《2025年学霸提优大试卷九年级化学上册沪教版》

21. (12 分)如图为体现$ CO_2$性质的趣味实验装置。

(1)仪器 a 的名称为铁架台。
(2)准备相同的两套装置,锥形瓶内均预先集满$ CO_2。$
①向其中一套锥形瓶内加入 30 mL 水,搅拌一段时间后打开止水夹,观察到轻质塑料球向左移动一小段,移动原因是二氧化碳溶于水(或与水反应)，使气压减小,实验中 b 管的作用为平衡气压,有利于液体顺利滴下和防止加入液体导致锥形瓶内气体压强变化。
②向另一套装置的锥形瓶内加入 30 mL 6%的 NaOH 溶液,搅拌一段时间后打开止水夹,观察到轻质塑料球向左移动的距离比①中大得多,主要原因可用化学方程式表示为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O,随后,向锥形瓶内加入足量稀盐酸搅拌,可观察到轻质塑料球向右(填“向左”“向右”或“不”)移动。
(3)已知实验所用锥形瓶的容积为 500 mL,求收集满一瓶二氧化碳(该实验条件下密度为 2 g/L)至少需要多少克大理石(含$ CaCO_3$的质量分数为 80%)与足量盐酸反应? (写出计算过程)
解:设需要大理石的质量为x。
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x×80% 500 mL×10⁻³ L/mL×2 g/L
$\frac{100}{44}=\frac{x×80\%}{500\ \text{mL}×10^{-3}\ \text{L/mL}×2\ \text{g/L}}$
x≈2.84 g
答:需要大理石的质量约为2.84 g。

答案：
(1)铁架台
(2)①二氧化碳溶于水(或与水反应)，使气压减小 防止加入液体导致锥形瓶内气体压强变化②2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O 向右
(3)解:设需要大理石的质量为x。CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑100 44x×80% 500 mL×10⁻³ L/mL×2 g/L$\frac{100}{44}=\frac{x×80\%}{500\ \text{mL}×10^{-3}\ \text{L/mL}×2\ \text{g/L}}$x≈2.84 g答:需要大理石的质量约为2.84 g。