初中化学氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯探究题

碳及许多含碳化合物不充分燃烧都要产生一氧化碳，一氧化碳是一种污染空气的有毒气体，它会使人中毒，通常采用燃烧法处理尾气中的一氧化碳。某同学对一氧化碳与一定量的氧气反应后所得的气体成分进行了如下实验探究：
【提出猜想】反应后气体的组成可能是：①CO和CO₂；②只有CO₂；③                       。
【实验探究】该同学为了验证自己的猜想，用下列装置进行实验：

①装置B中氢氧化钠溶液的作用是                                 ；
②装置A中出现的现象是                                         ；
发生反应的化学方程式是                                          ；用带火星的木条伸入D中出现的现象是                             。
【实验结论】通过实验验证，猜想③成立。

O₂、CO₂ 是自然界碳、氧循环重要的两种物质。电影<星际穿越>中宇航员库玻和其他几位队员承载“endurance”宇宙飞船穿越太空寻找适合人类生存的星球。
布兰德教授从物质循环、舱内压力、反应条件等角度考虑，
为飞船驾驶舱选择的最适合供氧物质是         （填序号）。
①液氧                   ②过氧化钠（2Na₂O₂+2H₂O==4NaOH+O₂↑）
③氯酸钾与二氧化锰       ④超氧化钾（4KO₂+2CO₂==2K₂CO₃+3O₂↑）
（2）假设他们找到了一颗表面被CO₂气体覆盖的星球（星球地心引力作用是地球的1.2倍），库玻想在该星球上仿照实验室制取氧气，设计下图装置，反应的化学方程式为        ，他          （“能”或“不能”）收集到氧气。

（3）库玻的女儿墨菲在家里无意间发现鸡蛋壳和白醋混合，也能产生CO₂，请你和她一起从下图中选出③⑧      （填序号）日常用品，制取和收集干燥、纯净的CO₂ 。
 
实验室制备CO₂的化学反应方程式为                                   。
（4）墨菲在地球上慢慢长大，逐渐明白了事物都有两面性。她喜爱的铜镜生锈是因为Cu与空气中的CO₂、O₂、H₂O发生化学反应所致，铜锈的主要成分是铜绿【Cu₂(OH)₂CO₃】。好奇的她加热干燥的铜绿，发现一段时间后澄清石灰水变浑浊，试管壁上有水珠，绿色固体变成了黑色固体。
【提出问题】黑色固体是什么物质？
【提出假设】假设Ⅰ：C      假设Ⅱ：CuO      假设Ⅲ：C和 CuO
【验证假设】1.她应选择的最合理实验装置是              （填序号）。

2.最能说明假设Ⅲ成立的实验现象是           （填序号）。
①试管内黑色固体出现红色        ②洗气瓶中澄清石灰水变浑浊
③洗气瓶中有气泡产生            ④黑色固体消失
【实验结论】最后实验证明假设Ⅱ正确，请帮女儿墨菲写出绿色固体加热分解反应的化学方程式                                             。

饮用可乐时，小华对“二氧化碳的溶解性”产生了兴趣，并进行了探究。
【查阅资料】二氧化碳能溶于水。在通常情况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳。二氧化碳溶于水，既有物理变化，又有化学变化，发生化学变化的化学方程式：                              。
【提出问题】在实验室条件下，1体积的水究竟能溶解多少体积的二氧化碳呢？
【进行实验】
⑴ 将蒸馏水煮沸后，置于细口瓶中，盖上瓶塞，冷却至室温，备用。将蒸馏水煮沸的目的是             。
⑵ 制取二氧化碳，用向上排空法收集，验满后盖上玻璃片，备用。检验二氧化碳是否集满的操作方法
是                                             。
⑶ 实验①：取2支医用注射器分别抽取10mL空气和10mL备用的蒸馏水，用胶管连接（如图所示），交替推动2支注射器的活塞，反复多次。

实验②：取2支医用注射器分别抽取10mL现制的二氧   化碳气体和10mL备用的蒸馏水，用胶管连接（如图所示），交替推动2支注射器的活塞，反复多次至体积不再减少为止。反复交替推动注射器活塞的作用是________________________________________。
⑷ 记录数据：

实验编号	抽取气体的体积	抽取蒸馏水的体积	充分混合后，气、液总体积
	10 mL空气	10 mL	20mL
	10 mL现制的二氧化碳	10 mL	12 mL

【得出结论】由上表所列数据可知，在实验室条件下，空气难溶于水，二氧化碳的溶解性为1体积水最多能溶解          体积的二氧化碳。
【注意：若答对本小题奖励4分，化学卷总分不超过60分。】
【反思质疑】小芳对实验②注射器内不能再溶的气体产生了疑问：这种不能再溶的气体是空气还是二氧化碳气体? 若收集二氧化碳时空气未完全排尽，也可能导致实验②的残留气体是空气,就不能再溶，则实验结论不可信。请你设计一个方案探究以上所得实验结论是否可信。写清操作步骤、现象及结论。
                                                                           
                                                                           

(5分)实验室模拟炼铁原理进行实验，得到的尾气是CO、CO₂的混合气体。现利用下图所示装置将混合气体进行分离，并得到干燥的气体。

（1）检查装置的气密性。A、B、C装置内放入一定量水，使长导管浸没在水面以下，关闭k₂、k₄，打开k₁、k₃，并在最右端导管口接注射器。当向外缓慢拉动注射器活塞时，若观察到       ，则说明整套装置气密性良好。
（2）装入药品。C中所盛试剂X为        。
（3）分离两种气体。请完成下表（实验操作只需答出关闭和打开活塞即可）。

实验操作	分离出的气体

（4）在实验过程中，A中发生反应的化学方程式为        。

实验探究是化学的灵魂，请你参与实验室制取氧气和二氧化碳的探究活动。
Ⅰ．制取氧气方法的分析

（1）写出A、B装置中标号仪器名称：①            ；②             。
（2）写出一个用A装置制取氧气的化学方程式
                                               。
（3）用B装置收集氧气的优点是                                。
（4）上述两种方法中，更符合“低碳”理念的是          （填“A”或“B”）。
Ⅱ．制取二氧化碳原料的选择
实验室常用大理石或石灰石（主要成分CaCO₃）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为                                     。
（2）实验过程中，同学们提出了下列问题并在老师指导下进行实验。
［问题一］能否用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳？

［分析二］实验室不选用石灰石粉末、碳酸钙粉末或碳酸钠粉末制取二氧化碳的理由是                                       。
［结 论］实验室制取二氧化碳，原料通常用块状石灰石（或大理石）和稀盐酸。
Ⅲ．拓展与反思
通过探究活动，你认为选择实验方法时应考虑的因素有            （写一种即可）。

（1）学习二氧化碳性质时，老师做了如右图所示的实验。结果发现，澄清石灰水变浑浊。请写出澄清石灰水变浑浊有关反应的化学方程式_____________________。

老师提出：氢氧化钠与氢氧化钙同属于碱类化合物，与氢氧化钙的化学性质相似，那么，氢氧化钠能否与二氧化碳反应呢？
同学们围绕着这个问题，通过查阅资料得知：常温下，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O。
接着，在老师指导下，完成了如下实验：将上述实验中的澄清石灰水换成氢氧化钠溶液，向其中通入CO₂，观察到的实验现象为_________________________。
（2）为了验证CO₂能与氢氧化钠发生化学反应，同学们设计了如下实验

①甲实验：向盛满CO₂的塑料矿泉水瓶（质软）中加入一定量NaOH溶液，迅速旋紧瓶塞，并振荡。静止一会儿后观察到的实验现象为________________________。
②乙实验：向盛满CO₂的集气瓶中倒入一定量NaOH溶液，迅速在瓶口处塞上一个去壳熟鸡蛋，静止一会儿后可观察到的实验现象为________________________。
（3）做完上述实验后，部分同学提出质疑，认为上述实验不足以说明CO₂与氢氧化钠发生了化学反应。你认为这部分同学提出上述质疑，主要考虑的干扰因素是________________。为了进一步验证CO₂能与氢氧化钠发生化学反应，同学们又设计了如下实验：

①A瓶盛装的试剂是________________，B瓶盛装的试剂是______________，实验时应_____
[填“打开”或“关闭”]活塞K。
②进行此实验时，通入CO₂的体积应__________[填“大于”、“等于”或“小于”]A瓶溶液的体积。
③能证明CO₂能与氢氧化钠发生化学反应的实验现象是______________________________。