第六单元 实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质 测试卷 2021-2022学年人教版初中化学九年级上册（含解析）

2021-2022学年度初中化学九年级上册第六单元实验活动2
二氧化碳的实验室制取和性质测试卷
一、单选题
1．实验室制取CO2气体，下列方法中最适宜的是
A．加热使碳酸分解 B．常温下石灰石和稀盐酸反应
C．碳在空气中燃烧 D．高温煅烧石灰石
2．实验室制取二氧化碳时，以下仪器都要用到的一组是（ ）
A．分液漏斗、带橡皮塞的导管、集气瓶
B．集气瓶、量筒、水槽
C．集气瓶、广口瓶、酒精灯
D．分液漏斗、集气瓶、水槽
3．下列变化过程包含化学变化的是
A．石墨导电 B．活性炭吸附冰箱中的异味
C．干冰升华 D．石灰水变浑浊
4．下列方法能区分氧气、一氧化碳、二氧化碳三瓶气体的是
A．闻气味、观察颜色 B．带火星的小木条
C．倒入适量的澄清石灰水 D．将燃着的木条伸入集气瓶中
5．下图所示的装置有很多用途，下列使用方法不正确的是
A．排水法收集氧气时，由a口进气
B．排空气法收集氢气时，由b口进气
C．排水法收集氢气时，由b口进气
D．排空气法收集二氧化碳时，由a口进气
6．下列方法能区分氧气和二氧化碳两瓶气体的是（　　）
A．将燃着的木条伸入集气瓶中
B．观察颜色
C．倒入适量氢氧化钠溶液
D．闻气味
7．下图是某同学探究二氧化碳的制取和性质的创新装置。下列关于该实验的叙述正确的是（ ）
A．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
B．实验过程中装置内会出现大量沉淀
C．上下移动的粗铜丝能控制反应的发生和停止
D．能验证二氧化碳的密度比空气大
8．具有启普发生器功能的简易装置是
A． B．
C． D．
9．用于区别下列气体的方法中，不可行的是（　　）
A．O2和CO2分别通过灼热氧化铜
B．CO和CO2分别通入澄清石灰水
C．H2和CO2分别通入紫色石蕊试液
D．CO和O2分别通过灼热氧化铜
二、综合应用题
10．钢铁工业是国家工业的基础。目前，我国钢铁产量居世界第一，为国民经济的发展奠定了坚实的基础。
⑴铁的广泛应用
a.我国在西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”之说，用化学方程式表示其原理________。
b.某品牌的麦片中含微量铁粉，食用后可在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为___________________________。
⑵工业上若采用的铁矿石的主要成分为氧化铁，则炼铁的主要反应原理为_______________（用化学方程式表示），其所用的设备为_________，生铁出口低于炉渣出口的原因是__________________。
⑶某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验，对固体产物成分等进行探究。
（设计实验） 用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末，实验装置如图。
（进行实验）
该小组按上述实验设计进行实验，实验时应先__________（填“通入一氧化碳”或“点燃酒精灯”），目的是：___________________。
测得下列数据：
①反应前玻璃管和内盛纯净氧化铁粉末的总质量66.0g（玻璃管的质量为60.0g）；
②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g（冷却到室温称量）。
（分析与讨论） 本实验中，玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部是铁，但小华同学提出了质疑，于是大家提出查阅资料。
（查阅资料）
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。
③
物质 四氧化三铁 氧化亚铁 氧化铁 铁粉
颜色 黑色 黑色 红色 黑色
能否被磁铁吸引 能 不能 不能 能
（实验与猜想）
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中可能含有____________和____________。
②进行猜想：黑色固体粉末可能 a．全部为铁 b．________ c．____________
（得出结论） 通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为____________。
（反思与评价）
①一氧化碳还原氧化铁的实验中，若要得到铁可适当提高温度和反应时间。
②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有_____________和______________等。
三、科普阅读题
11．请阅读下面的文章，并据此回答问题：
科学家在研究大气中CO2的浓度变化会对地球的平均气温造成什么影响的问题时，采用的研究途径之一是：研究古气候大气中CO2的浓度变化和当时大气平均温度的变化关系．
（1）有种方法是测量浅海贝类化石中硼、钙元素含量的比例．因为这个比例高低和这些贝类生长时的海水酸碱度有关，而海水酸碱度又和大气中CO2的浓度有关．将得到的有关数据和通过其它研究途径得到的同时期大气平均温度对比，即可得到同时期大气平均温度与大气中CO2的浓度的对应关系．海水酸碱度和大气中CO2的浓度有关的科学原理是______．
请在下列坐标图中，标出坐标轴的含义，并大致表示大气中CO2的浓度对海水酸碱度（用海水pH表示，海水略呈弱碱性）的影响关系．_____________
（2）科学家也通过另外途径研究古气候时CO2的浓度变化与当时大气平均温度的关系．
如比较古代植物叶片化石及近现代植物标本，发现很多地区较多同种近现代植物叶片单位面积上气孔数目减少．从植物对环境的适应性考虑，造成这种变化的可能原因是：______、______（请写出两种）．
（3）在生物圈中，你认为当前影响大气中CO2浓度变化的主要直接因素是：______、______（请写出两点）．
四、填空题
12．判断题（注意：此题正确的填√，错误的填×）
(1)铁可以在空气燃烧。 （_____）
(2)催化剂在化学反应的过程中质量会变少。 （_____）
(3)我们能够闻到花香是因为分子总是在做无规则的运动。 （_____）
(4)化学反应不一定能够遵守质量守恒定律。 （_____）
(5)二氧化碳不能溶于水。 （_____）
13．用下列物质的化学式填空：氧气、木炭、一氧化碳、二氧化碳、甲烷
能使带火星木条复燃的气体是______；
能用于灭火的是______；
天然气的主要成分是______；
能使澄清石灰水变浑浊的是______；
能使紫色石蕊试液变红的是______；
能使灼热氧化铜还原的气体是______；
能使灼热氧化铜还原的固体单质是______．
五、推断题
14．下列物质间有如下转化关系。已知固体G为常见的化合物，常用做建筑材料，溶液E、H、M中均只含有两种元素，请回答：
(1)写出指定物质的化学式：D ________ H ________
(2)写出反应①的化学基本反应类型 _____________________
(3)写出反应②的化学方程式 _____________________
(4)写出反应③的化学方程式 ______________________
六、实验题
15．请结合下列实验装置,回答问题：
(1)写出仪器a和b的名称:a________ b________
(2)过氧化氢溶液和二氯化锰的混合物制取氧气,该反应的基本反应类型是__________。
(3)已知石灰石和稀盐酸在常温时能反应生成二氧化碳,选用的发生装置为_______(填字母),若二氧化碳的收集只能采用D装置,以下有关该气体的物理性质说法正确的是_________(填序号)。
①二氧化碳的密度比空气小②二氧化碳能溶于水 ③二氧化碳密度比空气大 ④二氧化碳难溶于水
(4)与集气瓶配套使用的玻璃片一般一面为光滑面,另一面为磨砂面,收集气体时用玻璃片的________盖好集气瓶(填“光滑面”或“磨砂面”)。
16．结合下列实验装置，回答问题。
（1）写出选用装置A制取氧气的化学方程式_______。
（2）制取CO2时，只能选用装置D收集CO2的理由是什么_______？
（3）若用装置B和装置F来制取H2,请将图补充完整。_______
七、科学探究题
17．竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物．同学们对竹子中的气体成分展开了探究，测定其成分．
（1）收集竹子中的气体．
小华提出：将一节竹子浸没在水中，在竹子上钻孔，用排水法收集气体．
小刚提出：可用注射器从竹子中抽取气体．
大家认为两人的想法都可行，于是分为A、B两组，在相同的条件下，A组采用小华的取气方法，B组采用小刚的取气方法，分别完成下面的实验．
（2）检验气体中是否含有二氧化碳气体．
实验步骤 实验现象 实验结论及解释
向所取气体中加入________ ________ 有二氧化碳．化学方程式为　________ ．
八、计算题
18．溶质质量分数为20%的盐酸146克与足量的大理石充分反应，生成二氧化碳的质量是多少________？
19．为了测定某石灰石中碳酸钙的质量分数，准确称取12.5g石灰石样品放入烧杯中，向其中加入足量稀盐酸（杂质不与盐酸反应，也不溶于水），实验测得的数据如下图所示。
（1）该样品完全反应，生成二氧化碳的质量。
（2）求该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
A、碳酸不稳定易分解，不好控制，故A不合适；
B、用稀盐酸和大理石或石灰石反应，速率适中容易控制，大理石的来源广，所得CO2气流平稳，气体又较为纯净，所以选用稀盐酸制CO2最合适，故B合适；
C、碳在空气中燃烧会得到二氧化碳，但空气中还有其他气体，很容易混入杂质气体，故C不合适；
D、高温煅烧石灰石是工业制取二氧化碳的方法，故D不合适；
2．A
A、实验室制取二氧化碳时，通过分液漏斗向锥形瓶中注入稀盐酸，带橡皮塞的导管塞在锥形瓶上，利用集气瓶收集二氧化碳，三种仪器都要用到，故选项正确；
B、因为二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集二氧化碳，所以用不到水槽，故选项错误；
C、可以用广口瓶做反应的容器，用集气瓶收集二氧化碳，反应不需要加热，用不到酒精灯，故选项错误；
D、因为不能用排水法收集二氧化碳，所以用不到水槽，故选项错误。
3．D
A、石墨导电过程中没有新物质生成，属于物理变化；
B、活性炭吸附冰箱中的异味过程中没有新物质生成，属于物理变化；
C、干冰升华过程中只是状态发生改变，没有新物质生成，属于物理变化；
D、石灰水变浑浊过程中有新物质碳酸钙生成，属于化学变化。故选D。
4．D
A、氧气、一氧化碳、二氧化碳三瓶气均没有气味、没有颜色，用闻气味、观察颜色的方法不能鉴别，故选项错误；
B、分别伸入带火星的小木条，氧气能使的化学的木条复燃，一氧化碳与二氧化碳不能，不能鉴别一氧化碳与二氧化碳，故选项错误；
C、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，用澄清的石灰水只能鉴别出二氧化碳，无法鉴别一氧化碳、氧气，故选项错误；
D、把燃着的木条分别伸入三个集气瓶中，若木条熄灭，则是二氧化碳；若木条燃烧更旺，则是氧气；若气体能燃烧，则是一氧化碳；现象明显，能一次鉴别出这三瓶气体，故选项正确。
5．A
A、氧气的密度小于水的密度，选用该装置利用排水法收集氧气时，气体应从短管进，即b管进入瓶中，选项错误；
B、氢气的密度小于空气的密度，选用该装置利用排空气法收集氢气时，氢气应从短管，即b管进入瓶中，选项正确；
C、氢气的密度小于水的密度，选用该装置利用排水法收集氢气时，气体应从短管，即b管进入瓶中，选项正确；
D、二氧化碳的密度大于空气的密度，选用该装置利用排空气法收集二氧化碳时，气体应从长管，即a管进入瓶中，选项正确。
6．A
A、把燃着的木条分别伸入两瓶气体中，若木条熄灭，则是二氧化碳；若木条燃烧更旺，则是氧气，现象明显，能一次鉴别出这两瓶气体，故符合题意；
B、氧气和二氧化碳均是没有颜色的气体，观察颜色无法鉴别，故不符合题意；
C、二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，但无明显变化，氧气不与氢氧化钠溶液反应，不能鉴别，故不符合题意；
D、氧气和二氧化碳均是没有气味的气体，用闻气味的方法无法鉴别，故不符合题意。
7．C
A、生成的二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红，故浸有紫色石蕊试液的棉花会变红，故A错误；
B、由图示可知，稀盐酸与碳酸钙反应生成了氯化钙、二氧化碳和水，不会有沉淀生成，故B错误；
C、将钢丝往上提，则反应终止；粗钢丝能控制反应的发生和停止不能将粗铜丝换成铁丝，因铁丝能与盐酸发生化学反应，故C正确；
D、由装置图知，该实验不能证明二氧化碳的密度比空气大，故D错误。
故选C。
8．B
A、该装置不具有启普发生器的功能，因为左边与外界相通，不符合题意；
B、该装置可将固体置于多孔隔板上，通过长颈漏斗添加稀盐酸，通过开关止水夹，控制固液的接触和分离，实现反应的发生和停止，具有启普发生器的原理，符合题意；
C、该装置不具有启普发生器的功能，应增加止水夹，不符合题意；
D、该装置不具有启普发生器的功能，分液漏斗只能控制药品的滴加速率，从而控制反应速率，不符合题意。
9．A
鉴别两种气体，要求根据两种气体性质的不同，设计的方案能出现两种明显不同的实验现象，才能达到一次鉴别出两种气体的目的。
A、O2和CO2都不能与灼热氧化铜反应，均无明显变化，不能鉴别，故符合题意；
B、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳不能，可以鉴别，故不符合题意；
C、分别通入紫色石蕊溶液中，能使紫色石蕊溶液变红色的是二氧化碳，无变化的是氢气，可以鉴别，故不符合题意；
D、一氧化碳能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，氧气不能，根据红色粉末是否变红色可以鉴别，故不符合题意；
10．Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 高炉 生铁密度大于炉渣的密度 通入一氧化碳 排尽空气，防止爆炸 FeO 或 Fe3O4 Fe3O4或 FeO 【答题空10】全部为Fe3O4 或Fe 和 Fe3O4的混合物 Fe 和 Fe3O4的混合物或全部为Fe3O4 全部为Fe3O4 收集（处理）CO 检验CO2
⑴铁的广泛应用a. 西汉时期“曾青得铁则化为铜”，用化学方程式表示其原理是Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu。b. 铁粉在胃酸的作用下转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为∶Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑。⑵工业上炼铁的主要反应原理为3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2，其所用的设备为高炉，生铁出口低于炉渣出口的原因是生铁密度大于炉渣的密度。⑶【设计实验】用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末。【进行实验】实验时应先通入一氧化碳，再点燃酒精灯，目的是：排尽空气，防止爆炸，一氧化碳具有可燃性，不纯易爆炸。
【分析与讨论】玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。【查阅资料】①②。【实验与猜想】①反应后的黑色固体研磨后，再用磁铁吸引，发现黑色固体粉末全部能被吸引，则该黑色固体粉末中可能含有FeO 或 Fe3O4和Fe3O4或 FeO，这两种物质均是黑色, 四氧化三铁能被磁铁吸附。②进行猜想：黑色固体粉末可能 a．全部为铁；b.全部为Fe3O4或Fe 和Fe3O4的混合物c．Fe 和Fe3O4的混合物或全部为Fe3O4。【得出结论】CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2，反应后质量差为66.0g－65.8g＝0.2g,氧化铁粉末的质量为66.0g-60.0g＝6.0g,生成黑色固体质量为65.8g-60.0g＝5.8g,通过实验中获得的数据进行计算，得出黑色固体粉末为全部为Fe3O4。【反思与评价】②实验装置图中采用虚线框内的装置，其作用有收集（处理）CO和检验CO2，二氧化碳使石灰水变浑浊，一氧化碳不溶于水，与石灰水不反应。
点睛∶一氧化碳还原氧化铁粉末，反应前先通入一氧化碳把试管中空气排净，然后再点燃酒精灯，以防一氧化碳不纯而炸裂试管。
11．二氧化碳溶于水形成碳酸 大气温度降低 二氧化碳含量降低 化石燃料的燃烧 植物的光合作用
试题分析∶根据所学知识和题中信息知，（1）有种方法是测量浅海贝类化石中硼、钙元素含量的比例．因为这个比例高低和这些贝类生长时的海水酸碱度有关，而海水酸碱度又和大气中CO2的浓度有关．将得到的有关数据和通过其它研究途径得到的同时期大气平均温度对比，即可得到同时期大气平均温度与大气中CO2的浓度的对应关系．海水酸碱度和大气中CO2的浓度有关的科学原理是二氧化碳溶于水形成碳酸．
（2）科学家也通过另外途径研究古气候时CO2的浓度变化与当时大气平均温度的关系．
如比较古代植物叶片化石及近现代植物标本，发现很多地区较多同种近现代植物叶片单位面积上气孔数目减少．从植物对环境的适应性考虑，造成这种变化的可能原因是：大气温度降低；二氧化碳含量降低（请写出两种）．（3）在生物圈中，你认为当前影响大气中CO2浓度变化的主要直接因素是：化石燃料的燃烧；植物的光合作用。
考点∶考查与二氧化碳相关的知识。
12．× × × × ×
(1)铁在空气中不能燃烧，所以说法错误；
(2)在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒），所以说法错误；
(3)能够闻到花香是因为分子总是在做无规则的运动，所以说法正确；
(4)化学反应一定能够遵守质量守恒定律，所以说法错误；
(5)二氧化碳能溶于水，通常状况下，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳，所以该说法是错误。
13． CO C
能使带火星木条复燃的气体是氧气，化学式为；
能用于灭火的是二氧化碳，化学式为；
天然气的主要成分是甲烷，化学式为；
能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，化学式为；
二氧化碳与水反应生成碳酸，能使紫色石蕊试液变红，化学式为；
一氧化碳气体高温下能还原氧化铜，它的化学式为CO；
能使灼热氧化铜还原的固体单质是木炭，化学式为C。
14．CO2 FeCl2 复分解反应 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
根据所学知识和题中信息知，A是暗红色固体与稀酸反应，E是黄色液体且只含有两种元素是氯化铁，A是氧化铁，F是稀盐酸，A＋B C＋D,B是一氧化碳，C是铁，D是二氧化碳，C＋F→H,H是氯化亚铁，固体G为常见的化合物，常用做建筑材料，G＋F→D＋M,G是碳酸钙，D是氯化钙。(1)化学式：D是CO2，H是FeCl2。 (2)反应①的化学基本反应类型，Fe2O3 + 6HCl =2FeCl3 +3H2O,两种化合物反应，相互交换成分生成另两种化合物，属于复分解反应。(3)反应②的化学方程式是CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑。(4)反应③的化学方程式是Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑，盐酸或硫酸与铁反应生成亚铁盐。
点睛∶这是一道推断题，掌握常见物质的性质和用途是顺利完成本题的重要前提。盐酸或硫酸与铁反应生成亚铁盐。氯化铁溶液呈黄色。
15．试管 铁架台 分解反应 B ②③ 磨砂面
（1）根据实验室常用仪器可知：a试管；b铁架台；
（2）如果用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，该反应是由一种物质生成两种物质，属于分解反应；
（3）石灰石和稀盐酸制取二氧化碳反应物的状态是固体和液体，不需加热，故可选用的发生装置是B；收集某气体只能采用D装置，可知为：向上排空气法，由此推测该气体具有的性质为密度比空气大，能溶于水，不与空气中的物质反应，故选②③；
（4）与集气瓶配套使用的玻璃片一般一面为光滑面，另一面为磨砂面，收集气体时用玻璃片的磨砂面盖好集气瓶。
16．2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ CO2密度比空气大，且易溶于水
【详解】
（1）实验室用高锰酸钾法制氧气通常选用装置A，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，化学方程式2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）制取CO2时，只能选用装置D收集CO2的理由是CO2密度比空气大，且能溶于水，不能用向下排空气法或排水法收集；
（3）若用装置B和装置F来制取H2,应将长颈漏斗末端伸入液面以下，氢气的密度比水的小，氢气从短管进入F瓶，装置如图：
17．澄清石灰水 石灰水变浑浊或产生白色沉淀 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O
检验二氧化碳的常用办法是使用澄清石灰水，现象是石灰水变浑浊，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，因此：
实验步骤 实验现象 实验结论及解释
向所取气体中加入澄清石灰水 石灰水变浑浊或产生白色沉淀 有二氧化碳；化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
18．17.6g。
【解析】根据反应的化学方程式金属解答。设生成二氧化碳的质量是x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
146g×20％ x
x=17.6g
答：生成二氧化碳的质量是17.6g。
19．（1）4.4； ﹙2﹚80%．
【详解】
解：（1）碳酸钙和50g稀盐酸反应生成2.2g二氧化碳，则和100g稀盐酸完全反应生成4.4g二氧化碳，因此该样品完全反应生成二氧化碳的质量4.4g；
（2）设样品中碳酸钙质量为x，
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，
100 44
x 4.4g
，
x=10g，
该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为：×100%=80%，
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。答案第1页，共2页
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