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B
B
长颈漏斗
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
b
可以控制反应速率
解:设需要碳酸钙的质量为$x。$
$\ce{CaCO_{3} + H_{2}SO_{4} = CaSO_{4} + CO_{2} \uparrow + H_{2}O}$
100 44
x 88kg
$\frac{100}{44}=\frac{x}{88\ \mathrm{kg}}\ \ \ x=200\ \mathrm{kg}$
对应的价格为$200\ \mathrm{kg} × 2\ \mathrm{元/kg}=400$元。
答:需要碳酸钙的质量为200 kg,价格为400元。

增大二氧化碳浓度到900~2200 ppm范围内
【分析】要判断装置能否使反应随时发生或停止,核心是看能否通过压强变化实现固体与液体的分离或接触:关闭弹簧夹时,若装置内压强增大能将液体与固体分离,反应停止;打开弹簧夹,压强减小,液体回流与固体接触,反应发生。据此逐一分析装置:A装置关闭弹簧夹时,右侧管内压强增大,液体被压入左侧U形管,固液分离,反应停止;打开弹簧夹,压强恢复,液体回流接触固体,反应发生,可控制。B装置中,小试管的存在使得关闭弹簧夹时,锥形瓶内压强增大,但小试管内的液体仍与瓶底的固体接触,无法实现固液分离,反应不能停止。C装置关闭弹簧夹,试管内压强增大,液体被压回长颈漏斗,固液分离,反应停止;打开弹簧夹,液体回流接触固体,反应发生,可控制。D装置通过抽动铜丝,可使铜网中的固体与液体分离或接触,能控制反应。因此不能使反应随时发生或停止的是B。
【解析】实验室制取二氧化碳的发生装置需能通过固液的分离/接触控制反应:A装置关闭弹簧夹,U形管右侧压强增大,液体左移,固液分离,反应停止;打开弹簧夹,压强减小,液体回流,反应发生,可控制。B装置关闭弹簧夹时,锥形瓶内压强增大,但小试管内的液体仍与瓶底固体接触,无法分离,反应持续进行,不能控制。C装置关闭弹簧夹,试管内压强增大,液体压入长颈漏斗,固液分离,反应停止;打开弹簧夹,液体回流,反应发生,可控制。D装置抽动铜丝可使铜网中的固体与液体分离或接触,能控制反应。故答案为B。
【答案】B
【知识点】实验室制取二氧化碳、气体发生装置的选择
【点评】本题考查气体发生装置的控制原理,需结合装置结构分析压强变化对固液接触的影响,属于中等难度的基础题。
【难度系数】0.5
【分析】
要判断各选项的正误,需结合控制变量法分析实验:对比实验需保证仅一个变量不同,其他条件一致。已知四组实验条件:①为80℃粉末状钙片,②为80℃片状钙片,③为25℃粉末状钙片,④为25℃片状钙片。化学反应速率受温度、反应物接触面积影响:温度越高、反应物接触面积越大,反应速率越快。逐一分析选项:A选项对比①③,变量为温度,①温度更高,反应更快,结论合理;B选项对比②③,存在温度和接触面积两个变量,无法单独判断接触面积的影响,结论错误;C选项对比③④,变量为接触面积,粉末状(③)接触面积大,反应更快,结论合理;D选项观察曲线,④达到相同CO₂浓度的时间最长,反应速率最慢,结论合理。
【解析】
根据控制变量法逐一分析选项:
1. 选项A:①和③均为粉末状钙片,温度分别为80℃和25℃,①达到CO₂浓度8%的时间更短,说明温度越高反应速率越快,A正确。
2. 选项B:②是80℃片状钙片,③是25℃粉末状钙片,存在温度和接触面积两个变量,不符合控制变量原则,无法得出“反应物接触面积越大,反应速率越慢”的结论,B错误。
3. 选项C:③和④均为25℃,③是粉末状,④是片状,③达到CO₂浓度8%的时间更短,说明反应物接触面积越大,反应速率越快,C正确。
4. 选项D:观察四条曲线,④的斜率最小,达到CO₂浓度8%所需时间最长,故④的反应速率最慢,D正确。
【答案】
B
【知识点】
影响化学反应速率的因素、控制变量法
【点评】
本题结合实验曲线考查影响化学反应速率的因素,核心是控制变量法的应用,需准确识别每组对比实验的变量,判断结论是否符合实验设计逻辑。
【难度系数】
0.5
【分析】本题围绕二氧化碳的制取及应用展开,解题思路如下:1. 识别常见实验仪器名称;2. 正确书写实验室制取二氧化碳的化学方程式;3. 根据二氧化碳密度判断收集装置的进气端;4. 对比不同发生装置的特点,分析C装置的优点;5. 利用化学方程式进行相关计算;6. 根据二氧化碳浓度对植物生长的影响,判断应采取的措施。
【解析】
Ⅰ. (1) 仪器a为长颈漏斗,是实验室常见的添加液体的仪器。
(2) 稀盐酸与石灰石(主要成分为$\ce{CaCO_{3}}$)反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$。
(3) 二氧化碳密度比空气大,用B装置(向上排空气法)收集时,气体应从长管b端通入,空气从短管排出。
Ⅱ. (4) C装置使用分液漏斗,可控制液体药品的滴加速度,从而控制反应速率,这是其相比A装置的优点。
(5) 计算过程:
设需要碳酸钙的质量为$x$。
$\ce{CaCO_{3} + H_{2}SO_{4} = CaSO_{4} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O}$
$\frac{100}{44} = \frac{x}{88\ \mathrm{kg}}$
解得$x = 200\ \mathrm{kg}$
对应的价格为:$200\ \mathrm{kg} × 2\ \mathrm{元/kg} = 400$元。
答:需要碳酸钙的质量为200 kg,价格为400元。
(6) 由题意可知,合适的$\ce{CO_{2}}$浓度范围为900~2200 ppm,当前浓度约100 ppm,因此应采取措施增大二氧化碳浓度到该范围内。
【答案】长颈漏斗;$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$;b;可以控制反应速率;需要碳酸钙的质量为200 kg,价格为400元;增大二氧化碳浓度到900~2200 ppm范围内
【知识点】二氧化碳的实验室制取、化学方程式的计算、实验装置的特点分析
【点评】本题结合实验室制取二氧化碳的知识与农业生产实际,考查基础实验操作、化学方程式书写与计算,以及化学在农业中的应用,注重知识的实际运用,难度适中。
【难度系数】0.7