用右图的实验装置可制取二氧化碳气体,并验证二氧化碳的性质.清-优题课

气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置图回答问题。

（1）仪器a的名称是_____。

（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是_____，你选择的发生装置是_____（填字母编号）。

（3）检验二氧化碳可选用_____（填数字编号）。

①氢氧化钠溶液

②氯化钙溶液

③氢氧化钙溶液

④蒸馏水

（4）实验室若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，装置的正确连接顺序是B→_____→_____→F，验满的方法是_____。

（5）同学们在体育考试中，做引体向上时，将“镁粉”抹在手掌上以增大摩擦力。“镁粉”到底是什么物质呢？与老师交流后，了解到“镁粉”【化学式可表示为 $M g_{x} （ O H ）_{y} C O_{3}$ 】是一种受热易分解的白色固体，分解产物全部是氧化物。为了确定“镁粉”的化学式，同学们设计了实验方案并进行了定量探究：

①依次连接装置A→D→C，并检查其气密性。

②在A装置中加入 $14.2 g$ “镁粉”，加热，充分反应后测得D装置增重 $1.8 g$ ，C装置增重 $4.4 g$ （产生的气体完全被吸收，不考虑空气对测定结果的影响）。同学们通过分析计算，最终确定“镁粉”的化学式为_____。

某小组采用图a所示实验装置探究 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是 $F e$ ；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是 $F e_{3} O_{4}$ ，并查阅了资料： $F e_{3} O_{4}$ 可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。

（1）制备 $C O$ 的原理是：（ $H C O O H$ 在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备 $C O$ 的是______（填标号）。

（2）若甲同学推断正确，反应的化学方程式为______。

（3）对乙同学提出的质疑进行分析和验证。

①定量分析物质组成可知，该反应生成 $F e_{3} O_{4}$ 是合理的，理由是______。

②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有 $F e_{3} O_{4}$ 和 $F e$ ．检验的操作和现象是：取样于试管中，______。

（4）该小组为了探索 $C O$ 还原 $F e_{2} O_{3}$ 与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。

①用 $C O$ 炼铁时，还原 $F e_{2} O_{3}$ 的温度应不低于______ $℃$ 。（填“ $400$ ”“ $600$ ”或“ $800$ ”）

②图中： $x ＝$ ______。

③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为 $600 ℃$ 左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：____________。

制盐在我国有着悠久的历史。某盐湖水样品含有 $N a C l 、 N a_{2} S O_{4}$ 及少量 $M g S O_{4}$ 和 $C a S O_{4}$ ，某小组从中获取 $N a C l$ 和 $N a_{2} S O_{4}$ 的主要过程如下：

（1）“除杂1”应依次加入的两种试剂是______、______，“除杂2”应加入的试剂是______。（除杂限选试剂： $H C l 、 H N O_{3} 、 N a_{2} C O_{3} 、 C a （ O H ）_{2}$ ）

（2）将“溶液A”在 $80 ℃$ 蒸发浓缩，至有少量固体析出。

①该小组分析溶解度曲线，推测析出的少量固体是 $N a C l$ ，但检验后却发现是 $N a_{2} S O_{4}$ 。请作出合理解释：______。

②该小组停止蒸发浓缩，经______、过滤得到大量 $N a_{2} S O_{4}$ 固体及母液；将母液中的 $N a C l$ 分离出来，操作是______。

（3）设计由硫磺（单质硫）生产 $N a_{2} S O_{4}$ 的转化路径，依次写出反应的化学方程式：______。（提示：常见 $＋ 4$ 价硫的化合物可与 $O_{2}$ 化合为 $＋ 6$ 价硫的化合物）

电解水制氢联合碳酸钙分解制备氧化钙，能减少碳排放，助力碳中和。该新方法的示意图如图所示。

（1）传统方法： $C a C O_{3}$ 在 $900 ℃$ 以上完全分解生成 $C a O$ 和__________（填化学式）。

（2）新方法：

i.电解水属于_____反应（填基本反应类型），反应前后氢元素的化合价_____（填“升高”“降低”或“不变”）。

ii.反应器1：一定的 $H_{2}$ 环境及较低温度下 $C a C O_{3}$ 可与 $H_{2}$ 反应生成 $C a O 、 C O$ 和 $H_{2} O$ 。 $C O$ 与 $H_{2} O$ 的分子个数比为_______。

$C a C O_{3}$ 还可以直接分解。反应器1中 $C O$ 、 $C O_{2}$ 的含量随反应温度的变化如下图所示。________ $℃$ 时，抑制 $C O_{2}$ 生成的效果最好。

iii.反应器2：一定条件下， $C O$ 与 $H_{2}$ 发生化合反应生成甲醇（ $C H_{3} O H$ ），化学方程式为_________ 。

（3）与传统方法相比，新方法的优点有__________________________（写两条）。

[基础实验与学科实践]

回答下列问题。

（1）实验室制取 $O_{2}$ 及性质检验

i.上图中仪器 $a$ 的名称是__________。

ii.用高锰酸钾制取 $O_{2}$ ，应选择上图中的发生装置_______（填字母）。化学方程式为__________。

iii.收集一瓶 $O_{2}$ 并进行性质检验。

操作

现象

结论

硫燃烧时，_____（填字母），生成刺激性气味的气体

a.产生大量白烟

b.生成黑色固体

c.发出蓝紫色火焰

$O_{2}$ 具有氧化性

集气瓶中 $N a O H$ 溶液的作用是_________________

（2）制作氧自救呼吸器

查阅资料，超氧化钾（ $K O_{2}$ ）为黄色固体，分别与 $C O_{2} 、 H_{2} O$ 反应生成 $O_{2}$ 和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。

①原理分析: $4 K O_{2} + 2 C O_{2} = 2 K_{2} C O_{3} + 3 O_{2}$ 、 $4 K O_{2} + 2 H_{2} O = 4 X + 3 O_{2} ↑$ 则 $X$ 的化学式为__________。

②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器，如图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化），则基本失效。