初中化学氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯探究题

根据下列实验示意图回答相关问题：

（1）甲实验中发生反应的化学方程式为    ，该反应属于基本反应类型中的    反应。
（2）乙实验中，热水的作用是      ；通过对比      ，可证明可燃物燃烧需要与氧气接触。（3）丙实验中玻璃管内发生反应的化学方程式是      ,该装置的不足之处是______。

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        。

过氧化钠（Na₂O₂）是一种淡黄色固体。在一次科技活动中，某化学兴趣小组的同学将包有Na₂O₂固体的棉花放入了如图1的实验中，发现了高低不同的两根蜡烛，下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭；同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来。
（1）实验过程中“下面的蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭”的现象说明二氧化碳具有
                       、                             的性质。
（2）棉花为什么会燃烧呢？小组同学认为棉花要燃烧，除了满足“棉花是可燃物”这一条件，还另需满足a：                       、  b：                     两个条件。
［提出问题］：在上述实验中是如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件的呢？
［查阅资料］：1、在常温下Na₂O₂和CO₂能发生化学反应。
2、无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色。
［设计实验］：经过讨论后，小组同学设计了如下图2的实验进行探究。


［实验步骤］：①检查整套装置的气密性；②把相关的试剂放入对应的仪器内（D装置的U型管内放有足量的Na₂O₂固体，烧杯内盛有饱和的澄清石灰水），并按图2组装整套实验仪器；③用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；④一段时间后，在P处放置一根带火星的小木条，观察现象。
注：整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。
［实验现象］：①无水硫酸铜没有变蓝色；②带火星的小木条复燃；③饱和的澄清石灰水变浑浊。
［实验分析］：①浓硫酸的作用是：                              。
②D装置的烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是                              。
［得出结论］：①“小木条复燃”说明Na₂O₂和CO₂反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件；②“饱和的澄清石灰水变浑浊”说明Na₂O₂和CO₂反应将          能转化为热能，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件。
［拓展提高］：①Na₂O₂和CO₂反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，小明认为生成的固体是NaOH，小红认为是Na₂CO₃，同学们经过思考后认为       同学的猜想是错误的，理由是：                                                      。
②Na₂O₂和CO₂反应的化学方程式是                                          。

某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究，查阅资料如下：
1、该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
2、牙膏中其它成分遇到盐酸无气体生成；
3、碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠固体。
利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定B中生成的BaCO₃沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数。请回答下列问题：

（1）B中反应生成BaCO₃的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）C装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是　　　　　　（填序号）。

A．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

B．滴加盐酸不宜过快

C．在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

D．在A~B之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（4）有同学认为该装置测定出来的碳酸钙质量分数会偏低，他的理由是             
 　　　　　　　　　，解决方法是            　　　　　　　     。
（5）某同学认为不必测定B中生成的BaCO₃质量，将B中的Ba（OH）₂溶液换成浓H₂SO₄ ，通过测定C装置反应前后的质量差也可以测定CaCO₃的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g 。请计算样品中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）

如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器。试根据题目要求，回答下列问题：

（1）以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，（提示：盐酸中会挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为        （填写仪器序号字母）。
②生成二氧化碳时，所发生反应的化学方程式为              。                
（2）收集CO₂时，他们如何检验已CO₂收集满？                                        
（3）实验室制取气体要选择适当反应物．我们知道实验室制取大量CO₂气体不能用浓盐酸，因为                                  。                        
（4）他们对实验室制取CO₂的实验条件展开了进一步的探究，做了如下四个对比实验：
①取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为5%的盐酸反应；
②取m g块状大理石与足量的溶质质量分数为10%的盐酸反应．
实验现象：产生气泡的快慢顺序为②＞①；
实验结论：影响大理石和盐酸反应快慢的因素有                      ；
你认为影响大理石和盐酸反应快慢的因素还有                        。                    

在学习过程中，小雨同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成C0，那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能?”
[猜想]碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂ ②只有CO③既CO₂，又有CO。
[查阅资料]浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
[方案设计]通过上述资料和已有知识，小雨初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检验。根据小雨的设想，请你完成填空：
(1)若试纸不变色，石灰水变浑浊，则只有C0₂；
(2)若试纸      ，石灰水            ，则只有C0；
(3)若试纸        ，石灰水       ，则既有CO₂，又有CO。
[实验验证]经过思考之后，小雨设计了如图所示实验装置：

实验步骤：
(1)打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂；
(2)关闭弹簧夹，点燃酒精灯，加热。
结论：小雨通过分析实验现象，确认猜想③是正确的，请你写出装置C中发生反应的化学方程式：                           ；
[反思与评价]
(1)该实验开始通一会儿N₂的目的是                   ；
(2)请从环保的角度分析该实验装置的不完善之处          。

某化学兴趣小组利用下列装置进行O₂、CO₂的实验室制法和有关性质的研究。

（1）甲同学要用KMnO₄固体来制取O₂，应选用上图中的      装置(填编号)，该反应的化学方程式是                                  。从实验操作程序看，首先要                    ，再装入药品进行实验。
（2）乙同学用浓盐酸和大理石在B装置中反应，制取CO₂并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红。对这一变化的合理解释是       (填序号)
A．产生的CO₂直接使石蕊试液变红
B．产生的CO₂与水反应生成H₂CO₃使石蕊试液变红
C．挥发出的氯化氢溶于水使石蕊试液变红
（3）B装置中长颈漏斗虽可随时添加液体，但无法控制反应速率。可选择C组中       (填序号)来取代B装置中的长颈漏斗，以达到控制反应速率的目的。

小组在实验室进行关于气体的实验，所用的部分仪器如下图所示。

（1）甲同学用双氧水制取氧气，发生反应的化学方程式是         ，选择的收集装置是D或         ，用         检验D收集满氧气。
（2）乙同学用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，二氧化锰的作用是         ，应选择的发生装置是         。该同学发现产生的气体能使带火星的木条复燃并有刺激性气味，下列分析不合理的是         。
a．反应中氧气的物理性质发生了变化
b．此时得到的气体一定是混合物
c．只加热氯酸钾，若生成的气体无气味，说明刺激性气味一定与二氧化锰有关
d．可能是生成的氧气与残留在发生装置中的空气在加热的条件下反应生成了新物质。
（3）丙同学研究了木条复燃与氧气体积分数的关系，发现不纯的氧气也能使带火星的木条复燃。右图F是他其中一次实验的装置，集气瓶中有约占总体积40％水，氧气从         导管口进入，排尽集气瓶中的水，收集氧气后集气瓶中氧气的体积分数是         。

（4）如图装置也可制取二氧化碳气体，制取二氧化碳的化学方程式为         。G装置的优点是可随时控制反应的发生和停止。若打开弹簧夹，固体与液体接触，反便能发生，请简述使G装置中反应停止的操作         。

多彩的“碳”，多姿的生活，让我们一起走进“碳”的世界.
（1）下列含碳元素的物质中，属于有机物的是         （填字母序号）。
A．碳酸钙          B．乙醇（C₂H₅OH）          C．二氧化碳
（2）化石燃料主要包括煤、         和天然气，他们都含有碳元素，其中天然气的主要成分是     （写化学式）。含碳物质的燃烧会导致过多的二氧化碳排放，加剧了“温室效应”，写出一条减少二氧化碳排放的建议                             。
（3）2013年3月，浙江大学实验室里诞生了世界上最轻的材料——“碳海绵”。（如图所示），由碳元素组成，具有多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法正确的是         （填字母序号）。

A．具有吸附性       B．可重复利用        C．可处理海上石油泄漏
（4）液态二氧化碳灭火器可用于扑救档案资料室发生的火灾，下列说法正确的有         （填标号）。
A．液态二氧化碳气化后不会污染档案资料
B．二氧化碳可覆盖在燃烧物表面，隔绝空气
C．液态二氧化碳气化时吸热，降低了可燃物的着火点
（5）二氧化碳是很重要的化工原料，科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO₂”、“释放CO₂”，实现碳循环。

①步骤1的化学方程式为                                       。
②为确定步骤2中的碳酸钙是否完全分解，设计的实验步骤为：取少量固体于试管中，滴加过量         溶液，若观察到试管内                   。则分解不完全。
③上述设想的优点有         （填字母序号）。
a．原料易得且可循环利用    b．充分利用太阳能      c．可全地域全天候使用
④CO₂是宝贵的碳氧资源。CO₂和H₂在一定条件下可合成甲酸（HCOOH），此反应中CO₂与H₂的分子个数比为         ，若要检验1%甲酸水溶液是否显酸性，能选用的有         （填字母序号）。
a．无色酚酞溶液            b．紫色石蕊溶液         c．pH试纸
（6）小刚同学对碳及其重要化合物知识进行归纳、整理，并建构了如图所示的转化关系图。请回答下列问题：

（1）写出括号内一种含有碳元素物质的化学式         ；
（2）转化关系图中由H₂CO₃→CO₂的反应类型是         反应；
（3）CO₂常用于灭火，但镁着火不能用 CO₂灭火，原因是它们能发生反应生成另一种氧化物和单质，请写出该置换反应的化学方程式                                   。

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）。

为了探究碱的性质，甲、乙两组同学向相同体积的石灰水和烧碱溶液中分别通入CO₂气体。观察到前者变浑浊，后者无明显现象。甲组同学认为CO₂能与石灰水反应，但不能与烧碱溶液反应；而乙组同学认为CO₂也能与烧碱溶液发生反应。

(1)为证明自己的观点，乙组同学又设计并做了以下实验：
①用石灰石和稀盐酸制取CO₂气体。写出该反应的化学方程式：_____________，
并从甲图中选出正确的制取装置_____________。(填“A”或“B”)
②收集一烧瓶CO₂气体，注入烧碱溶液后立即塞上带有导管和气球的橡皮塞(如乙图所示)，振荡后观察到圆底烧瓶内气球膨大。由此乙组同学认为自己的观点是正确的。
(2)甲组同学提出反驳：因为_____________，所以还必须设置对照实验，即用________代替烧碱溶液进行实验，如果观察到气球膨大程度__________(填“增大”或“减小”)，才能最终证明乙组同学的观点是正确的。

日常生活中使用的塑料袋有两种，一种是用聚乙烯制成的，另一种是用聚氯乙烯制成的。通过查阅资料知：聚乙烯完全燃烧生成CO₂和H₂O，而聚氯乙烯完全燃烧除生成CO₂和H₂O外，还有刺激性气味的气体产生，该气体极易溶于水生成盐酸，则该气体是________________。
(1)鉴别这两种塑料袋最简单的方法是________________________________。
(2)现用如图所示的实验来探究塑料燃烧的产物。实验时，若B、C两瓶都观察到明显现象，则B瓶中的现象是_____________，C瓶中的现象是___________，由此可判断A瓶中燃烧的是_____________________。

以下是实验室制取气体常用的化学仪器，请回答下列问题．

（1）写出指定仪器的名称：①　_________　，②　_________　；
（2）实验室制取二氧化碳时，应选用的仪器是　_________　（填字母），有关反应的化学方程式是　_________　；某同学将燃着的小木条放在集气瓶口，始终未看到小木条熄灭，出现这种情况的原因可能是　_________　（写出一条）；
（3）实验室用以上提供的仪器制取氧气，反应的化学方程式是　_________　．

查阅资料知：甲酸(HCOOH)是一种无色、有刺激性气味的液体，与浓硫酸混合加热的反应为：HCOOHCO↑+H₂O。实验室可利用下图装置制取CO并还原CuO。请回答下列问题：

1）甲酸发生了     反应。（填反应类型）
2）实验中应先通入一段时间CO，后加热CuO，目的是                        。
3）能证明甲酸生成CO的现象是
①                          ；
②                          。
4）点燃D处酒精灯的目的是                。
5）写出B中CO与CuO发生的反应，用化学方程式表示                 。