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  4. 二氧化碳的性质实验二氧化碳的制取和收集空气中氧气含量的测定催化剂和催化作用

下列实验中,能达到实验目的是[]A.比较MnO2和Fe2O3的催化效果B.制取并收集CO2气体C.测定空气中氧气的含量D.证明CO2的密度比空气大

一、题文

下列实验中,能达到实验目的是
[     ]
A.比较MnO2和Fe2O3的催化效果
B.制取并收集CO2气体
C.测定空气中氧气的含量
D.证明CO2的密度比空气大

考点提示:二氧化碳的性质实验,二氧化碳的制取和收集,空气中氧气含量的测定,催化剂和催化作用

二、答案

D

三、考点梳理

知名教师分析,《下列实验中,能达到实验目的是[]A.比较MnO2和Fe2O3的催化效果B.制取并收集CO2气体C.测定空气中氧气的含量D.证明CO2的密度比空气大》这道题主要考你对 二氧化碳的性质实验二氧化碳的制取和收集空气中氧气含量的测定催化剂和催化作用 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:二氧化碳的性质实验,二氧化碳的制取和收集,空气中氧气含量的测定,催化剂和催化作用

考点名称:二氧化碳的性质实验
  • 探究二氧化碳的三个性质实验:

    1.证明二氧化碳的密度比空气的大;二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧
    2.二氧化碳溶于水显酸性
    3.二氧化碳能溶于水
  • 二氧化碳性质探究实验:

    1.证明二氧化碳的密度比空气的大;二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧
    (1)装置:
    (2)现象:蜡烛由低到高依次熄灭
    结论:证明二氧化碳的密度比空气的大;二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧

    2.二氧化碳溶于水显酸性
    (1)装置:
    (2)现象:1和4实验中的白花变红,2和3白花不变色
    (3)结论:二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红,二氧化碳的水溶液能使紫色石蕊试液变红。
    (或二氧化碳溶于水显酸性)

    3.二氧化碳能溶于水
    (1)装置:
    (2)现象:塑料瓶变瘪
    (3)结论:二氧化碳能溶于水。
考点名称:二氧化碳的制取和收集
  •  

  • 二氧化碳的制取和收集:

    1.原理和药品:CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2

    2.装置:固液混合不加热
    (1)发生装置
     
    A装置为简易装置,不便于加液体;
    B,C使用了长颈漏斗,便于添加液体,使用B、C装置时应注意,长颈漏斗下端管日应伸入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗逸出;
    D装置使用了分液漏斗,便于加酸,还可以利用活塞控制反应。
    (2)收集装置:二氧化碳溶于水,所以不能用排水法收集;其密度比空气大,所以可采用向上排空气法收集。
    如图:

    3.现象:块状固体不断溶解,产生大量气泡。

    4.检验:把产生的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明是二氧化碳。

    5.验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,证明已集满。

    6.实验步骤
    a.检查装置的气密性;
    b.装入石灰石(或大理石);
    c. 塞紧双孔塞;
    d.从长颈漏斗中加入稀盐酸;
    e.收集气体;
    f.验满。 

    7.注意事项:反应物不能用浓盐酸、硫酸、因为浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯;硫酸不会挥发,但会生成硫酸钙沉淀,沉淀的硫酸根附着在碳酸钙(或石灰石)表面,使碳酸钙(或石灰石)与酸的接触面积变小,最后反应停止!

  • 实验室制取二氧化碳的选择:

    实验室用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳。
    注意:
    (1)不能选用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会橙盖在碳酸钙的表面,阻止反应继续进行。
    (2)不能选用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发,得不到纯净的二氧化碳气体。
    (3)不能用碳酸钠代替石灰石,因为反应太剧烈,产生的气体难以收集。反应速率的快慢与反应物的质量分数和接触面积有关。反应物的接触面积越大,反应物的质量分数越大,反应速率就越快,反之,则越慢。
    各组物质反应情况如下表所示:
    药品反应速率
    块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中
    石灰石粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
    块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止
    碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
考点名称:空气中氧气含量的测定
  •      空气中氧气含量的测定实验是初中化学的一个重要实验,同时也是历年各地中考命题的热点。近年来在课本实验的基础上进行拓展、创新,旨在考查同学们的实验探究能力及创新思维能力已成为中考命题的趋势。
  • 空气中氧气含量的测定实验:

    原理利用红磷在空气中燃烧,将瓶内氧气消耗掉,生成五氧化二磷固体,使空气内压强减少,在大气压作用下,进入容器内水的体积即为减少的氧气的体积。4P + 5O22P2O5
    装置
    步骤①连接装置,检查装置气密性
    ②把集气瓶的容积分成5等份,做好记号。
    ③用止水夹夹紧胶管。
    ④在燃烧匙内放入过量的红磷。
    ⑤点燃燃烧匙中的红磷,立即伸入集气瓶中,把塞子塞紧
    ⑥待红磷熄灭并冷却后,打开止水阀
    现象①集气瓶中有大量的白烟生成,并放出热量
    ②打开止水夹,烧杯中的水倒流到集气瓶中,并上升到约1/5处
    结论空气中氧气的体积分数约为1/5。
  • 实验中的注意事项:

    1.测定空气中氧气的体积分数时,所用物质应满足的条件:
    ①此物质能够在空气中中燃烧,不能用铁丝代替,铁丝在空气中不能燃烧
    ②此物质在空气中燃烧的时只能消耗氧气,不能消耗其他气体。不能选用镁代替红磷,因为镁不仅与空气中的氧气反应,还和二氧化碳反应。
    ③此物质在空气中燃烧时只能生成固体,而不能生成气体,一般不用木炭,硫代替红磷。

    2.实验失败与成功的原因:
    ①装置不漏气是本实验成功的关键,所以实验前应检查装置的气密性。如果气密性不好,外界空气会进入容器,使测定结果低于1/5。
    ②实验中红磷要过量,以消耗容器内全部氧气,否则会使测定结果低于1/5.
    ③实验完毕,待容器冷却至室温后,再打开止水夹,观察进水的体积,避免因温度高,气体膨胀,使测定结果低于1/5.
  • 空气中氧气含量测定实验的改进

    1.测定原理:
    (1)红磷(白磷)在密闭的容器中燃烧,消耗氧气,生成白色固体五氧化二磷。密闭容器内压强减小,大气压将水压入容器,通过测定容器中的水的量测定氧气在空气中的含量。
    (2)利用金属与氧气反应,消耗密闭容器中的氧气使密闭容器内压强减小,在大气压的作用下,推动刻度器上的活塞移动,测出氧气体积。

    2.装置


    3.实验现象
    (1)红磷(白磷)燃烧,产生大量白烟
    (2)a中睡眠上升约占钟罩内空气体积的1/5
    b中进入集气瓶中水的体积约占集气瓶液面以上容积的1/5
    c中活塞移动到4处
    d中U形管左侧液面上升至刻度1处
    e中试管中液面上升至刻度1处
    f中右侧的活塞会左移

    4.结论
    空气中氧气体积约占空气总体积的1/5

    5.注意事项
    (1)实验中红磷要过量,以消耗容器内全部氧气,否则会使测定结果低于1/5.
    (2)装置不漏气是本实验成功的关键,所以实验前应检查装置的气密性。如果气密性不好,外界空气会进入容器,使测定结果低于1/5。
    (3)不能用硫、木炭、铁丝等代替红磷(白磷)。因为硫或木炭燃烧后产生的气体会弥补反应所消耗的氧气,导致测得的体积不准确,而细铁丝在空气中难以燃烧,氧气体积几乎不变,因此密闭空气内水面不上升。
    (4)导气管要夹紧,燃烧匙放入集气瓶时要迅速,防止空气受热膨胀,从导气管或集气瓶逸出,导致进入水的体积增多,使实验结果偏高。
考点名称:催化剂和催化作用
  • 催化剂及催化作用的概念:
    概念
    催化剂在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。
    催化作用催化剂在化学反应中所起的作用

  • 催化剂的特点:
    催化剂概念的要点可概括为“一变”“二不变”。

    (1)“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率,这里“改变”包括加快和减慢,也就是说催化剂可以加快反应速率,也可以减慢反应速率。

    (2)“二不变”指催化剂本身的化学性质不变。
  • 易错点:
    ①催化剂一般有选择性,即仅能对某一反应或某一类型的反应起催化作用。如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,但对其他的反应不一定是。

    ②对某些反应来说,催化剂也可能不止一种,如能催化过氧化氢分解的催化剂除二氧化锰外,还有硫酸铜溶液、红砖粉(主要成分为氧化铁)等。

    ③催化剂可以重复使用。
  • 催化剂在化工生产中的作用:
         催化剂在化工生产中有重要作用,人多数化工生产都有催化剂参与。例如,在石油炼制过程中,用高效催化剂生产汽油、煤油等;在汽车尾气处理,归用催化剂促进有害气体的转化;酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂,某些酶制剂还是宝贵的药物。

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