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[例6] 小张用足量的盐酸、石灰石反应,并尝试直接利用右图所示装置制取和收集一
瓶CO2。你认为小张 ( ) A.不可能收集到一瓶CO2,因为CO2可溶于水
B.选择B、C两种装置,导管b接导管d可收集到一瓶CO2 C.选择B、C两种装置,导管c接导管d可收集到一瓶CO2 D.选择A、B两种装置,导管a接导管。可收集到一瓶CO2
[例7] 某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或
两种。为确认其组成,某同学取一定量该气体按下图所示装置进行实验(假设每步都充分反应或吸收),结果装置①中无明显变化,装置③增重1.8g,装置④增重2.2g。
下列关于气体X成分的分析中,错误的是 ( )
A.一定没有二氧化碳 B.可能含有甲烷和氢气 C.可能只有甲烷 D.可能含有氢气和一氧化碳
[例8] 我市某校初三(1)班学生去湖光岩春游,带回了几小块石灰石样品。为了检测样品
中碳酸钙的含量,甲、乙、丙、丁四位同学用质量分数相同的盐酸与样品充分反应来讲行实验测定,(样品中的杂质不溶于水,且不与盐酸反应),测得数据如下表:试问答:
所取石灰石样品质量(g) 加入盐酸的质量(g) 剩余固体的质量(g)
甲同学 10.0 20.0 6.0
乙同学 10.0 30.0 4.0
丙同学 10.0 45.0 1.0
丁同学 10.0 50.0 1.0
(1)10.0g样品与45g盐酸充分反应后,盐酸是否还剩余__________ (填“是”或“否”),样品中碳酸钙的质量分数是_______________。
(2)10.0g样品与足量稀盐酸反应后可产生二氧化碳多少克?(写出计算过程,计算结果精确到小数点后两位)
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[例9] 2009年世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行,旨在控制大气中“温室效应”气体
的排放量。“低碳”正成为人们的共识。
(1)近几十年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是
___________________________________________________________________。 (2)自然界消耗二氧化碳气体的主要途径是:①植物的光合作用。植物在光的作用下吸收二氧化碳和水生成葡萄糖(C6H12O6)和氧气;②海水的吸收。请用化学方程式表示出上述两条消耗CO2的途径:①________________________________________②_____________________________________________________________________。 (3)科学家正在研究将空气中过多的CO2和H2在催化剂和加热条件下转化成甲烷和水, 这个反应的化学方程式是_______________________________________________。 (4)请举一例你在日常生活中符合“节能减排”的做法:________________________。
[例10] “碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存
和利用的工艺和技术。
(1)最近有科学家提出“绿色自由”构想:把CO2含量高的气体吹入饱和KHCO3溶液
中,生成KHCO3,然后利用KHCO3受热易分解的性质,再把CO2提取出来,经化学反应使之变为甲醇(CH3OH)和水。 “绿色自由”构想的技术流程如右图:
(注:分解池内的反应条件是加热;合成塔内的反应条件为300℃、200kPa和催化剂) 分解池内反应的化学方程式为____________________________; ②合成塔内反应的化学方程式为_____________________________; ③X溶液可循环利用,溶质是___________(填写化学式)。 (2)实际生产中,经常利用NaOH溶液来“捕捉”
CO2,流程图如右图(部分条件及物质未标出)。 ①捕捉室内反应的化学方程式为
________________________________________。 ②“反应分离”发生反应的化学方程式为_________________________________________。 ③该生产过程中,涉及到的物质属于碱的是______________________(填写化学式)。
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第三节 二氧化碳的实验室制法
1、实验室制取气体的装置 发生装置 收集装置 装置示意图 排水法;不易溶于水,不与水反应,不能制干燥气体 向下排空气法;密度大于空气,不与空气中物质反应,不污染空气 向上排空气法;密度小于空气,不与空气中物质反应,不污染空气 应用条件 固体与液体反应,不需加热 固体与固体反应,需加热
2、实验室制取二氧化碳
(1)反应药品: 稀盐酸跟大理石或石灰石(主要成分为碳酸钙) (2)反应原理: CaCO3+2HCl → CaCl2+ CO2↑+ H2O
注意:①不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为稀硫酸与CaCO3反应生成的CaS04微溶于
水,覆盖在大理石表面,阻止反应继续进行。
②不能用浓盐酸代替稀盐酸,因浓盐酸易挥发,使生成的CO2混有HCl气体
③不能用纯CaCO3或NaCO3等代替大理石或石灰石,因为它们与盐酸反应太快,不易控制与收集,成本也过高。
(3)实验装置:
(4)实验步骤:①检查气密性 ②装块状药品 ③塞紧双孔胶塞
④由长颈漏斗加液体 ⑤收集气体
(5)注意事项:①长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封,防止生成气体逸出
②检查装置气密性
一般方法:关闭分液漏斗的活塞,将导气管插入烧杯的水中,用双手手掌握住容
器(有时可以稍微加热)烧瓶。若导管末端产生气泡,手掌离开后,导管中有一段水柱形成,说明装置不漏气。
特殊方法:塞紧橡皮塞,关闭止水夹,从长颈漏斗上口注入水,使水浸过长颈漏
斗下端,继续加水使长颈漏斗中水面高于试管中水面静置一段时间,
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若液面高度差不变,则装置不漏气。
③反应器内的导管稍露出即可,不宜太长,否则不利于气体导出 ④集气瓶内的导管应伸入集气瓶底部,以利于排净空气。
(6)验满:把燃着的木条放在集气瓶口,如果火焰熄灭了,证明已收集满。 (7)检验:把气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明气体是二氧化碳。 (8)净化:若制取的CO2气体中混入少量HCl气体和水蒸气,可先将气体通过盛有
NaHCO3溶液的洗气瓶(除去HCl气体),再通过盛有浓硫酸的洗气瓶。(除去水蒸气)。
例题
[例1] 鉴别空气、氧气、二氧化碳三瓶气体,最简便的方法是 ( )
A.将气体分别通入蒸馏水中
B.将气体分别通入澄清的石灰水中 C.将气体分别通入紫色石蕊试液中 D.将燃着的木条分别伸入集气瓶中
[例2] 实验室制二氧化碳气体应选用的仪器是 ( )
A.长颈漏斗、集气瓶、水槽、导气管 B.集气瓶、试管、水槽、导气管
C.酒精灯、广口瓶、集气瓶、长颈漏斗
D.广口瓶、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞
[例3] 检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是 ( )
A.加入澄清石灰水,观察是否变浑浊
B.将燃着的木条插入集气瓶中,观察是否立即熄灭 C.加入紫色石蕊试液,观察是否变红色
D.将燃着的木条放在集气瓶口,观察是否立即熄灭
[例4] .在实验室里制取二氧化碳时一般采取以下操作步骤:①装入块状的大理石或石灰石;
②用向上排空气法收集二氧化碳;③连接仪器,检查装置的气密性;④倒入稀盐酸。
则正确的操作步骤为___________(填序号)。
[例5] 已知实验室里制取气体丙的化学方程式为:甲(固)+乙(固)
丙↑+丁,且气体丙易溶于水,密度比空气的大,则应选用的装置和收集方法是 ( ) A. 制取CO2的发生装置和排水法收集
B. 用KMnO4制取O2的发生装置和向上排空气法收集 C. 制取CO2的发生装置和向下排空气法收集 D. 用KMnO4制取O2的发生装置和排水法收集
[例6] 可生成二氧化碳的反应很多,例如:①酒精的燃烧 ②木炭在空气中燃烧 ③碳与氧
化铜反应 ④高温煅烧石灰石 ⑤石灰石(块状)与稀硫酸 ⑥石灰石(块状)与稀
盐酸 ⑦碳酸钙粉末与浓盐酸 ⑧人和动物的呼吸作用,其中可用于实验室制CO2的是 ( )
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A. ④⑥ B. ⑤⑥ C. ⑥ D. 全部 [例7] 实验室制取二氧化碳的装置如图所示。回答下列问题:
(1)带有标号的仪器名称a b c (2)指出装置图中的明显错误:
① ______________________ ; ② ______________________ ; ③ ______________________。
[例8] 按下图的装置制取二氧化碳并检验它的性质,完成下列问题:
(1)用装置A来制取二氧化碳,所用药品为_________和_________。 (2)若用装置C检验二氧化碳,装置C中发生反应的化学方程式为:__________________。 (3)若用装置B证明二氧化碳与水反应生成碳酸,装置B中盛放的试剂是_________。 (4)利用已收集到的二氧化碳气体,设计一个实验证明二氧化碳气体具有既不能燃烧,又
不能支持燃烧,且密度比空气大的性质。(要求用语言叙述实验过程和现象)
[例9] 在化学实验室开放日,老师拿出两瓶无标签的试剂,分别是固体和液体,他取少量
试剂在试管中混合,立即产生一种无色气体。同学们对此气体展开了一系列探究。 (1)如果推测此气体是二氧化碳,验证它的实验方案如下: 猜想 此气体可能是CO2 实验步骤 现象与结论 产生此气体的化学方程式可能是____________________________________________; (2)若想制取该气体,采用的发生装置可选取下图中的______________________,收集装
置应选用______________(填序号);
(3)如用下图中F装置收集该气体,气体应由____________端导入(填“a”或“b”)。
A B C D E F
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[例10] (1)实验室用大理石与酸制二氧化碳,使用的酸是 (浓盐酸、稀盐
酸 、浓硫酸、稀硫酸),其化学方程式为
(2)若设计一种由活塞可以开闭导管的装置,使达到活塞随开随产生CO2 气体,随关随停止出CO2 气体的要求,请从下面仪器中选用一些最起码的仪器完成这种设计:
①按装置自上而下的安排顺序应选用的仪器是 。
②这套装置能随开随用,随关随停的原因是 。
第四节 化学燃料
1、煤
煤是古代植物遗体在地下经过长期复杂变化形成。被称为“工业的粮食”主要由C
元素组成。煤隔绝空气加强热可得到焦炉煤气、粗氨水、焦炭、煤焦油等化工业产品。
2、石油
石油是古代海洋动植物的遗体在地下经过长期复杂变化形成,是黄色或黑色可燃性粘
稠液体,有特殊气味,不溶于水,被称为“工业的血液”主要含有碳、氢两种元素。石油通过石油化工也可以得到多种产品。
3、天然气
(1)俗名: 沼气、坑气。 (2)主要成分:甲烷(CH4)
(3)物理性质:无色无味的气体,难溶于水,密度比空气小。 (4)化学性质: CH4+2O2 →点燃 CO2+2H2O (可燃性)
注意:①点燃前须检验纯度(方法与氢气相同) ②主要现象:蓝色火焰,烧杯内壁有
水雾出现,烧杯内注入澄清石灰水,石灰水变浑浊。
4、氢气
(1) 性质:无毒,极易燃烧,燃烧放出大量的热。 2H2 + O2 →点燃 2H2O 是最清洁的燃料。
5、其他新能源: 太阳能、风能、地热能、海洋能。