第六单元 碳和碳的氧化物
一、单选题
1.(2023上·江西南昌·九年级统考期末)取碳和氧化铜的混合物a g在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如图,下列说法正确的是
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生铜的质量为(a-b)
D.0~t1 min内,固体中铜元素的质量分数变大
2.(2023上·江西宜春·九年级统考期末)下列物质用途与性质对应关系正确的是
A.稀有气体用于霓虹灯——化学性质不活泼 B.氧气用于气焊——可燃性
C.石墨用于制铅笔芯——导电性好 D.金刚石用于裁玻璃——硬度大
3.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)天然存在的最硬的物质是
A.石墨 B.金刚石 C.岩石 D.铁
4.(2022上·江西上饶·九年级校联考期末)下列对宏观事实的微观解释错误的是
A.酒香不怕巷子深——分子在不断运动
B.100mL酒精和100mL水混合后体积小于200mL——分子之间有间隔
C.氢气在氧气中燃烧——分子可以再分
D.金刚石和石墨的物理性质差异大——碳原子结构不同
5.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)下列有关CO2的实验操作正确的是
A.检验CO2 B.验满CO2
C.干燥CO2 D.收集CO2
6.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)向一定量的石灰石中不断滴加稀盐酸,相关量变化如图。下列说法错误的是
A.a点时石灰石未完全参加反应 B.b点表示恰好完全反应
C.b→c段有水生成 D.m点的值为2.2
7.(2022·四川自贡·统考中考真题)规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列实验操作正确的是
A.取用稀盐酸 B.读取液体体积
C.气体的验满 D.处理废弃药品
8.(2023上·江西南昌·九年级校联考期末)下列关于物质的检验、验满、鉴别、除杂正确的是
A.检验气体是否为二氧化碳:向集气瓶内伸入燃着的木条,观察是否熄灭
B.检验氧气是否集满:向集气瓶内伸入带火星的木条,观察是否复燃
C.鉴别硬水和软水:取等量水样,滴加等量肥皂水,振荡,观察现象差异
D.除去二氧化碳中的少量一氧化碳:在空气中点燃气体
9.(2023上·江西宜春·九年级校考期末)自然界中存在碳循环,此处的“碳”是指
A.元素 B.单质 C.分子 D.原子
二、选择填充题
10.(2023上·江西鹰潭·九年级统考期末)化学实验的设计能力是化学学习的关键能力之一。下列实验方案可行的是
实验目的 实验设计
A 检验二氧化碳中混有少量氧气 将带火星的木条伸入气体中
B 除去中混有的少量CO 将气体通过灼热炭
C 鉴别水和5%的过氧化氢溶液 分别加入少量二氧化锰粉末,观察现象
D 鉴别氮气和二氧化碳两种气体 将气体分别通入 溶液中,观察现象
11.(2023上·江西宜春·九年级校考期末)下列实验方案能达到实验目的是
选项 实验目的 实验方案
A 除去氧化钙中的碳酸钙 高温煅烧
B 除去二氧化碳中的一氧化碳 将气体通过足量澄清石灰水
C 鉴别氮气和二氧化碳 将燃着的木条分别伸入
D 鉴别水和过氧化氢溶液
三、填空题
12.(2023上·江西抚州·九年级统考期末)化学用语是国际通用语言,是学习化学的重要工具。用化学用语填空:
(1)3个钾原子 。
(2)氦气 。
(3)铁离子 。
(4)碳具有还原性。碳还原氧化铜的化学方程式为 。
四、实验题
13.(2023上·江西宜春·九年级校考期末)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、大理石、稀盐酸和稀硫酸及以下仪器:
(1)图中仪器⑥的名称是 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取并收集,你选择的仪器是①⑦⑧和 (填序号),药品是 (从现有药品中选择,填名称)。检验二氧化碳气体的方法是 (用化学方程式表示)。
(3)若补充一种仪器 (填仪器的名称),再利用上述仪器和药品还可以制取氧气。
(4)若选择水槽来组装气体收集装置,所收集气体应具备的性质是 (列举一条)。
14.(2023上·江西上饶·九年级校考期末)实验室中,利用下列装置可以制取某些气体,请回答下列问题。
(1)写出图1中标号仪器的名称:② ;
(2)用高锰酸钾制O2,欲调整装置I中试管高度,应调节图中A、B、C哪个旋钮: ;实验室用过氧化氢溶液制取O2的化学方程式为 。
(3)用大理石和稀盐酸反应制取CO2,应选用的发生和收集装置是 。
(4)实验室用加热氯化铵和熟石灰固体混合物或加热固体碳酸氢铵都能产生NH3,其化学方程式分别是:①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;②NH4HCO3CO2↑+NH3↑+H2O;某同学采用反应①的方法制取NH3,应该选用的发生装置是 ,他不选择反应②制取NH3的理由是 。
(5)用如图所示装置电解水,玻璃管a端连接电源的 极,实验前通活赛 活赛常会在水中加入少量的Na2SO4,其作用是 。
使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦,生活中常用 的方法来降低水的硬度。
15.(2023上·江西宜春·九年级统考期末)请根据下列装置图,回答问题:
(1)指出上图B装置中标有a的仪器名称: 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时应选发生装置 (填代号),用装置E可收集到较纯的氧气,要等到 时才开始收集。写出该反应的化学方程式: 。
(3)实验室制取二氧化碳时可用装置F进行实验,其优点是 ,若选用装置G收集二氧化碳,则发生装置应连接导气管 端(填“m”或“n”),检验二氧化碳是否收集满的方法是 。
16.(2023上·江西吉安·九年级统考期末)图1和图2是实验室制取气体的常用装置。
(1)图1利用高锰酸钾制取在试管口放一团棉花的目的是 。其化学反应的方程式 。
(2)图2制取二氧化碳,请将开始时所加的药品的化学式分别填写在图中所示的虚线框内 。①仪器的名称是 ,其在该实验中的作用是 。若利用C收集到一瓶无色无味的气体,你猜想的气体是 (填化学式)。
(3)图3是根据图2设计的简易制氧机简图。可推断A剂和B剂分别是过氧化氢溶液和二氧化锰,其中二氧化锰在这个化学反应中是 。
17.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)根据下列装置,回答问题。
(1)仪器②的名称是 。
(2)实验室选用装置A制备氧气,反应的化学方程式为 ,若用D装置来收集氧气,氧气应从 端进入(填“a”或“b”)。
(3)装置B在使用前首先要检查装置的气密性,若用图2进行检查,判断不漏气的现象是 ;装置C与装置B比较,其优点有 (写一条)。
(4)若用装置B和装置E组装套气密性好的装置来测定二氧化碳的体积,反应结束后,发现量筒收集到的水的体积总是比理论值偏小得多,其原因是 。
18.(2023下·江西·九年级校联考阶段练习)根据下列图示回答,相关问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)用装置a制取氧气,试管内存装的固体药品可能是 (填序号)。
a.氯酸钾和二氧化锰 b.高锰酸钾
(3)用装置B制取二氧化碳,将产生的气体通入澄清石灰水中,一直没观察到浑浊现象,其原因可能是 。
(4)用装置C制取二氧化碳时,关闭开关,多孔隔板处依次观察的现象是 (用字母e、f、g对如图所示现象进行排序)。
(5)如上图D所示,将CO2通入紫色石蕊试液中,观察到的现象是 。
(6)如上图E所示:能够证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应的现象是U型管左侧液面 ,反应的化学方程式为 。
(7)二氧化碳还有其他方面的化学性质 在一定条件下能与 反应生成一氧化碳。
19.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)实验室部分仪器或装置如图所示,请回答下列问题:
(1)写出仪器名称:C 。
(2)实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体,发生装置除可选择图中的B外,还应选择图中的 (填序号)进行组装。在制取过程中,小亮选用F装置收集二氧化碳,验满时燃着的木条始终不熄灭的原因可能是 (写一个)。
(3)实验室常用高锰酸钾制氧气,其反应方程式为 ;若选择用H装置来收集氧气,验满的方法是 。
(4)如图F所示,向烧杯中倾倒二氧化碳,下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明二氧化碳具有的性质是 ,灭火原理为 。
20.(2023上·江西吉安·九年级统考期末)根据下图回答有关问题:
(1)图一中仪器①的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气,可从图一中选择的发生装置是 (填序号),该反应的化学方程式为 。使用装置D收集氧气时应从导管口 (填(“a”或“b”)通入。
(3)实验室制二氧化碳时,图一中,与装置A相比选用装置B的优点是 。将产生的二氧化碳通入图二装置中,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,饱和澄清石灰水变浑浊,据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是 。
(4)图三是根据图一中的B装置设计的简易制氧机简图。推断A剂和B剂是 。
五、科学探究题
21.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)卡塔尔世界杯吸引了众多足球爱好者的目光,李亮从小热爱足球,最近学习到一种结构外形酷似足球的物质——C60。他对C60及它的大家族产生了浓厚的兴趣,于是进行了以下探究:
(1)【查阅资料】
①C60又叫足球烯,有许多兄弟姐妹,如:金刚石和石墨,它们的物理性质差异很大,原因是 。
②C60还有许多表兄弟姐妹,如二氧化碳、一氧化碳,它们都含有碳元素,但是二氧化碳和一氧化碳化学性质不同。
③浓硫酸可以吸收水分。
【提出问题】碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
【作出猪想】
(2)猜想1:CO;
猜想2:CO2;
猜想3: 。
【设计方案】
(3)实验装置如图。打开K,缓缓通入干燥的氮气,目的是 。
关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通入一段时间氮气。
方案一:从定性观察角度判断
(4)实验时装置A处的现象是 。
(5)若B中澄清石灰水变浑浊,D处的气体能点燃,则猜想 (填序号)成立。
方案二:从定量计算角度判断:取一定量碳粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据:
装置 反应前的质量 反应后的质量
A(玻璃管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+混合液) m3 m4
(6)若猜想2成立,则理论上(m4-m3) (m1-m2)(填“>”“<”或“=”)。
(7)若猜想3成立且CuO全部转化成Cu,是则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是 。
【知识拓展】
C60具有超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀等优异性能,广泛应用现代科技。
22.(2023上·江西南昌·九年级校联考期末)某校化学活动小组准备探究气体的测定和数据处理方法。
【提出问题】如何利用石灰石与稀盐酸反应来测定生成CO2的质量和体积,并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验(实验I、实验II)分别测定CO2的质量和体积:
【分析与表达】
(1)上述两个实验中,反应的化学方程式为 。
(2)实验Ⅰ中,将小烧杯中的所有稀盐酸分几次加入到大烧杯中,并不断搅拌,判断石灰石中CaCO3完全反应的实验现象是 。
(3)实验Ⅱ中,先连接好装置,在检查装置的气密性(请简述方法 ),然后装好药品,最后将10mL稀盐酸快速推入烧杯中,若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是 。
【记录与处理】
(4)已知实验Ⅰ反应前的总质量【m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)】,要计算生成CO2的质量,至少还需要的数据是 。
A.m(小烧杯) B.m(大烧杯) C.m(大烧杯+反应后剩余物)
(5)实验Ⅱ的实验记录如下(表中数据在相同温度、相同压强条件下测定)
时间/min 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
注射器读数/ml 60.0 85.0 88.0 89.0 89.5 89.8 89.9 90.0 90.0 90.0
据以上实验过程和实验数据综合分析,最终生成CO2的体积是 mL。
23.(2023上·江西抚州·九年级统考期末)化学兴趣小组的同学为探究某塑料的组成元素,设计了实验I和实验Ⅱ,回答下列问题:
【资料】①浓硫酸有吸水性,常用作气体干燥剂。
②无水CuSO4遇水变蓝色。
I、制取氧气:
(1)写出仪器a的名称 。
(2)若用A装置制取O2,发生反应的化学方程式为 。
(3)欲制取干燥的O2,装置合理的连接顺序为:发生装置→C→ (填字母序号)。连接装置时,发生装置的出气口应与装置C中 (填“m”或“n”)端相连。
Ⅱ、组成探究:
(4)定性检测:
实验操作 实验现象 实验结论
连接装置,检查气密性,装入试剂并按上图进行实验。通入O2,一段时间后,点燃J处酒精灯。 装置K中无水C uSO4变 色 塑料燃烧产物中有H2O
装置L中 。 塑料燃烧产物中有CO2
由上述实验可得出结论:该塑料一定含有的元素是 (填元素符号)。
(5)定量测定:为进一步确定该塑料的元素组成,将19.2g该塑料在足量O2中完全燃烧,共生成了44gCO2和7.2gH2O,依据质量守恒定律,可计算出19.2g该塑料还含有 g除上述(4)中结论之外的元素。
六、计算题
24.(2023上·江西吉安·九年级统考期末)我县大汾镇是华中地区最大的硅矿蕴藏区域,其主要产品是——硅矿,它是支撑信息产业的重要材料,工业上通过电炉用炭粉还原二氧化硅制得硅单质。若往电炉里加入250kg含96%二氧化硅的石英砂(杂质不参与反应)和足量的炭粉,使它们发生如下反应:SiO2+2CSi+2CO↑,计算:
(1)参加反应的二氧化硅质量 。
(2)理论上可制得硅单质的质量是多少?(请写出计算过程)
(3)完全反应后的气体产物为何不是二氧化碳而是一氧化碳 (用化学方程式回答)。
25.(2023上·江西宜春·九年级江西省丰城中学校考期末)已知CuO在高温下被C还原的产物可以是Cu(红色),也可以是Cu2O(红色)。现有CuO和木炭粉组成的混合物4.24g,在高温下恰好完全反应,得到红色固体产物。反应后产生的气体能全部被适量的澄清的石灰水吸收,得沉淀2.00g。
(1)试计算所得红色固体产物质量。
(2)上述固体混合物在高温下充分反应后,若剩余固体混合物呈红色(CuO全部被还原),质量为3.36g;反应后产生的气体能全部被适量的澄清的石灰水吸收,得沉淀2.00g。试通过计算指出所得固体产物的组成。
26.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)有一矿山上的石灰石样品,其中只含杂质二氧化硅(二氧化硅是一种既不溶于水也不与盐酸反应且耐高温的固体)。为测定该石灰石中碳酸钙的质量分数,某兴趣小组取该石灰石样品20g于烧杯中,加入80g的稀盐酸后分五个时刻依次称量剩余物的总质量,记录数据如下表。请根据实验数据计算:
测定时间 t1 t2 t3 t4
剩余物的总质量 96.7 94.5 93.4 93.4
(1)反应结束时产生二氧化碳的质量为 。
(2)实验前将石灰石样品粉碎的目的是 。如何证明样品已完全反应 。(写出操作、现象及结论)
(3)计算该样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。
27.(2023上·江西南昌·九年级统考期末)化学兴趣小组的同学要测定鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙)中含CaCO3的质量分数。取20 g鸡蛋壳,捣碎,放入烧杯中,向其中加入80 g某质量分数的稀盐酸,使之充分反应(鸡蛋壳中除CaCO3外的其它成分都不溶于水,且不与稀盐酸反应),测得烧杯中反应剩余物的质量(m)与反应时间(t)的关系如图所示,当反应进行到B点时,所用盐酸刚好消耗了加入量的一半。
(1)反应中产生CO2的质量为 。
(2)实验前将鸡蛋壳捣碎的目的是 。
(3)请读图分析,有关B点说法正确的是 (双选)。
①CaCO3与稀盐酸的反应刚好进行到一半
②CaCO3与稀盐酸反应已结束
③烧杯中剩余液体的质量是93.4 g
④钙元素的质量与A点相同
(4)计算20g该鸡蛋壳中CaCO3的质量分数?(写出计算过程)
28.(2023上·江西赣州·九年级统考期末)某款牙膏中摩擦剂的主要成分是碳酸钙(假设其他成分中无钙元素、不与酸反应),小琳和他的同学想测定牙膏中碳酸钙的质量分数,进行如下探究:
取一些牙膏,放入烧杯中,称量出牙膏的质量为25g,然后添加足量的稀盐酸,用玻璃棒搅拌。稀盐酸和产生气体的质量关系如图所示。试回答:
(1)用玻璃棒搅拌的目的是 。
(2)实验时,加入稀盐酸后可以看到的现象是 。
(3)该款牙膏中碳酸钙的质量分数为?(写出计算过程)
(4)反应后锥形瓶中剩余物质钙元素的质量是 。
29.(2023上·江西南昌·九年级南昌市八一中学校联考期末)化学兴趣小组成员为了测定大理石中碳酸钙的质量分数分别进行了下图 1 的实验。(杂质不溶于水也不 与酸反应,过滤后滤渣损失忽略不计,氯化钙易溶于水)
(1)过滤时玻璃棒的作用是 ;大理石中碳酸钙的质量分数是 。
(2)化学兴趣小组测定大理石的纯度过程中,生成二氧化碳的质量是多少?(写出计算过程)
(3)实验过程中小红同学将过滤所得的滤渣未烘干就直接称量,这一操作会导致该样品中碳酸钙的质量分数计算结果 。(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(4)化学兴趣小组小兰同学设计图 2 实验,将装有图 1 中相同质量物质的烧杯和试管放在天平上,使天平平衡,取下试管,使两种物质混合,完全反应后将烧杯和试管再放回天平左盘上,根据两次称出的质量 (填“能”或“不能”)计算出碳酸钙的质量分数。(忽略水的蒸发)
参考答案:
1.D
【详解】A、碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,随着反应的进行,固体的总质量逐渐减少,直至完全反应固体质量不再发生变化,N点时恰好完全反应,则M点对应的固体物质有碳、氧化铜、铜三种,故A错误;
B、N点时恰好完全反应,因此N点对应的固体为铜,铜为红色,故B错误;
C、碳和氧化铜混合物 在高温条件下恰好完全反应 ,完全反应后固体全部为铜,根据题图可知,反应后产生铜的质量为 b g,故C错误;
D、0~t1 min内,反应前后铜元素的质量不变,但固体的质量逐渐减小,因此固体中铜元素的质量分数变大,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】A、稀有气体用于霓虹灯,是因为稀有气体通电时会发光,属于物理性质,错误;
B、氧气用于气焊,是利用氧气的助燃性,氧气没有可燃性,错误;
C、石墨用于制铅笔芯,是因为石墨质软也是灰黑色的,与导电性无关,错误;
D、金刚石用于裁玻璃,是由于金刚石是天然最硬的物质,能把玻璃切割开,正确。
故选D。
3.B
【详解】A、天然存在的最硬的物质是金刚石,不是石墨,A不符合题意;
B、天然存在的最硬的物质是金刚石,B符合题意;
C、天然存在的最硬的物质是金刚石,不是岩石,C不符合题意;
D、天然存在的最硬的物质是金刚石,不是铁,D不符合题意。
综上所述:选择B。
4.D
【详解】A、酒香不怕巷子深,是因为酒精分子在不断运动,向四周扩散使人能闻到气味,说法正确;
B、100mL酒精和100mL水混合后体积小于200mL,是因为分子之间有间隔,一部分分子会占据分子之间的间隔,导致体积减小,说法正确;
C、氢气在氧气中燃烧生成水的微观反应实质是,氢分子和氧分子先分裂成原子,原子再重新组合成新的水分子,说明了分子可以再分,说法正确;
D、金刚石和石墨的物理性质差异大,是因为碳原子的排列方式不同,说法错误。
故选D。
5.C
【详解】A、通常用澄清石灰水检验二氧化碳,因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,能使紫色石蕊溶液变红的气体不一定是二氧化碳,如氯化氢,不符合题意;
B、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明已经集满,不能伸入集气瓶内部,不符合题意;
C、浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可用浓硫酸干燥二氧化碳,符合题意;
D、二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,不能用向下排空气法收集,不符合题意。
故选C。
6.C
【详解】A、a点以后,继续加入稀盐酸,二氧化碳的质量会继续增大,所以a点时,石灰石未完全参加反应,故选项说法正确;
B、b点产生的二氧化碳质量最大,继续加入稀盐酸,二氧化碳的质量不再增加,说明两者恰好完全反应,故选项说法正确;
C、b点→c点线段,碳酸钙已经完全反应,没有水生成,故选项说法不正确;
D、由图可知,加入稀盐酸的质量是100g时,生成二氧化碳的质量为4.4g,所以加入稀盐酸的质量为50g时,m点的值为2.2,故选项说法正确。
故选C。
7.B
【详解】A、取液后的胶头滴管要保持橡胶胶帽在上,不能倒放,防止液体倒流,污染试剂或腐蚀胶帽,图中所示操作错误;
B、量筒读数时视线与凹液面最低处保持水平,图中所示操作正确;
C、气体验满时,燃着的小木条伸到集气瓶瓶口,不能伸入集气瓶中,图中所示操作错误;
D、处理废弃药品,不能倒入下水道,应倒入指定的容器内,图中所示操作错误。
故选B。
8.C
【详解】A、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,因此可用澄清的石灰水检验二氧化碳气体,而不能用燃着的木条,因为能使燃着的木条熄灭的气体不只是二氧化碳一种,错误;
B、检验氧气是否集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否复燃,而不是伸入集气瓶内,错误;
C、鉴别硬水和软水时,取等量水样,滴加等量肥皂水,振荡,观察现象差异,若产生较多泡沫则为软水,若产生的泡沫较少,浮渣较多则是硬水,正确;
D、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,一氧化碳在二氧化碳中不能点燃,在空气中点燃气体,不能除去二氧化碳中的少量一氧化碳,错误。
故选C。
9.A
【详解】自然界中存在碳循环,这里的“碳”不是以单质、分子、原子、离子等形式存在,这里所指的“碳”是指表示宏观概念的元素而不是微观概念的粒子,强调存在的元素,与具体形态无关,故选:A。
10. C 澄清石灰水
【详解】A、二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧,将带火星的木条伸入混有少量氧气的二氧化碳气体中,不会复燃,不能检验二氧化碳中混有少量氧气,故选项实验方案不可行;
B、高温条件下二氧化碳和碳反应生成一氧化碳,反而除去了原物质,不符合除杂原则,故选项实验方案不可行;
C、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,水与二氧化锰不反应,故分别加入少量二氧化锰粉末,能产生气泡的是5%的过氧化氢溶液,无明显现象的是水,可以鉴别,故选项实验方案可行;
D、鉴别氮气和二氧化碳两种气体,根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,将气体分别通入澄清石灰水中,能使石灰水变浑浊的是二氧化碳,无明显现象的是氮气;
故选C,澄清石灰水。
11. A 取样,分别加二氧化锰,观察现象
【分析】除杂的原则是不增、不减、易分离,即不增加新的杂质,不减少主要物质,反应之后生成的物质容易分离开。
【详解】A、碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙高温不反应,可以除去杂质碳酸钙并增加了主产物氧化钙的量,故A正确;
B、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,一氧化碳和氢氧化钙不反应,不能除去一氧化碳,反而除去了主要物质二氧化碳,故B不正确;
C、氮气和二氧化碳均不支持燃烧,将燃着的木条分别伸入盛有气体的集气瓶中,木条均熄灭,不能鉴别,故C不正确;
D、过氧化氢溶液中加入二氧化锰后有气泡产生,而水中加入二氧化锰后无明显变化,故可取样,分别加二氧化锰,观察现象;
故选A;填:取样,分别加二氧化锰,观察现象。
12.(1)3K
(2)He
(3)Fe3+
(4)
【详解】(1)原子用元素符号表示,多个原子就是在元素符号前面加上相应的数字,故3个钾原子表示为:3K;
(2)氦气由氦原子构成,化学式为:He;
(3)离子的表示方法:在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负号在后,带一个电荷时,1通常省略,多个离子,就是在元素符号前面加上相应的数字;故铁离子表示为:Fe3+;
(4)碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:。
13.(1)铁架台
(2) ② 大理石和稀盐酸
(3)酒精灯
(4)气体不易溶于水且不与水反应
【详解】(1)图中仪器⑥的名称是铁架台;
(2)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸常温下反应制取CO2 ,原理是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,可选用固液常温型发生装置,二氧化碳的密度比空气的大、能溶于水,通常选择向上排空气法收集,仪器选用了⑧长颈漏斗,必须要选用②双孔胶塞,故填②、大理石和稀盐酸;
实验室常用澄清石灰水来检验二氧化碳,原理是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为;
(3)氯酸钾在二氧化锰作催化剂并且加热的条件下反应生成氯化钾、氧气,所以需补充用于加热的仪器酒精灯;
(4)若选择水槽来组装气体收集装置,说明气体可用排水法收集,则所收集气体应具备的性质是不易溶于水且不与水反应。
14.(1)集气瓶
(2) A
(3)Ⅱ和Ⅲ
(4) Ⅰ 制取的NH3不纯
(5) 负 增强水的导电性 煮沸
【详解】(1)据图可知,仪器②是集气瓶;
(2)据图可以看出,用高锰酸钾制O2,欲调整装置I中试管高度,应调节图中A旋钮;实验室用过氧化氢溶液制取O2的化学方程式为:;
(3)用大理石和稀盐酸反应制取CO2,是固液常温型反应,采用向上排空气法收集,故应选用的发生和收集装置是Ⅱ和Ⅲ;
(4)采用反应①的方法制取NH3,是固体加热型反应,故应该选用的发生装置是Ⅰ,他不选择反应②制取NH3是因为制取的NH3不纯,容易混有二氧化碳气体;
(5)由图示可知,玻璃管a中,气体的体积较大,是氢气,所以玻璃管a端连接电源的负极;纯水的导电性较弱,为增强水的导电性,所以实验前通常会在水中加入少量的Na2SO4;生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度,煮沸可以将硬水中的钙镁化合物转化为水垢除去。
15.(1)长颈漏斗
(2) A 气泡连续并均匀冒出
(3) 可控制反应的发生和停止 m 将燃着的木条放在n导气管口,看是否熄灭,熄灭则满
【详解】(1)由图可知a是长颈漏斗。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气是固固加热型,应选择的发生装置是A,E是排水法收集氧气,可收集到较纯的氧气,要等到气泡连续并均匀冒出时才开始收集。高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:。
(3)装置F有带小孔的隔板,固体药品放在多孔隔板上,液体药品从长颈漏斗中加入。反应开始后,关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止,打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行,故该装置的优点是可以控制反应的发生和停止,若选用装置G收集二氧化碳,因为二氧化碳密度大于空气,所以应从m长管通入,检验二氧化碳是否收集满的方法是:将燃着的木条放在n导气管口,看是否熄灭,熄灭则满。
16.(1) 防止加热时试管内的粉末状物质进入导管
(2) HCl;CaCO3 分液漏斗 控制反应的速率
(3)催化剂
【详解】(1)高锰酸钾制取O2在试管口放一团棉花的目的是防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,反应为高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 。
(2)制取二氧化碳用石灰石和稀盐酸,稀盐酸为液体,加在分液漏斗中,石灰石为固体,加在锥形瓶中,故填HCl;CaCO3。①仪器的名称是分液漏斗,其在该实验中的作用是通过调节活塞控制反应的速率。C为向下排空气法,气体密度比空气小,若利用C收集到一瓶无色无味的气体,气体是氢气H2或氨气NH3等,合理即可。
(3)过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下生成水和氧气,二氧化锰在这个化学反应中是催化剂。
17.(1)长颈漏斗
(2) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ a
(3) 锥形瓶内的水流入长颈漏斗,在长颈漏斗中形成一段液柱 可以控制反应的发生与停止
(4)部分二氧化碳溶解在水中
【详解】(1)根据常用仪器的名称可知,仪器②是长颈漏斗;
(2)用装置A制取氧气,是固体加热型发生装置,试管口有棉花,应选用高锰酸钾分解制取氧气,反应的方程式为:;若用D装置来收集氧气,氧气密度比水小,应从a端进入,故填a;
(3)装置B若不漏气,观察到的现象是:锥形瓶内的水倒流入长颈漏斗,在长颈漏斗中形成一段液柱;装置C与装置B相比,装置C可将固体置于多孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,优点是:可以控制反应的发生和停止;
(4)二氧化碳能溶于水,也能和水反应,则量筒中收集到的水的体积比理论值要小得多,故填:部分二氧化碳溶解在水中。
18.(1)分液漏斗
(2)a
(3)澄清石灰水变质
(4)g、f、e
(5)溶液变红
(6) 上升
(7)C/碳
【详解】(1)仪器a的名称为长颈漏斗;
(2)装置A为固体加热型,用该装置制取氧气,可为加热高锰酸钾制取氧气,或加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,图中试管口没有放一团棉花,则试管内装的固体药品应为氯酸钾和二氧化锰;故选:a;
(3)实验室用稀盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳,同时生成氯化钙和水,用装置B制取二氧化碳,将产生的气体通入澄清石灰水中,一直没观察到浑浊现象,其原因可能是产生的二氧化碳中混有 HCl或澄清石灰水变质;故填:澄清石灰水变质;
(4)关闭开关时,多孔隔板仍在液面以下,反应不断产生二氧化碳,装置内气压增大,将液体压回长颈漏斗中,液面下降直至低于隔板;故现象为g、f、e;
(5)紫色石蕊试液遇酸变红,二氧化碳通入紫色石蕊试液,二氧化碳和水反应生成碳酸,故现象为紫色石蕊试液变红;故填:溶液变红;
(6)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能溶于水,且能与水反应生成碳酸,氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的能力,比水强,则左边装置中压强减小的多,则U形管的左侧液面上升;二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为;故填:上升;;
(7)二氧化碳还有其他方面的化学性质,二氧化碳能与单质碳在高温下反应生成一氧化碳;故填:碳或C。
19.(1)铁架台
(2) ACD 装置漏气(或药品的量不足)(合理即可)
(3) 将带火星的木条放到b端导管口,木条复燃,则已满
(4) 二氧化碳的密度比空气大,不支持燃烧也不能燃烧 隔绝氧气
【详解】(1)由图可知,仪器C为铁架台;
(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置除B外,还应选择ACD;
在制取过程中,小亮选用F装置收集二氧化碳,验满时燃着的木条始终不熄灭的原因可能是:装置漏气,没有收集到气体,或药品的量不足,收集到的气体较少;
(3)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
若选择用H装置来收集氧气,氧气的密度比空气大,应从a端通入,氧气具有助燃性,验满的方法是:将带火星的木条放在b端,木条复燃,说明已经集满;
(4)向烧杯中倾倒二氧化碳,下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,下层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,灭火原理是二氧化碳由于不燃烧、不支持燃烧,密度比空气大,能覆盖在可燃物表面,隔绝氧气,达到灭火的目的。
20.(1)试管
(2) C 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ b
(3) 可以控制反应速率和节约药品 二氧化碳能与水反应生成碳酸
(4)过氧化氢溶液和二氧化锰
【详解】(1)据图可知,仪器①的名称是试管;
(2)高锰酸钾制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,可从图一中选择的发生装置是C;加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和水,反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;氧气密度比空气大,使用装置D收集氧气时应从导管口b通入;
(3)装置B中有分液漏斗,可以通过控制活塞的开关,调节滴入液体药品的速率,能实现控制反应速率还能节约药品;将产生的二氧化碳通入图二装置,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,饱和澄清石灰水变浑浊,据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是:能与水反应生成碳酸;
(4)图三是根据图一中的B装置设计的简易制氧机简图。据图可知,没有加热装置,从而判断是用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,A剂和B剂是过氧化氢溶液和二氧化锰。
21.(1)碳原子排列方式不同
(2)CO和CO2
(3)排尽装置内的空气,防止干扰实验
(4)黑色固体逐渐变红
(5)3
(6)=
(7)0.3g【详解】(1)结构决定性质。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质,它们的物理性质差异很大,原因是碳原子排列方式不同。
(2)根据题目信息,反应生成的气体可能是CO,也可能是CO2,还可能是CO和CO2混合。
(3)开始实验前,装置内充满空气。打开K,缓缓通入干燥的氮气,可以排尽装置内的空气,防止碳和空气生成CO或CO2干扰实验。
(4)氧化铜和碳均是黑色固体,实验时,碳可以将氧化铜还原成红色的铜单质,故装置A处的现象是黑色固体逐渐变红。
(5)若B中澄清石灰水变浑浊,证明有CO2产生;D处的气体能点燃,证明有CO产生,则猜想3成立。
(6)若猜想1成立,说明气体中有二氧化碳,没有一氧化碳,B中足量的氢氧化钙溶液可以将二氧化碳全部吸收,因此要遵循质量守恒定律,而A中减少的质量为二氧化碳质量,而B和C中增加的质量则为生成的二氧化碳质量,所以都表示二氧化碳
质量,两部分质量差应该相等,即(m4-m3)=(m1-m2)。
(7)当反应后只有一氧化碳,设此时需要炭粉质量为x。
当反应后只有二氧化碳,设此时需要炭粉质量为y。
猜想Ⅲ成立,说明气体为混合物,所以需要炭粉质量介于x和y之间,即0.3g < m < 0.6g。
22.(1)CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O
(2)最后一次加入稀盐酸,仍没有气泡产生
(3) 将注射器往右拉,松开时活塞回到之前的刻度,则气密性良好 烧瓶内气压增大,稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落
(4)AC
(5)80
【详解】(1)盐酸和石灰石主要成分碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O。
(2)碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体,有气泡产生。则最后一次加入稀盐酸,仍没有气泡产生,说明碳酸钙反应完了。
(3)图中是注射器与烧瓶组成的密闭装置,可以将注射器往右拉,如装置气密性良好则装置内气压变小,但没有气体进入,松开时活塞在大气压的作用下回到之前的刻度,则气密性良好。
随着液体的推入,烧瓶内的气体会被压缩,气压会变大,所以若稀盐酸是缓慢推入的,则可能造成的后果是烧瓶内气压增大,稀盐酸难以完全推入烧瓶中或仪器连接处脱落。
(4)根据质量守恒定律,反应前后参加反应的各物质的总质量等于生成的各物质的总质量,所以需要知道反应后剩余物质的总质量和反应前反应物的总质量,减少的质量为生成二氧化碳的质量。从选项可知,只有C m(大烧杯+反应后剩余物)提现了反应后剩余物质的质量。再根据总质量【m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)】,可计算为m(大烧杯+石灰石粉末)+m(小烧杯+稀盐酸)-m(大烧杯+反应后剩余物)=m(石灰石粉末+稀盐酸)-m(反应后剩余物)+m(大烧杯)-m(大烧杯)+m(小烧杯),则还需要知道小烧杯的质量才能进一步算出二氧化碳的质量。故选AC。
(5)因为稀盐酸有10mL在注射器中,注入烧瓶中会有10mL空气进入注射器,则注射器读数的体积为二氧化碳的体积+10mL,根据表格,8、9、10分时注射器读数都是90mL,则最终生成二氧化碳的体积为90mL-10mL=80mL。
23.(1)试管
(2)
(3) F m
(4) 蓝 澄清石灰水变浑浊 C、H
(5)6.4
【详解】(1)仪器a名称为试管;
(2)A装置为固体加热型装置,试管口有棉花,应用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为:;
(3)欲制取干燥的 O2,应该通入浓硫酸干燥,并用向上排空气法收集,氧气的密度大于空气;干燥时,氧气比浓硫酸密度小,通入盛有浓硫酸的试剂瓶应“长进短出”,故发生装置的出气口应与装置C中m端相连;
(4)无水硫酸铜遇水变蓝色,若塑料燃烧产物中有H2O,则装置K中无水CuSO4的现象为变成蓝色;故填:蓝;
澄清石灰水中通入二氧化碳,会变浑浊,若塑料燃烧产物中有CO2,则装置L中为澄清石灰水会变浑浊;故填:澄清石灰水变浑浊;
由上述实验可知,产物有水和二氧化碳,则产物中含有H、O、C,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,可推测该塑料一定含有的元素是H、C元素,可能含有氧元素;故填:C、H;
(5)依据质量守恒定律,碳元素质量为: 44g×=12g ,氢元素的质量为 :7.2g×=0.8g ,碳、氢元素之和为:12g+0.8g=12.8g,则塑料中含有氧元素,氧元素的质量为:19.2g-12.8g=6.4g。
24.(1)240kg/240千克
(2)解:设理论上可制得硅单质的质量为x
x=112kg
答:理论上可制得硅单质的质量为112kg。
(3)C+CO22CO
【详解】(1)由题意知,参加反应的二氧化硅质量为250kg×96%=240kg。
(2)见答案。
(3)完全反应后的气体产物为何不是二氧化碳而是一氧化碳,高温条件下炭和二氧化碳不共存,即炭与二氧化碳高温反应生成一氧化碳,化学方程式为C+CO22CO。
25.(1)解:设生成2.00g沉淀需要二氧化碳的质量为x:
解得x=0.88g,
根据质量守恒定律可知,反应前后物质的总质量不变,所以红色固体的质量=4.24g-0.88g=3.36g。
(2)根据元素守恒可知:4.24g混合物中碳的质量=2.00g×碳酸钙中碳的质量分数=,所以该混合物中氧化铜的质量为4.24g-0.24g=4g;
若氧化铜全部被还原成铜,则铜的质量=4g×氧化铜中铜的质量分数=,故剩余固体混合物3.36g一定是铜与氧化亚铜的混合物;
(因为混合物减去铜的质量等于混合物中氧元素的质量,所以3.36g混合物中氧元素的质量=3.36g-3.2g=0.16g,该氧元素等于氧化亚铜中的氧元素;所以氧化亚铜的质量为:,则该混合物中铜的质量为3.36g-1.44g=1.92g。
答:所剩余固体混合物是1.92g铜与1.44g氧化亚铜的混合物;
【详解】(1)见答案。
(2)见答案。
26.(1)6.6g
(2) 增大反应物的接触面积,加快反应速率,使其反应充分 取样,滴加稀盐酸,若无气泡产生,则已完全反应
(3)解:设20g样品中碳酸钙的质量为x,则
x=15g
碳酸钙的质量分数为:
答:该样品中碳酸钙的质量分数为75%。
【详解】(1)根据质量守恒,产生的二氧化碳的质量为20g+80g-93.4g=6.6g。
(2)将石灰石样品粉碎,可增大反应物的接触面积,加快反应速率,使其反应充分;
碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体,则取样,滴加稀盐酸,若无气泡冒出,则说明已完全反应。
(3)见答案。
27.(1)6.6g
(2)增大反应物之间的接触面积,使反应更充分
(3)②④
(4)解:设该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为x
x=75%
答:该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为75%。
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,则生成二氧化碳的质量为:100g-93.4g=6.6g;
(2)实验前将鸡蛋壳捣碎的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更充分;
(3)①由图可知,B点时,质量不再变化,说明此时反应已经结束,不符合题意;
②由以上分析可知,B点时,碳酸钙和盐酸反应已经结束,符合题意;
③烧杯中剩余物质的总质量是93.4g,包括不参与反应的固体杂质,不符合题意;
④根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故钙元素的质量与A点相同,符合题意。
故选②④;
(4)见答案。
28.(1)加快反应速率
(2)固体部分溶解,产生大量气泡
(3)解:设该款牙膏中碳酸钙的质量分数为x
x=40%
答:该款牙膏中碳酸钙的质量分数为40%。
(4)4g
【详解】(1)用玻璃棒搅拌的目的是:增大反应物之间的接触机会,加快反应速率;
(2)实验时,加入稀盐酸,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故现象是:固体部分溶解,产生大量气泡;
(3)见答案;
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故反应后锥形瓶中剩余物质钙元素的质量与牙膏中碳酸钙中钙元素的质量相同,故钙元素的质量为:。
29.(1) 引流 80%
(2)设生成二氧化碳的质量是x
答:生成二氧化碳的质量是 3.52g
(3)偏小
(4)能
【详解】(1)过滤时玻璃棒的作用是引流;参加反应的碳酸钙的质量为10g-2g=8g,则大理石中碳酸钙的质量分数是;
(2)见答案;
(3)实验过程中小红同学将过滤所得的滤渣未烘干就直接称量,这一操作会导致滤渣质量偏大,参加反应的碳酸钙的质量偏小,则该样品中碳酸钙的质量分数计算结果偏小;
(4)大理石和稀盐酸反应会生成二氧化碳,在敞口容器中反应,二氧化碳会逸散到空气中,反应前后的质量差即为生成的二氧化碳的质量,根据质量守恒定律,通过二氧化碳的质量可计算出反应消耗的碳酸钙的质量,即可计算出碳酸钙的质量分数。