氧化碳是用大理石或石灰石和稀鹽酸，不需要加熱，則選固液不加熱裝置；且生成的二氧化碳密度比空氣大，能溶于水，用向上排空氣法收集，則發生裝置和收集裝置的組合選擇BE；F裝置可以通過控制活塞的開與關來控制固液藥品的接觸與分離，其優點是可以隨時控制反應的發生和停止；故填：錐形瓶；BE；隨時控制反應的發生和停止；猜想與假設：石灰石和稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，碳酸鈣和鹽酸有可能過量，所以溶質可能只有氯化鈣或者有氯化鈣和氯化氫，所以猜想三填HCl；故填：HCl；理論分析：猜想二肯定不成立，因為碳酸鈣難溶于水，不能溶于于水形成溶質；故填：二；碳酸鈣難溶于水；進行實驗：石蕊溶液遇酸變紅，而溶液由無色變成紅色，則是加入了石蕊溶液；鎂條與稀鹽酸反應生成氫氣，可觀察到有氣泡產生；氧化鐵與稀鹽酸反應，生成黃色的氯化鐵，可觀察到溶液變成黃色，方程式為；故填：石蕊；產生氣泡；黃；；反思與評價：反應后所得溶液的成分，主要考慮兩個方面，一是生成物，二是反應物是否有剩余。故填：反應物是否有剩余。2、檢驗原氣體產物中是否含有二氧化碳A將尾氣點燃（或進行收集等）【分析】（1）根據二氧化碳使澄清石灰水變渾濁解答；（2）根據反應現象和結果進行解答；（3）根據除雜和實驗要求進行解答；（4）根據一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中進行解答。【詳解】（1）裝置A的作用就是檢驗混合氣體中有二氧化碳的存在，因為二氧化碳會使澄清石灰水變渾濁；（2）氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳，化學反應方程式為：；（3）通過觀察裝置D中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳產生，原氣體是一氧化碳和二氧化碳的混合氣體，除去一氧化碳中的二氧化碳，所以需要氫氧化鈉與二氧化碳反應，生成碳酸鈉和水，留下一氧化碳與氧化鐵反應；（4）如果反應不完全，尾氣里面會有一氧化碳，不能直接排入空氣，因為一氧化碳有毒，所以需要將尾氣點燃或進行收集等，禁止排入空氣即可；故答案為：（1）、檢驗原氣體產物中是否含有二氧化碳；（2）、；（3）、A；（4）、將尾氣點燃（或進行收集等）。【點睛】本題考查一氧化碳和二氧化碳氣體的鑒別和除雜，牢記實驗要求，結合氣體的性質進行解答。3、設所用濃鹽酸的體積為1mL，則所用水的體積為2mL。

所得稀鹽酸中溶質質量為：1.19g/cm3×1mL×37%=0.4403g

所得鹽酸中溶質的質量分數為：澄清石灰水變渾濁溶液變紅對試管稍微加熱溶液由紅色變為紫色【詳解】氣體制取：（1）大理石的主要成分為碳酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：；（2）見答案；實驗探究：甲同學在試管中加入少量澄清石灰水，二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，觀察到澄清石灰水變渾濁，說明含有二氧化碳；乙同學在試管中加入少量紫色石蕊溶液，二氧化碳能與水反應生成碳酸。碳酸顯酸性，能使紫色石蕊試液變紅，故觀察到試管內溶液變紅；評價反思：（1）二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；（2）②碳酸受熱易分解，而檸檬酸分解溫度約為175℃，故可對試管進行稍微加熱；觀察到溶液由紅色變為紫色，說明不是因為檸檬酸而引起紫色石蕊溶液的變色。溶液變色，是因為碳酸受熱分解生成了二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：。4、溫度否，酒精燃燒也會生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁氫氧化鈣與鹽酸反應，酚酞紅色褪去：氫氧化鈣微溶于水，晃動時氫氧化鈣繼續溶解，溶液呈堿性，使酚酞變紅滴入稀鹽酸，有無色氣體產生煅燒不同的時間，在1100~1200℃范圍內生成的生石灰活性度均高于其它溫度石灰石高溫分解產生的CO2與焦炭反應生成CO，可還原生成更多鐵【詳解】Ⅰ.（1）甲組實驗未加熱，試管B中無明顯現象，說明無氧化鈣生成，說明常溫下，碳酸鈣不分解；乙組實驗：在酒精燈上加熱，試管B中呈淺紅色，丙組實驗，在酒精噴燈上加熱，試管B中呈紅色，說明溫度越高碳酸鈣分解的越充分，故影響石灰石分解的因素是溫度；（2）丙組實驗加熱石灰石時，在火焰上方倒扣一個用澄清石灰水潤濕的燒杯，石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；此實驗不能推斷石灰石煅燒產生二氧化碳，因為酒精燃燒也會生成二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁；（3）氫氧化鈣與鹽酸反應生成氯化鈣和水，酚酞紅色褪去：氫氧化鈣微溶于水，晃動時氫氧化鈣繼續溶解，溶液呈堿性，使酚酞變紅；（4）石灰石部分分解，說明石灰石中還含有碳酸鈣，碳酸鈣能和稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，故可設計實驗：取研細后的粉末少許于試管中，滴入稀鹽酸，有無色氣體產生；Ⅱ.（5）煅燒不同的時間，在1100~1200℃范圍內生成的生石灰活性度均高于其它溫度，故石灰石煅燒的最佳溫度范圍為1100~1200℃；Ⅲ.（6）石灰石高溫分解產生的CO2與焦炭反應生成CO，可還原生成更多鐵。5、錐形瓶

吸水性

還原性

E中出現連續均勻的氣泡時

紅棕色

最后加一個燃著的酒精燈，或在導管口綁一個小氣球

猜想Ⅲ

【詳解】（一）（1）儀器a的名稱是錐形瓶；A中為石灰石中的碳酸鈣與稀鹽酸發生反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：；（2）裝置B的作用是干燥二氧化碳氣體，利用了濃硫酸的吸水性；（3）裝置C中炭粉與干燥的二氧化碳反應產生一氧化碳，在該反應中，炭粉得到氧，故該反應中利用了炭粉的還原性；（4）因為一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空氣，遇明火會發生爆炸，故實驗過程中，應先在裝置D通入CO一段時間，將裝置內空氣排盡，待E中出現連續均勻的氣泡時，再點燃酒精噴燈；（5）一氧化碳能與氧化鐵在高溫的條件下反應生成鐵和二氧化碳，氧化鐵為紅棕色，鐵為黑色，故反應一段時間后，觀察到裝置D玻璃管內粉末由紅棕色變成黑色；（6）一氧化碳有毒，未反應的一氧化碳排到空氣中，會污染空氣，故應增加尾氣處理裝置，在最后加一個燃著的酒精燈，或在導管口綁一個小氣球；（二）實驗驗證：取少量反應后的黑色固體放入試管中，加入足量的硫酸銅溶液，振蕩，充分反應后靜置，鐵能與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，四氧化三鐵與硫酸銅不反應，反應后，觀察到紅色固體中混有黑色顆粒，說明猜想Ⅲ正確。6、酒精燈

防止升華的草酸進入C中，影響CO2的檢驗

CO2(或二氧化碳)

F

D

G

第一次D中無明顯變化，第二次D中澄清石灰水變渾濁。

【解析】（1）儀器a的名稱是酒精燈；裝置B的主要作用是防止升華的草酸進入C中，影響CO2的檢驗；澄清石灰水遇到二氧化碳變渾濁，故說明有二氧化碳氣體生成；（2）①裝置AB中生成氣體要先經過濃氫氧化鈉溶液F吸收二氧化碳，而后經過澄清石灰水D檢驗二氧化碳是否被完全吸收，然后再經過濃硫酸G除水，后通入到I裝置還原氧化鐵，經過澄清石灰水檢驗有二氧化碳生成，故填F、D、G；②第一個D裝置中的澄清石灰水應該不變渾濁，第二個澄清石灰水裝置應該變渾濁。7、CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

二氧化碳的密度比空氣大，且不與空氣的主要成分反應

CO2+H2O=H2CO3

H2CO3H2O+CO2↑

隨著壓強的降低而減小

AB

AB

a

功是溫室效應使全球平均地表溫度提高到目前適合人類生存的溫度；過是溫室效應增強，全球氣候變暖，使土壤沙漠化等

【詳解】（1）大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，故反應的化學方程式寫為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳的密度比空氣大，且不與空氣的主要成分反應，所以收集二氧化碳用向上排空氣法，故填二氧化碳的密度比空氣大，且不與空氣的主要成分反應。（2）紫色石蕊溶液變紅是因為汽水中的二氧