初三化學(xué)重點(diǎn)知識例題練習(xí)題2二氧化碳制取的研究

1、課題2二氧化碳制取的研究一、教學(xué)內(nèi)容二氧化碳制取的研究二、考點(diǎn)清單1. 掌握實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理。2. 探究實驗室制取二氧化碳的裝置。3. 了解實驗室制取氣體的一般思路和方法。三、全面突破知識點(diǎn)1：二氧化碳的實驗室制法：一）實驗室制取氣體的方法和思路1. 選擇合適的反應(yīng)物和反應(yīng)條件：2. 選擇合適的實驗裝置（1）發(fā)生裝置：由反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件決定：反應(yīng)物是固體，需加熱，制氣體時則用高錳酸鉀制O2的發(fā)生裝置。反應(yīng)物是固體與液體，不需要加熱，制氣體時則用過氧化氫溶液制O2的發(fā)生裝置。反應(yīng)物是固體和液體且不需加熱反應(yīng)物是固體且需加熱（2）收集方法：由氣體的密度及溶解性（能否溶于水，能否與水

2、反應(yīng)）決定：凡難溶于水或不易溶于水且不和水反應(yīng)的氣體均可采用排水法收集；凡密度比空氣大的氣體可采用瓶口向上排空氣法收集；凡密度比空氣小的氣體可采用瓶口向下排空氣法收集。3. 驗證所制得的氣體二）二氧化碳的實驗室制法1. 藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸2. 原理：CaCO32HClCaCl2H2OCO2注意：（1）不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)，使制得的CO2不純（混有氯化氫氣體）；（2）不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為稀硫酸與CaCO3反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣覆蓋在大理石（或石灰石）的表面，阻止反應(yīng)的進(jìn)行；（3）不能用Na2CO3或CaCO3代替大理石（或石灰石），因為Na2CO3與稀

3、鹽酸的反應(yīng)速度太快，不便于收集。3. 裝置的選擇（1）發(fā)生裝置：選用與過氧化氫溶液制O2相同的發(fā)生裝置（2）氣體收集方法：向上排空氣法（因為CO2能溶于水，密度比空氣大）4. 驗證方法：將氣體通入澄清的石灰水中，如果石灰水變渾濁，則該氣體為CO2?；瘜W(xué)方程式：CO2 + Ca（OH）2 = CaCO3+ H2O5. 驗滿方法：用點(diǎn)燃的木條，放在集氣瓶口，木條熄滅。證明已集滿二氧化碳?xì)怏w。實驗室制取CO2的實驗操作過程（1）檢查裝置的氣密性；（2）裝入大理石，塞緊膠塞；（3）固定裝置；（4）從長頸漏斗加入稀鹽酸至長頸漏斗下端管口液封；（5）收集氣體，導(dǎo)管一定要伸入集氣瓶底部；檢驗是否集滿?！镜湫?/p>

4、例題】例1：已知實驗室里制取氣體丙的化學(xué)方程式為：甲（固）+乙（固）丙+丁，且氣體丙易溶于水，密度比空氣的大，則應(yīng)選用的裝置和收集方法是（）A. 制取CO2的發(fā)生裝置和排水法收集B. 用KMnO4制取O2的發(fā)生裝置和向上排空氣法收集C. 制取CO2的發(fā)生裝置和向下排空氣法收集D. 用KMnO4制取O2的發(fā)生裝置和排水法收集【解析】根據(jù)發(fā)生裝置的選擇（由反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件決定）和收集裝置的選擇依據(jù)【由氣體的密度及溶解性（能否溶于水，能否與水反應(yīng)）決定】【答案】B例2：實驗室制取二氧化碳?xì)怏w，有如下圖所示的儀器可供選用請你回答下列問題：（1）制取二氧化碳?xì)怏w所需的藥品是；（2）收集二氧化碳?xì)怏w的

5、方法是；（3）制取并收集二氧化碳?xì)怏w所需的儀器是（用儀器的序號回答）；（4）檢驗二氧化碳?xì)怏w是否收集滿的方法是；（5）制取二氧化碳的化學(xué)方程式是?！窘馕觥窟@是一道實驗室制二氧化碳的基礎(chǔ)題，考查了學(xué)生組合裝置的能力。根據(jù)實驗室制二氧化碳的原理、裝置及驗滿方法，我們很容易得到答案?！敬鸢浮浚?）石灰石或大理石和稀鹽酸；（2）向上排空氣法；（3）ACDE；（4）將燃著的木條放在集氣瓶口；（5）CaCO32HCl=CaCl2H2O CO2例3：在實驗臺上擺放著供你選擇的如下藥品和儀器（實驗常備用品圖中略）：請你設(shè)計一種制備某氣體的實驗方案，填寫實驗報告中的以下幾項：制備氣體名稱實驗藥品（填寫序號）實驗

6、儀器（填寫序號）實驗原理收集方法反思與評價（從裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)方面說明）【解析】本題是一道考查氣體制取的實驗題。不但考查了學(xué)生對于儀器和藥品的選擇，還考查了學(xué)生對于實驗方案的評價意識，培養(yǎng)學(xué)生的一種“選優(yōu)”思想。要解答好本題，要熟知實驗室制取氣體的思路：根據(jù)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)、反應(yīng)條件選擇實驗儀器和藥品；根據(jù)氣體的密度和溶解性決定氣體的收集方法等。本題分為兩大類制取方案，涵蓋了初中化學(xué)中氣體制備的所有類型，即：固體液體氣體；固體固體氣體?！敬鸢浮恐苽錃怏w名稱制取CO2制取O2制取O2實驗藥品（填寫序號）實驗儀器（填寫序號）ACDH或GDH或ACBEH或GBEH與制取CO2的儀器相同ACFHIK

7、實驗原理CaCO32HCl =CaCl2H2O CO22H2O22H2O+O22KMnO4K2MnO4+MnO2+O2收集方法向上排空氣法向上排空氣法或排水法向上排空氣法或排水法反思與評價（從裝置的優(yōu)、缺點(diǎn)方面說明）分析你設(shè)計裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，如：制取CO2用ACDH裝置，優(yōu)點(diǎn)：該裝置操作簡單方便，應(yīng)用于課堂演示實驗；缺點(diǎn)：不便于制備量多的CO2氣體。（只要符合題意均可）例4：實驗室里常用大理石與稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳，某同學(xué)認(rèn)真研究了課本中的實驗裝置（如下圖甲），對其中的氣體發(fā)生裝置進(jìn)行了改進(jìn)（如下圖乙）。請回答下列問題。甲乙（1）寫出實驗室里制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)方程式_；（2）寫出標(biāo)號儀器

8、的名稱：a_，b_，c_，d_；（3）說明該同學(xué)進(jìn)行實驗裝置改進(jìn)的目的：_；（4）如何檢查乙裝置的氣密性【解析】圖甲是實驗室里制取二氧化碳的裝置圖，該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可隨時添加稀鹽酸，缺點(diǎn)是不能使反應(yīng)隨時發(fā)生，隨時停止。圖乙對圖甲的裝置進(jìn)行了改進(jìn)，該裝置就可以通過控制彈簧夾使反應(yīng)隨時發(fā)生和停止當(dāng)打開彈簧夾，長頸漏斗中的酸液由于重力作用進(jìn)入試管與大理石接觸，反應(yīng)開始；當(dāng)關(guān)閉彈簧夾，裝置內(nèi)氣壓增加，把稀鹽酸壓回到長頸漏斗中，大理石與稀鹽酸脫離接觸，反應(yīng)停止。裝置乙的氣密性用普通方法是無法檢查的，檢查裝置氣密性必須只讓裝置一頭與大氣聯(lián)通【答案】（1）（2）長頸漏斗集氣瓶鐵架臺大試管（3）使反應(yīng)容易控制，

9、可隨時使反應(yīng)發(fā)生或停止（4）方法1，用彈簧夾夾住膠皮管，從長頸漏斗向試管內(nèi)加水，長頸漏斗中會形成一段液柱，停止加水，液柱不下降，證明裝置的氣密性良好。方法2，先從長頸漏斗中向試管內(nèi)加水，使長頸漏斗下端形成液封，將導(dǎo)管另一端放入盛水的容器中，再向長頸漏斗中加熱，如果盛水的容器中有氣泡出現(xiàn)，證明裝置的氣密性良好。知識點(diǎn)2：二氧化碳的工業(yè)制法：工業(yè)上利用煅燒石灰石制取生石灰的同時，得到副產(chǎn)品二氧化碳。煅燒石灰石用的“石灰窯”如圖所示。把石灰石放在石灰窯里高溫煅燒，在窯頂就可收集到二氧化碳。高溫煅燒石灰石：CaCO3高溫CaO+CO2【典型例題】例1：可生成二氧化碳的反應(yīng)很多，例如：酒精的燃燒木炭在空

10、氣中燃燒碳與氧化銅反應(yīng)高溫煅燒石灰石石灰石（塊狀）與稀硫酸石灰石（塊狀）與稀鹽酸碳酸鈣粉末與濃鹽酸人和動物的呼吸作用，其中可用于實驗室制CO2的是（）A. B. C. D. 全部【解析】操作簡單、安全，易于實現(xiàn)；反應(yīng)速度適中；所制得的氣體純度高，符合演示實驗的需要是實驗室選擇制氣方法的依據(jù)。兩類方法雖然能生成CO2，但燃燒需在空氣中進(jìn)行，放出大量的熱，對儀器、裝置的要求高而且復(fù)雜，燃燒生成的氣體也難收集，故在實驗室里操作性差；兩類方法在高溫下進(jìn)行，操作不便；反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在石灰石的表面，反應(yīng)逐漸停止；反應(yīng)劇烈，不易收集，并且濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，使CO2氣體不純；中CO2氣

11、體不純，含量低，不易收集?！敬鸢浮緾例2：欲除去熱水瓶膽內(nèi)壁附著的水垢（主要成份是碳酸鈣），可采用的辦法是（）A. 加熱 B. 用砂子擦洗 C. 加稀鹽酸浸洗 D. 用水洗【解析】碳酸鈣是不溶于水的物質(zhì)，水無法洗去；用砂子擦洗會對熱水瓶膽造成破壞；高溫時碳酸鈣可以分解，但高溫進(jìn)行操作不便。最好的辦法是與稀鹽酸反應(yīng)生成能溶于水的氯化鈣后再用水沖洗干凈?！敬鸢浮緾例3：兩份質(zhì)量相同的碳酸鈣，一份與足量的鹽酸反應(yīng)，一份充分煅燒，它們所生成的二氧化碳的質(zhì)量A. 一樣多 B. 充分煅燒生成的CO2多C. 與鹽酸反應(yīng)放出的CO2多 D. 很難確定【解析】CaCO3高溫CaO+CO2 100 44 100

12、44【答案】A例4：小強(qiáng)同學(xué)前往當(dāng)?shù)氐氖沂V區(qū)進(jìn)行調(diào)查，他取回了若干塊礦石樣品，對樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行檢測，采用如下辦法：取用8g這種石灰石樣品，把40g稀鹽酸分4次加入，測量過程所得數(shù)據(jù)見下表（已知石灰石樣品中含的雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸反應(yīng)）。請計算：（化學(xué)方程式：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2）（1）8g石灰石樣品中含有雜質(zhì)多少克？（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（3）下表中m的數(shù)值應(yīng)該為多少？序號加入稀鹽酸質(zhì)量（g）剩余固體質(zhì)量（g）第1次10第2次10m第3次10第4次10（4）要得到280kgCaO，需要質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的石灰石多少千克？

13、（化學(xué)方程式：CaCO3高溫=CaO+CO2）【解析】此題通過不斷改變所加入的稀鹽酸的質(zhì)量，觀察剩余固體的質(zhì)量來判斷稀鹽酸何時不足，石灰石中CaCO3何時完全反應(yīng)。由表中數(shù)據(jù)可知，在第三次加入10g鹽酸后，固體剩余物質(zhì)量不再減少，說明剩余的固體不和稀鹽酸反應(yīng)，應(yīng)為雜質(zhì)。然后，用8g石灰石樣品質(zhì)量雜質(zhì)質(zhì)量CaCO3質(zhì)量。再除以樣品質(zhì)量，即可求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。第三小問也可從題意得出正解，即第一次加10g酸時固體的質(zhì)量減少應(yīng)和第二次一樣，所以第二次剩余的固體質(zhì)量就是3g。最后一問可利用含雜質(zhì)問題的解題方法處理?！敬鸢浮浚?）8g石灰石樣品中含有雜質(zhì)為。（2）樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)85（3）

14、m（8g）3g（4）設(shè)需要80%的石灰石的質(zhì)量為xCaCO3高溫=CaO+CO2 100 56 x×80280kg x625kg四、本講小結(jié)1. 本節(jié)課學(xué)習(xí)了實驗室制取二氧化碳的原理、實驗裝置和驗滿方法2. 通過已學(xué)習(xí)過的氧氣、二氧化碳的實驗室制取，歸納出氣體實驗室制取的設(shè)計思路及方法，必須明確制取氣體的順序是：（1）了解實驗室制取氣體所需藥品及相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。（2）根據(jù)反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇合適的反應(yīng)裝置。（3）根據(jù)氣體的物理性質(zhì)（尤其是密度及其在水中的溶解性），選擇合適的收集方法及驗滿方法。五、應(yīng)考錦囊1. 理解實驗室選擇塊狀石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)而不選其他

15、反應(yīng)物制二氧化碳的原因，可從反應(yīng)條件、成本、是否容易收集、反應(yīng)速率等方面考慮；2. 建立碳酸鈣可與稀鹽酸反應(yīng)的印象，并運(yùn)用這一知識解釋現(xiàn)象，需要了解的是雞蛋殼、貝殼、石灰石、大理石、水泥中都含有碳酸鈣這種物質(zhì)。六、超前思維（課題3 二氧化碳和一氧化碳）1. 二氧化碳的物理性質(zhì)：色味的體，密度比空氣，溶于水，高壓低溫下可得固體干冰2. 二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)：1）一般情況下不能，也不支持，不能供給2）與水反應(yīng)生成碳酸：化學(xué)方程式生成的碳酸能使紫色的石蕊試液變，H2CO3 = H2O+ CO2 碳酸不穩(wěn)定，易3）能使澄清的石灰水變渾濁：本反應(yīng)可用于檢驗二氧化碳!4）與灼熱的碳反應(yīng)：C+CO2高溫2CO

16、（吸熱反應(yīng)，既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)，CO2是劑，C是劑）3. 用途：滅火（滅火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2）既利用其物理性質(zhì)，又利用其化學(xué)性質(zhì)干冰用于、制冷劑溫室肥料4. 二氧化碳對環(huán)境的影響：過多排放引起。5. 一氧化碳的物理性質(zhì)：色味的體，密度比空氣略，溶于水6. 有毒：吸進(jìn)肺里與血液中的結(jié)合，使人體缺少氧氣而中毒。7. 一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)：（CO、C具有相似的化學(xué)性質(zhì)：）1）可燃性：（可燃性氣體點(diǎn)燃前一定要檢驗純度）H2和O2的燃燒火焰是：發(fā)出色的火焰。CO和O2的燃燒火焰是：發(fā)出色的火焰。2）還原性：（非置換反應(yīng)）應(yīng)用：冶金工業(yè)現(xiàn)象：黑色的氧化銅逐漸

17、變成光亮紅色，石灰水變渾濁。（現(xiàn)象：紅棕色粉末逐漸變成黑色，石灰水變渾濁。）【模擬試題】（答題時間：30分鐘）一、填空題1. 實驗室制取二氧化碳所用的藥品是_和_（或_），收集方法采用_，這是因為_，_。驗滿的方法是_。2. 寫出實驗室制二氧化碳及實驗室制氧氣的化學(xué)方程式：（1）（2）（3）（4）二、選擇題1. 下列四瓶氣體存放方法正確的是（）2. 檢驗集氣瓶中的CO2是否收集滿的正確方法是（）A. 向瓶內(nèi)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3. 實驗表明，不能用塊狀大理石與稀硫酸反應(yīng)來制取二氧化碳?xì)怏w，而能用大理石粉末與稀硫酸制取二氧

18、化碳?xì)怏w。由此得出的合理結(jié)論是（）A. 能發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)之間是否發(fā)生反應(yīng)，與反應(yīng)條件有關(guān)B. 反應(yīng)物之間接觸面積越大，越有利于反應(yīng)的進(jìn)行C. 塊狀大理石與大理石粉末的化學(xué)性質(zhì)不同D. 塊狀大理石與大理石粉末的組成不同4. 實驗室制取二氧化碳?xì)怏w應(yīng)選用的儀器是（）A. 長頸漏斗、集氣瓶、水槽、導(dǎo)氣管B. 集氣瓶、試管、水槽、導(dǎo)氣管C. 酒精燈、廣口瓶、集氣瓶、長頸漏斗D. 廣口瓶、集氣瓶、長頸漏斗、帶導(dǎo)管的橡皮塞5. 實驗室里制取并收集二氧化碳?xì)怏w時一般有以下操作步驟：檢查裝置的氣密性；連接裝置；加入大理石；加入稀鹽酸；收集；驗滿。其中排列順序正確的是（）A. B. C. D. 6. 要鑒別空氣

19、、O2、CO2三瓶氣體最簡便的方法是（）A. 將帶火星的木條分別伸入集氣瓶內(nèi)B. 分別通入澄清石灰水中C. 將燃著的木條分別伸入集氣瓶內(nèi)D. 測定和比較三種氣體的密度7.為證明雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣，可在雞蛋殼上滴加（）A. 酒精 B. 水 C. 石灰水 D. 稀鹽酸8. 集氣瓶被譽(yù)為“萬能瓶”，如下圖裝置是其中的一種。當(dāng)被收集的氣體從a口進(jìn)入時，瓶內(nèi)空氣從b口排出，相當(dāng)于向上排空氣法收集氣體?，F(xiàn)若將被收集的氣體從b口進(jìn)入，則它可收集的氣體為：H2 O2CO2（）A. 只有 B. 只有和C. 只有 D. 均可三、實驗題1. 實驗室制取二氧化碳的裝置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）帶有標(biāo)號的儀器

20、名稱abc（2）指出裝置圖中的明顯錯誤：；。2. 在化學(xué)實驗室開放日，老師拿出兩瓶無標(biāo)簽的試劑，分別是固體和液體，他取少量試劑在試管中混合，立即產(chǎn)生一種無色氣體。同學(xué)們對此氣體展開了一系列探究。（1）如果推測此氣體是二氧化碳，驗證它的實驗方案如下：猜想實驗步驟現(xiàn)象與結(jié)論此氣體可能是CO2產(chǎn)生此氣體的化學(xué)方程式可能是_；（2）若想制取該氣體，采用的發(fā)生裝置可選取下圖中的_，收集裝置應(yīng)選用_（填序號）；（3）如用下圖中F裝置收集該氣體，氣體應(yīng)由_端導(dǎo)入（填“a”或“b”）。A B C D E F3. （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、濃硫酸、稀硫酸），其化學(xué)方程式為（2）若設(shè)計一種由活塞可以開閉導(dǎo)管的裝置，使達(dá)到活塞隨開隨產(chǎn)生CO2氣體，隨關(guān)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完成這種設(shè)計：按裝置自上而下的安排順序應(yīng)選用的儀器是。這套裝置能隨開隨用，隨關(guān)隨停的原因是。四、計算題1. 含雜質(zhì)10%的石灰石200克和足量的鹽酸反應(yīng)（雜質(zhì)不反應(yīng)），可以生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的二氧化碳多少升？（標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2密度為/L）2. 某學(xué)生為了測定一種以碳酸鈣為摩擦劑的牙膏中碳酸鈣的含量，用燒杯稱取這種牙膏膏體克，向燒杯中逐漸加入稀鹽酸至不再有氣體放出（除碳酸鈣外，這種牙膏中的其他物質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)生成氣體），共用去鹽酸克。反