二氧化碳的制取

1、.年 級初三學 科化學編稿老師李艷紅課程標題二氧化碳的制取一校黃楠二校林卉審核張美玲一、考點突破 1. 了解實驗室中制取二氧化碳的反應原理。2. 探究實驗室中制取二氧化碳的裝置，并利用設計的裝置制取二氧化碳。3. 了解實驗室中制取氣體的思路和方法。二、重難點提示重點是制取氣體時實驗儀器和收集方法的選擇。 本節(jié)的知識導圖： 1. 二氧化碳的實驗室制法（1）實驗室制取二氧化碳的藥品選擇稀鹽酸和大理石或石灰石（主要成分是碳酸鈣）。理由是反應速率適中，原料價廉易得。所以實驗室大都用上述藥品制取二氧化碳。注意：不能選用硫酸，因為硫酸與碳酸鈣反應生成微溶于水的硫酸鈣覆蓋在碳酸鈣的表面上，阻止了反應繼續(xù)進行

2、。不能選用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)，得不到純凈的CO2氣體。不能用碳酸鈉代替石灰石，因為反應太劇烈，產生的氣體難以收集，反應速率的快慢與反應的物質的接觸面積和質量分數(shù)有關。接觸面積越大，反應物質的質量分數(shù)越大，反應速率就越快，反之，則越慢。（2）實驗室制取二氧化碳的原理 （3）實驗室制取二氧化碳的裝置根據制取CO2所用的反應物狀態(tài)、反應條件（常溫）和CO2的性質等方面的因素，選擇如下裝置（圖A或圖B）來制取CO2。A裝置用來制取較多的CO2氣體，B裝置用來制取較少的CO2氣體。注意：a. 反應物為固體（塊狀）與液體，不需加熱，氣體密度比空氣的大，能溶于水?？梢圆捎门c制氫氣相同的裝置，但收集方法

3、不同。b. 裝置A中的錐形瓶可用大試管、平底燒瓶、廣口瓶等儀器代替。c. A中長頸漏斗末端必須插入到液面以下，否則生成的氣體會從長頸漏斗口跑掉。d. B中導管伸入試管內無需太長，更不能插到液面以下，而導管伸入集氣瓶時，末端必須插入到集氣瓶底。（4）實驗室制取CO2氣體的實驗操作過程檢驗反應裝置的氣密性。裝入大理石、塞緊塞子、發(fā)生裝置內導管剛露出塞子即可。（裝入大理石時，平放試管，用鑷子將大理石塊放進試管口慢慢滑下。）把反應裝置固定好從長頸漏斗加入稀鹽酸至浸沒漏斗末端。收集氣體，導管末端插入集氣瓶底部。檢驗是否集滿。（5）二氧化碳的凈化實驗室制得的CO2往往含有少量的HCl氣體和水蒸氣，若要得到

4、純凈的CO2，就必須要凈化（如下圖所示）。注意：NaHCO3溶液能除去HCl氣體，同時產生CO2氣體；濃H2SO4吸收水分，作干燥劑。（6）二氧化碳的檢驗利用澄清石灰水來檢驗CO2。如下圖所示?；瘜W方程式為：。具體方法：將氣體通入澄清石灰水中，如果石灰水變渾濁，則通入的氣體為CO2；如果未變渾濁，則不是CO2。（7）二氧化碳的驗滿將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察燃著的木條的燃燒情況。如果木條熄滅，證明CO2氣體已集滿。利用CO2不能燃燒，也不能支持燃燒的性質。2. 二氧化碳的工業(yè)制法在工業(yè)上，常用高溫煅燒石灰石的方法制得CO2氣體，反應的化學方程式為：反應的主要產物是氧化鈣（CaO）俗稱生石灰，

5、副產品為CO2。能力提升類 例1 （湖北中考題）下圖是實驗室制取CO2的裝置圖，請你回答：（1）裝置中有一處錯誤，它是 ，其造成的后果是 。（2）可用圖示方法收集CO2氣體的原因是 。（3）此發(fā)生裝置在實驗室還可用于制取O2，檢驗O2是否收集滿的方法是 。一點通：（1）長頸漏斗的下端應伸到錐形瓶中的溶液的液面下，以免二氧化碳氣體從漏斗中逃逸。（2）二氧化碳的密度比空氣的大，所以可用向上排空氣法收集。（3）如果用過氧化氫溶液與二氧化錳的混合物制取氧氣可用上述裝置。將帶火星的木條放到瓶口檢驗氧氣是否收集滿。答案：（1）漏斗下端沒有伸到液面下 CO2從漏斗逸出（2）CO2氣體密度比空氣的大（3）將帶

6、火星的木條放在瓶口，木條復燃說明氧氣收集滿 例2 （河北中考題）請你和小明一起進行實驗室制取二氧化碳的探究。 （1）選擇藥品。小明對三組藥品進行了研究，實驗記錄如下：級別藥品實驗現(xiàn)象塊狀石灰石和稀鹽酸產生氣泡速率適中塊狀石灰石和稀硫酸產生氣泡速率緩慢并逐漸停止碳酸鈉粉末和稀鹽酸產生氣泡速率很快從制取和收集的角度分析，一般選擇第組藥品，該組藥品發(fā)生反應的化學方程式為 ；不選擇第組藥品的原因是 。（2）選擇裝置。通過對制取氧氣裝置的分析，他選擇用過氧化氫制取氧氣的發(fā)生裝置。你認為他選擇的依據是 。（3）制取氣體。將藥品裝入所選裝置制取氣體，并用向上排空氣法收集。驗滿方法是 。（4）氣體檢驗。將生成

7、的氣體通入石蕊溶液中，溶液變紅，因此他確定該氣體是二氧化碳。他的檢驗方法是否正確？請說明理由。 。一點通：確定發(fā)生裝置的因素是反應物狀態(tài)和反應條件，確定收集裝置的因素是氣體的密度和溶解性。氣體通入石蕊溶液，溶液變紅，能說明該氣體呈酸性，而酸性氣體除二氧化碳外，還有二氧化硫、氯化氫等。答案：（1） 反應速率太快，不易控制和收集（2）固體和液體反應，不需要加熱（或反應物狀態(tài)和反應條件與用過氧化氫制取氧氣相同）（3）將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察火焰是否熄滅（4）不正確。其他氣體也可能使石蕊溶液變紅（或應該用澄清的石灰水）綜合運用類 例3 （北京中考題）老師用下圖所示裝置為同學們做了一個實驗。A裝置

8、中盛有二氧化錳黑色粉末，B裝置中盛有足量的澄清石灰水，C裝置中盛有足量的稀鹽酸，氣球中裝有少量的碳酸鈉粉末。（1）打開分液漏斗的活塞和玻璃塞，使A裝置與大氣相通，將氣球中的碳酸鈉粉末全部倒入稀鹽酸中，可以觀察到C裝置中的現(xiàn)象是 。（2）待上述反應結束后，從分液漏斗注入足量的過氧化氫溶液，關閉活塞和玻璃塞，A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為 。（3）在整個實驗過程中，B裝置中的現(xiàn)象是 。（4）C裝置中氣球的作用是 （填字母）。a. 收集純凈氣體b. 添加固體藥品c. 調節(jié)C裝置容積d. 控制氣體總量一點通：（1）碳酸鈉能與稀HCl發(fā)生復分解反應，生成二氧化碳。故能觀察到的現(xiàn)象為：白色固體消失，有無色

9、氣泡逸出，氣球膨脹。（2）過氧化氫在二氧化錳的催化下能迅速分解，方程式為。（3）在第（1）個反應中，C中生成的CO2進入B使澄清石灰水變渾濁，在第（2）個反應中，生成的O2進入B使B內壓強變大，可觀察到部分渾濁液體進入C中。（4）在整個實驗過程中氣球開始時的作用是向C內添加藥品，反應時的作用是生成的CO2使氣球脹大從而調節(jié)C的容積。答案：（1）有無色氣泡逸出，白色固體消失，氣球微微鼓起（2）（3）溶液先變渾濁，后有部分變渾濁的液體被壓入C裝置中（4）b、c思維拓展類例4 通常使用的滅火器有泡沫滅火器、干粉滅火器和液態(tài)二氧化碳滅火器等，撲滅圖書檔案、貴重設備、精密儀器等火災應用 。Na2CO3和

10、鹽酸的反應與泡沫滅火器的反應原理相似，寫出其化學方程式： 。答案：液態(tài)二氧化碳滅火器 例5 按下圖的裝置制取二氧化碳并檢驗它的性質，完成下列問題：（1）用裝置A來制取二氧化碳，所用藥品為_和_。來（2）若用裝置C檢驗二氧化碳，裝置C中發(fā)生反應的化學方程式為：_。（3）若用裝置B證明二氧化碳與水反應生成碳酸，裝置B中盛放的試劑是_。（4）利用已收集到的二氧化碳氣體，設計一個實驗證明二氧化碳氣體具有既不能燃燒，又不能支持燃燒，且密度比空氣大的性質。（要求用語言敘述實驗過程和現(xiàn)象）一點通：利用石灰石與稀鹽酸反應制得二氧化碳，二氧化碳中混有氯化氫氣體，通過水洗除去氯化氫氣體雜質；然后用澄清的石灰水檢驗

11、二氧化碳的存在。最后證明利用向小燒杯中點燃的高低不同的蠟燭上倒入二氧化碳氣體，蠟燭熄滅。說明二氧化碳比空氣重，且不支持燃燒，也不可燃。答案：（1）石灰石（或大理石）稀鹽酸（2）CO2+ Ca（OH）2CaCO3+ H2O（3）紫色石蕊試液（4）利用向小燒杯中點燃的高低不同的蠟燭上倒入二氧化碳氣體，下面蠟燭先熄滅。說明二氧化碳氣體比空氣重，且不支持燃燒，也不可燃。 氧氣與二氧化碳制法的比較如下表所示：O2CO2工業(yè)制法分離液態(tài)空氣高溫煅燒石灰石：實驗室制法藥品MnO2KMnO4或KClO3、MnO2石灰石、稀鹽酸原理（化學方程式）發(fā)生裝置裝置特點：長頸漏斗末端在液面以下，導管露出橡皮塞少許裝置特

12、點：試管口略向下傾斜，導管露出橡皮塞少許裝置特點：長頸漏斗末端在液面以下，導管露出橡皮塞少許收集裝置向上排空氣法 排水法 向上排空氣法排空氣法收集驗滿方法將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃則氣體已收集滿將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅則氣體已收集滿檢驗方法將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則是O2通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁則是CO2注意事項常溫下，用MnO2作催化劑分解過氧化氫的方法制氧氣；用KMnO4制氧氣時，在試管口應放一團棉花用稀鹽酸制CO2，不能使用濃鹽酸和硫酸碳酸鈣和鹽酸反應制取二氧化碳可啟發(fā)大家運用這一反應原理解決一些實際問題。1. 碳酸鹽的檢驗（檢驗）含有碳酸根的

13、物質都可與鹽酸反應產生氣體，產生的氣體都能使澄清石灰水變渾濁。如檢驗一塊礦石是否是石灰?guī)r可用此法，檢驗的方法如下：取少量樣品于試管中，加入少量鹽酸，將產生的氣體通入澄清石灰水中，如果石灰水變渾濁，則證明樣品中含有離子。2. 水垢的洗滌燒開水的壺和裝開水的暖瓶，使用時間長了都會附著水垢，洗滌水垢可用醋酸：3. 配制二氧化碳滅火劑CO2不能燃燒，也不能支持燃燒，密度比空氣的大，能使物體跟空氣隔絕而停止燃燒。滅火器的反應原理：說明：滅火器里隔離分裝碳酸鈉溶液和鹽酸，使用時倒轉滅火器，兩溶液在容器里混合，劇烈反應產生較大的氣壓，氣體帶著溶液一齊噴射到燃燒物上，CO2氣體隔絕空氣，溶液吸熱降低溫度達到滅

14、火的目的。滅火器的種類（如下圖所示）：A. 泡沫滅火器B. 干粉滅火器C. 液態(tài)二氧化碳滅火器（答題時間：45分鐘）一、選擇題 1. （江蘇中考題）下列有關二氧化碳的檢驗、制備和用途能達到目的的是（ ）A. 干冰用于人工降雨B. 二氧化碳氣體通入紫色石蕊試液中，溶液變藍C. 用塊狀石灰石和稀硫酸迅速制備大量二氧化碳D. 將燃著的木條伸入集氣瓶，火焰立即熄滅，證明瓶內原有氣體就是二氧化碳 2. 實驗室制備干燥的二氧化碳，應選擇的試劑組是（ ）A. 純堿、稀鹽酸和稀硫酸B. 碳酸鈣、稀鹽酸和氫氧化鈉C. 大理石、稀硫酸和濃硫酸D. 石灰石、稀鹽酸和濃硫酸3. 用排空氣法收集CO2，下列裝置（左進氣

15、，右出氣）中空氣含量最少的是（ ）4. （山東中考題）下圖分別是二氧化碳的制取、干燥、收集和性質檢驗的裝置圖。其中正確的是（ ） 5. （湖南模擬題）家庭中要除去水壺中的少量水垢，可采用的方法是（ ）A. 用食用醋洗滌B. 用洗潔精洗滌C. 用食鹽水洗滌D. 用淘米水洗滌二、非選擇題 6. （安徽中考題）小明同學在實驗操作考核中，抽到的題目是“二氧化碳的制取、收集和驗滿”。 （1）要制取二氧化碳，小明同學應該從以上藥品中選擇 和 反應。 （2）選擇以上藥品的理由是 （填序號）。不能用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)，使氯化氫氣體混入二氧化碳氣體中一般不選用碳酸鈉粉末，因為它與酸反應速率太快，不便于收集

16、可用木炭和氧氣反應，因為反應可生成二氧化碳可用稀鹽酸和石灰石反應，因為反應速率適中，條件要求不高，氣體產物純凈，易于收集 （3）寫出用你選擇的藥品制取二氧化碳的化學方程式： 。 （4）下圖是小明實驗時的主要步驟，這些步驟的正確順序是（填字母標號，下同）_，其中操作有誤的是 。（5）用制取二氧化碳的氣體發(fā)生裝置還可以制取其他氣體，請舉出一例：可制取的氣體是 ，制氣反應的化學方程式是 ，從反應物狀態(tài)和反應條件說明為什么可用制二氧化碳的裝置制該氣體： 。 7. （湖南中考題）實驗室有如下圖所示的實驗裝置：（1）寫出圖中有標號儀器的名稱：a b. 。（2）實驗室制取氣體時均應檢查裝置的 。（3）實驗室

17、用石灰石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，應選用的發(fā)生裝置是 （填裝置的字母代號，下同），收集裝置是 ，檢驗二氧化碳是否集滿的方法是 。（4）在實驗室里，通常用下列方法制氧氣：雙氧水和二氧化錳混合；氯酸鉀和二氧化錳混合加熱；加熱分解高錳酸鉀，其中最能體現(xiàn)“節(jié)能環(huán)?！崩砟畹闹苽浞椒ㄊ?。（填序號）。（5）某同學用C裝置集滿一瓶氧氣后，實驗時發(fā)現(xiàn)氧氣不純、原因可能是 。8. 實驗室里制取氣體的裝置包括_和_兩部分。確定氣體的發(fā)生裝置應考慮的因素是_和_，確定氣體的收集裝置應考慮的因素是氣體的_和_等。9. 下列四瓶氣體存放方法正確的是（ ）10. 檢驗集氣瓶中的CO2是否收集滿的正確方法是（ ）A. 向瓶

18、內倒入澄清石灰水振蕩 B. 在瓶口聞其氣味C. 將帶火星的木插入瓶里 D. 將燃著的木條放在瓶口11. 實驗表明，不能用塊狀大理石與稀硫酸反應來制取二氧化碳氣體，而能用大理石粉末與稀硫酸制取二氧化碳氣體。由此得出的合理結論是（ ）A. 能發(fā)生反應的物質之間是否發(fā)生反應，與反應條件有關B. 反應物之間接觸面積越大，越有利于反應的進行C. 塊狀大理石與大理石粉末的化學性質不同D. 塊狀大理石與大理石粉末的組成不同12. 聰聰同學收集了一些家庭裝修時廢棄的大理石碎片，并設計了如下圖所示的裝置來制取二氧化碳，該裝置能隨時控制反應的發(fā)生。請回答問題：（1）大理石放在_中，裝置（a）中的反應的方程式為_

19、。（2）裝置（a）中的粗銅絲能否用粗鐵絲代替_，原因可用化學方程式表示_；（3）用裝置（b）收集二氧化碳，驗滿時應把燃著的木條放在（選填字母）_處。三、實驗題13. 根據下面所提供的實驗裝置圖，回答問題：（1）寫出帶標號儀器的名稱_；_。（2）實驗室制取H2和CO2時，都可選用的氣體發(fā)生裝置是_（填序號，下同）收集O2和CO2時都可選用的裝置是_。（3）實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式為_。（4）小冬選用上圖中的裝置進行CO2的制取，他看到發(fā)生裝置中有氣泡冒出，然后把導氣管插入到澄清的石灰水中，未觀察到渾濁現(xiàn)象。其原因可能是（寫出一條即可）_。（5）小冬為了探究H2CO3具有酸性，而CO

20、2不具有酸性，他設計了如下實驗。請寫出將觀察到的現(xiàn)象：問：你認為他通過上述實驗_（能、不能）達到實驗目的。（6）工業(yè)上可將CO2與氨氣合成尿素CO（NH2）2，給農作物施用，主要是為了補充_元素。14. （如圖A）下列是實驗室常用的儀器： 圖A 圖B請回答下列問題：圖A中儀器的名稱是 ，儀器的名稱是 。實驗室用石灰石和鹽酸制取二氧化碳的化學方程式： 。選用上圖A所示的儀器組裝一套制取二氧化碳的發(fā)生裝置 （填編號）。圖B為某同學設計并進行的有關CO2性質的探究實驗過程筒圖。請回答：該實驗的實驗目的是 ；該實驗得到的結論是 。15. （1）實驗室用大理石與酸制二氧化碳，使用的酸是 （濃鹽酸、稀鹽酸

21、 、濃硫酸、稀硫酸），其化學方程式為 （2）若設計一種有活塞可以開閉導管的裝置，使達到活塞隨開隨發(fā)生CO2氣體，隨關隨停止出CO2氣體的要求，請從下面儀器中選用一些最起碼的儀器以完成這種設計：按裝置自上而下的安排順序應選用的儀器是 。這套裝置能隨開隨用，隨關隨停的原因是 。一、選擇題 1. A 解析：干冰易升華吸熱，可用于人工降雨；二氧化碳通入紫色石蕊溶液，能和水反應生成碳酸，使石蕊變紅；石灰石和稀硫酸反應生成的硫酸鈣微溶，會覆蓋在石灰石表面，阻止反應繼續(xù)進行；燃著的木條熄滅，也可能是氮氣，檢驗二氧化碳應用澄清石灰水。 2. D 解析：實驗室制取二氧化碳用碳酸鈣和稀鹽酸，濃硫酸和氫氧化鈉固體都

22、有吸水性，都可作干燥劑，但干燥二氧化碳應用濃硫酸。因為氫氧化鈉性質與氫氧化鈣相似，和二氧化碳能發(fā)生反應，所以不能用于干燥二氧化碳。 3. C 解析：二氧化碳氣體密度比空氣密度大，收集時應用向上排空氣集氣法，收集氣體中空氣含量最少，說明收集氣體最純。A項右導氣管露出塞子太長，不利于空氣排出；B項左端導氣管又太短，很難把二氧化碳氣體收集滿；C項正確，左管進氣，因為二氧化碳密度大，所以二氧化碳氣體先在集氣瓶下部聚集，逐漸把空氣向上由右導管排出；D項與C項相反，是錯誤的。 4. D 解析：CO2的密度比空氣的密度大，應用向上排空氣法收集。 5. A 解析：水垢的主要成分為CaCO3，能與酸性物質發(fā)生反

23、應生成可溶于水的物質。二、非選擇題 6. （1）稀鹽酸 石灰石 （2）（3）（4）cabd d （5）氧氣（或O2） 該反應為固體和液體不需加熱的反應，與制二氧化碳的反應物狀態(tài)和反應條件相同，故可用制二氧化碳的裝置制該氣體（其他合理解答均可，如用Zn和稀H2SO4制H2）解析：（1）實驗室用稀鹽酸和石灰石制取CO2；（2）濃鹽酸具有揮發(fā)性，使CO2中混有HCl氣體，Na2CO3易溶于水，反應速率太快不利于收集，木炭和氧氣反應產生CO2，但CO2中?；煊蠴2，所以是選擇藥品的理由；（3）CaCO3和HCl反應生成CaCl2、H2O和CO2；（4）先檢查裝置氣密性，再裝藥品，然后收集，驗滿；（5）反應物是固體和液體且反應不需加熱都可以用C裝置制取，如實驗室制H2和用雙氧水制O2都可用C裝置。 7. （1）酒精燈集氣瓶（2）氣密性