1 专题探究二氧化碳的制取专题探究二氧化碳的制取 二氧化碳的实验室制法二氧化碳的实验室制法 气体气体 二氧化碳二氧化碳 药品药品 大理石（或石灰石）与稀盐酸 反应原理反应原理 2223COOHCaCl2HClCaCO 发生装置发生装置 收集方法收集方法 向上排空气法（能溶于水，密度比空气大）收集装置收集装置 检验方法检验方法 通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊 验满方法验满方法 用燃着的木条靠近集气瓶口，木条火焰立即熄灭，则说明已集满 实验步骤实验步骤 组装仪器；检查装置气密性；放入石灰石；放入稀盐酸；收集。操作注意事项操作注意事项 长颈漏斗的末端应伸入液面以下；反应器中的导管刚露出橡胶塞即可；用向上排空气法收集时，导管口应伸入集气瓶并接近集气瓶的底部。注意注意：药品选择时：不能用浓盐酸。因为浓盐酸易挥发，会使生成的 CO2中混有氯化氢气体，导致得到的二氧化碳气体不纯。不能用稀硫酸。因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的 CaSO4，会覆盖在大理石表面而形成致密的保护膜，使反应不能继续进行。不能用纯 CaCO3或 Na2CO3等代替大理石或石灰石。因为它们与稀盐酸反应速度太快，很难控制，且成本较高。例题例题 请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。（一）选择药品：小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：组别 药品 实验现象 2 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快 对照实验，是探究 对制取二氧化碳气体产生的影响；对照实验，是探究 对制取二氧化碳气体产生的影响；小明选择第组药品来制取二氧化碳，该组药品发生反应的化学方程式为 ；不选择第组药品的原因是 。（二）选择装置：（1）写出图中带标号仪器的名称：、（2）小明选择的气体发生和收集装置为 （请在 AE 中选择），验满方法是 （3）气体检验：将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，请你写出反应的化学方程式 ，由此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由 。请你写出检验二氧化碳气体的化学方程式 。（4）装置 B 虽然操作简便，但无法控制反应速率，请从图 2 中选取 （填序号）取代 B 中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的，起到随开随关的作用。解析解析：（一）对比实验的设计方法是只能允许有一种变量，对照实验，只有加入的酸不同；对照实验，只有石灰石的形状不同；不选择第组药品的原因是碳酸钙与硫酸反应，生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，里面的石灰石不能与硫酸接触，使反应速度减慢并停止。（二）（1）熟记常见仪器的名称解答本题；（2）制取二氧化碳用大理石和稀盐酸，不需要加热，所以发生装置选择 B，由于二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，只能用向上排空气法收集，故收集装置选择 C；验满方法是将燃着的木条放到集气瓶口，木条火焰熄灭，说明已满；（3）能使石蕊试液变红的气体不一定是二氧化碳，他的检验方法不正确；其他气体如HCl 也可能使石蕊溶液变红，验证二氧化碳应用澄清石灰水；（4）从控制反应速率和随开随关两个方面考虑，应该选择带注射器的，注射器既可控制反应速度，也可控制开关。答案答案：（一）不同的酸；石灰石形状；CaCO3+2HClCO2+H2O+CaCl2；反应后生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，使反应速度减慢并停止；（二）（1）酒精灯长颈漏斗 （2）B、C；将燃着的木条伸到瓶口，木条火焰熄灭；（3）CO2+H2OH2CO3；不正确，其他气体溶于水也可能使石蕊溶液变红（或应该用澄清的石灰水检验二氧化碳）（4）OHCaCOOHCaCO2322)(3 【方法提炼】【方法提炼】实验室制取气体的装置选择实验室制取气体的装置选择 1.1.发生装置的选择发生装置的选择 根据反应物状态和反应条件选择，有两种：固体固体+固体，加热型固体，加热型 固体固体+液体，不加热型液体，不加热型 2.2.常见气体发生装置的优缺点比较常见气体发生装置的优缺点比较 A.装置简便，但不易控制反应物的用量 B.便于添加液体药品，但不能控制速度和进程 C.不但能添加药品，而且能控制反应速度 D.能控制反应的进行和停止 例题例题 有如下图所示实验室制取 CO2的发生装置：（1）与 A 装置比较，B 装置的优点是 。（2）在加入药品之前，应检查 C 装置的气密性，其方法是 。（3）按图 C 所示将大理石放在塑料隔板上，打开橡胶管上的弹簧夹，通过长颈漏斗注入稀盐酸，使酸液刚好浸没大理石，此时观察到的现象是 。（4）与 B 装置比较，C 装置的优点是 。下图装置具有这一优点的是 （填序号）。4 解析解析：（1）从图中可以看出，与 A 比较，B 装置的优点是可以在反应过程中随时补充稀盐酸。（2）检查 C 装置的气密性时，应先把弹簧夹夹紧，从长颈漏斗往试管里注入水，浸没长颈漏斗下口后，如果最后漏斗和试管存在液面差，则气密性较好。（3）碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，实验现象是大理石表面产生大量气泡。（4）C 装置除具有 B 的优点外，还可以利用弹簧夹和有孔塑料片，使反应随时发生或停止，节省药品。E、G 装置也能够使反应随时发生或停止。答案答案：（1）可以随时补充液体反应物 （2）先把弹簧夹夹紧，从长颈漏斗往试管里注入水，浸没长颈漏斗下口后，如果最后漏斗和试管存在液面差，则气密性较好（3）有气泡产生 （4）控制反应随时发生或停止，节省药品；E、G 3.3.收集装置的选择收集装置的选择 根据气体的密度和溶解性（或是否与水反应）选择，一般有三种：4.4.多功能瓶多功能瓶 多种用途（1）检验：证明 O2中混有 CO2，装置内应盛澄清石灰水。（2）贮气 排空气法：若被收集的气体密度比瓶中气体的密度小，则从管口位置高的地方进，即 B 为进气口；若被收集的气体的密度比瓶中气体的密度大，则从管口位置低的地方进，即 A 为进气口。排水法：若用排水法收集 O2，瓶内先装满满水，气体从装置 B 端通入。（3）排气：若要用水将装置中的氧气排出进行实验，水应从 A 端通入。（4）量气：可以测量气体的体积。瓶内先装满水，气体从 B 端通入，使水从 A 端排出，排排水水法法向向上上排排空空气气法法向向下下排排空空气气法法气体难溶于水，气体密度大于空气，且气体密度小于空气，且且不与水反应不与空气中的成分反应不与空气中的成分反应5 还需要用到的仪器是量筒。该方法适用于测量不溶于水的气体的体积。（5）输气：医院给病人输氧气：在装置中约放半瓶蒸馏水，连接病人吸氧气的塑胶管的是 B 端。（答题时间：（答题时间：3030 分钟）分钟）1.使用如下图装置可以进行下列实验中的（）A.锌与稀硫酸制取、收集氢气 B.KClO3与 MnO2制取、收集氧气 C.KMnO4制取、收集氧气 D.过氧化氢溶液与 MnO2制取、收集氧气 2.实验室用双氧水制氧气和大理石与盐酸反应制二氧化碳相比较，不正确的是（）A.反应都不需要加热 B.反应原理都是分解反应 C.可以用相同的发生装置 D.可以用相同的收集装置*3.（杭州）常温下将块状大理石投入足量稀硫酸中，刚开始能产生气体，但很快就停止产生。而将大理石粉末逐步加入足量稀硫酸中却能持续产生气体。由此得出的结论或推理正确的是（）A.物质间是否发生化学反应，只和反应的条件有关 B.反应物之间必须直接接触才会发生化学反应 C.块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同 D.大理石和稀硫酸反应也可用于实验室制取 CO2*4.二氧化硫是一种易溶于水，密度比空气大的有毒气体，且和水发生反应生成酸，我国酸雨的类型主要是硫酸型酸雨。下列收集 SO2的装置中合理的是 （）*5.（陕西）实验室制取 CO2的有关操作如下图，不正确的是（）A.检查气密性 B.制气 C.收集 D.验满 6 6.如图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是（）A.气体从 a 端通入，收集氧气 B.气体从 b 端通入，收集氢气 C.瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳 D.在 b 端接量筒，瓶内装满水，测量气体的体积*7.下图为初中化学常见气体的发生与收集装置。有关这些装置的说法不正确的是（）A.装置 I 可作为固体加热制取气体的发生装置 B.装置中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替 C.装置、可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体 D.装置 V 可以用于收集 H2、O2，也可以用于实验室收集 CO2*8.某学生设计了如图所示的四套装置来制取 CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（）9.（哈尔滨）实验室现有石灰石、高锰酸钾、稀盐酸、二氧化锰、棉花、木块及下列仪器：请回答下列问题：（1）仪器的名称是 ；（2）利用上述仪器及药品制取二氧化碳，需要选择的仪器有 （填序号），制取该气体的化学方程式为 ；（3）乔乔同学发现若补充一支试管，再利用上述仪器及药品还可以制取并收集氧气。7 下图是他正在绘制的装置图。请你帮助乔乔将其补充完整，并写出发生反应的化学方程式：。10.（烟台）2013 年 6 月 3 日，吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄漏并发生化学爆炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问题。A B C D E（1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有 的物理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有 （化学性质）。（2）写出上图中指定仪器的名称：a ；（3）制取氨气的发生装置应选择上图中的 （填字母，下同），收集装置应选择 。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用的药品是 。（4）根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是 ；。（列举两条）*11.实验室制取 O2或 CO2气体的发生装置如图甲，请回答下列问题：（1）写出仪器 A 的名称 。（2）写出用此装置制取 O2的化学方程式：，为了制得较纯净的 O2，最好选用 法收集。（3）制取 CO2时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图乙），实验时，可将固体药品放在 （填“a”或“b”）处，若用装置甲制取 CO2，加入试管中盐酸的量最起码 要 。（4）图丙与图甲相比，其优点是 。（写出一条即可）*12.通过近一个学期的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，请结合下8 图回答问题：A B C D E F G（1）写出编号所指仪器的名称：；（2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方并把改正的结果填在下列横线上：；。上述装置改进后，请继续回答下列问题。（3）小李在实验室中用氯酸钾和另一种固体制取氧气，他选择上述装置中的 A 和 （填字母）进行组装。小红在实验室中选用 C 装置作为氧气的发生装置。在他们的实验中都用到了一种相同的固体药品，是 （填化学式），在两个反应中它起 作用。请你写出小红制取氧气的化学反应方程式：。（4）实验室选用 C 和 E 装置还可以制取的气体是 （填化学式），写出实验室制取该气体的化学方程式：。（5）装置 B、C 都可以用来制取（4）中的气体，比较这两个装置的不同，指出 B 装置的一个突出优点：（6）有一名同学欲用 G 装置收集 H2，则 H2应从导管口 端通入。9 1.D 解析：发生装置为固液不加热型，排除 B、C；收集装置为向上排空气法，排除 A。2.BD 解析：A.双氧水常温下在二氧化锰的催化作用之下可以生成氧气，而大理石和稀盐酸反应也是常温下进行的，不需要加热，故 A 说法正确；B.大理石和稀盐酸的 反应不属于分解反应，故 B 说法错误；C.双氧水为液体，而二氧化锰为固体，是固液反应；而大理石是固体，盐酸是液体，该反应也是固液反应，故 C 说法正确；D.二氧化碳能够溶于水，其密度比空气的大，所以只能用向上排空气法收集，而氧气不易溶于水，所以可以选择排水法来收集，故 D 说法错误。*3.B 解析：A.化学反应与反应条件有关在题中的实验