人教版同步教参化学九年级第六单元碳和碳的氧化物第2节二氧化碳制取的研究.docx

人教版同步教参化学九年级第六单元碳和碳的氧化物第2节二氧化碳制取的研究.docx

《人教版同步教参化学九年级第六单元碳和碳的氧化物第2节二氧化碳制取的研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版同步教参化学九年级第六单元碳和碳的氧化物第2节二氧化碳制取的研究.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

人教版同步教参化学九年级第六单元碳和碳的氧化物第2节二氧化碳制取的研究

第六单元碳和碳的氧化物第2节二氧化碳制取的研究

【知识梳理】

二氧化碳的实验室制法

1.实验室制取气体的思路：

（原理、装置、检验）

（1）发生装置：

由反应物状态及反应条件决定。

反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。

反应物是固体与液体或液体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。

（2）收集方法：

气体的密度及溶解性决定。

a.难溶于水用排水法收集CO只能用排水法（排空气法易中毒）

b.密度比空气大用向上排空气法CO2只能用向上排空气法（它能溶于水且与水反应）

密度比空气小用向下排空气法

2.二氧化碳的实验室制法

（1）原理：

用石灰石和稀盐酸反应：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）选用和过氧化氢制氧气（制氢气）相同的发生装置

（3）气体收集方法：

向上排空气法

（4）实验步骤：

一查、二装、三注入、四收集

（5）验证方法：

将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。

验满方法：

用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。

证明已集满二氧化碳气体。

（6）制取二氧化碳的注意事项

不能用碳酸钠粉末替代块状碳酸钙，因为碳酸钠粉末和稀盐酸反应太快，反应难以控制。

不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发出HCl气体，且该反应是放热反应，会使浓盐酸挥发出更多的HCl气体，混在CO2中，使收集的CO2气体不纯。

不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸和碳酸钙产生的硫酸钙属于微溶物，会附着在碳酸钙表面，阻止反应的进一步进行。

3.二氧化碳的工业制法：

煅烧石灰石：

CaCO3高温CaO+CO2↑

【生石灰和水反应可得熟石灰：

CaO+H2O=Ca（OH）2】

【诊断自测】

1.在实验室二氧化碳的制取选择和反应，该反应的化学方程式为。

2.实验室里制取气体的装置包括和两部分，气体发生装置的选择要考虑

和。

3.实验室用法收集二氧化碳，验证制取出的气体是否是CO2，应将，验证CO2是否装满集气瓶的方法是：

，收集好CO2的集气瓶应放在桌面上。

4.实验室制取CO2一般有5个步骤，下列操作中步骤正确的是（）

①检查装置的气密性，②按要求装配好仪器，

③向长颈漏斗中装配好溶液，④向广口瓶内放入几块大理石，⑤收集气体

A.②①④③⑤B.①②③④⑤C.①④②③⑤D.②③④①⑤

5.小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试直接利用右图所示装置制取和收集一瓶CO2。

你认为小张（）

A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水

B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2

C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2

D．选择A、B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶CO2

6.用以下装置进行气体的实验室制取和性质实验。

（1）选择装置A用氯酸钾和二氧化锰制氧气的化学方程式为        ，用排水法收集氧气的依据是                   。

（2）用装置B制取二氧化碳的化学方程式为：

               ，检验二氧化碳已收集满的方法是                     ，长颈漏斗末端位于液面下的原因是            。

（3）将二氧化碳通入装置C中 ,观察到的现象是          ，用化学方程式表示为             。

（4）将装置C中紫色石蕊溶液换成澄清的石灰水，再通入二氧化碳，观察到的现象是         ，用化学方程式表示为             。

【考点突破】

类型一：

二氧化碳的实验室制法

例1.实验室制取二氧化碳最适合的反应物是（）

A.碳酸钠粉末和稀硫酸B.石灰石和稀盐酸

C.大理石和稀硫酸D.大理石和浓盐酸

答案：

B

解析：

选择一种物质的实验室制法，不仅要考虑其理论上是否可行，还要考虑反应速率是否适度，操作上是否简便，价格是否合算，生成物的纯度等诸多因素，并非所有能生成该物质的反应都可以作为制备方法。

例2.检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是（）

A．加入澄清石灰水，观察是否变浑浊

B．将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭

C．加入紫色石蕊试液，观察是否变红色

D．将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭

答案：

A

解析：

此题考查二氧化碳的检验方法。

检验是不是二氧化碳应加入澄清石灰水，观察石灰水是否变浑浊，验证二氧化碳是否收集满可将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭。

例3.某学生设计了下图四套装置来制取CO2，其中不能使反应随时发生或停止的（ ）

答案：

B

解析：

A中的试管底部有缺口，只要放入烧杯中，稀盐酸可以随时进入试管产生气体，不用时可以随时移出试管，故可以控制反应的进行。

B中虽然有带孔的塑料片，但是稀盐酸总是浸没大理石，所有无法控制反应的进行。

C中石灰石在有孔塑料片上，用气体时，打开开关，U型管的右边压强减小，稀盐酸就会浸没石灰石产生气体，不用时关闭开关，压强增大盐酸又被压到塑料片以下，控制了反应的进行。

D中的原理同A，可以上下移动铜丝，就移动了有孔的塑料瓶，因此可以控制反应的进行。

类型二：

实验室制取气体时装置的选取原则

例4.实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：

①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是（）

A．①②③B．②③④C．③④⑤D．②③⑤

答案：

D

解析：

收集装置的选择要充分考虑所收集气体密度、溶解性，能否与空气成分反应以及能否与水反应等因素。

例5.下图装置有多种用途，请回答下列问题。

①若用排空气收集CO2,则CO2气体应从装置的（填a或b，下同）端通入。

②若要排空气法收集H2，则H2应从装置的端通入。

③若用排水法收集O2，应先将瓶内装满水，然后将O2从端通入。

答案：

（1）a；

（2）b；（3）b

解析：

（1）由于二氧化碳密度比空气大，所以用向上排空气法收集，即空气要从上端被排出，所以二氧化碳必须从a端进入；

（2）由于氢气密度比空气小，所以用向下排空气法收集，即空气要从下端被排出，所以氢气必须从b端进入，使空气从下方排出，即从a端排出；

（3）由于氧气的密度比水的密度小，所以如果氧气从a端进入后，它会迅速从b端跑掉，而收集不到氧气，所以氧气必须从b端进入；

例6.老师从实验桌上拿出两瓶常用的但标签已经模糊不清的试剂，分别是固体和液体，他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体．我们对此气体展开了一系列探究：

（1）猜想：

我认为产生的气体能使带火星的木条复燃，我能写出此反应的化学方程式：

　　，我知道它的反应类型是　　．

（2）我想制取该气体，发生装置将选取下图中的　　收集装置选取　．

（3）如果用图中的F装置收集该气体，我认为气体应从　　进入．

（4）我猜想无色气体还可能是另外一种气体，产生它的化学方程式是　　．收集装置可选取图中的　　〔填序号〕．

（5）查阅资料：

相同条件下，氨气（NH3）的密度比空气小，且易溶于水，其水溶液称为氨水；加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物可制取氨气．根据所查资料，制取氨气应选择的装置是　　（填序号）．

答案：

（1）2H2O2

2H2O+O2↑；分解反应；

（2）A；C或E；

（3）B；

（4）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；C；

（5）BD；

解析：

制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物可制取氨气，因此需要加热，相同条件下，氨气（NH3）的密度比空气小，且易溶于水，其水溶液称为氨水，因此只能用向下排空气法收集．

例7.实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：

（1）请写出图中标有字母的仪器名称：

a　　b　　．

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，应选用的发生装置是　　（填写装置的字母代号，下同），请写出该反应的化学方程式：

　　，其中二氧化锰起　　作用。

（3）实验室制取二氧化碳气体时，应选择的发生装置和收集装置是　　．请写出用澄清石灰水检验二氧化碳时发生反应的化学方程式：

　　．

（4）如图F所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是　　、　　且密度比空气的大，因此，二氧化碳可用于　　．

答案：

（1）铁架台，酒精灯

（2）B，2KClO3

2KCl+3O2↑，催化

（3）AC，CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

（4）不能燃烧（或不能支持燃烧），不能支持燃烧（或不能燃烧），灭火

解析：

（1）依据实验室常用仪器认识解决此题．

（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，选用的是固态物质反应需加热的发生装置；会写该反应原理的化学方程式；知道该反应中二氧化锰做反应条件催化剂起什么作用．

（3）实验室制取二氧化碳气体时，应选用的是固态物质和液态物质反应不需加热的发生装置；收集装置是根据其密度比空气大的性质决定，不能用排水法收集（因二氧化碳既能溶于水又能和水反应）；检验该气体是将此气体通入澄清的石灰水观察是否变浑浊，并能写出其反应的化学方程式．

（4）如图F实验向烧杯中“倾倒”二氧化碳，说明二氧化碳的密度比空气的大，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，更进一步说明二氧化碳具有的性质，这样能探究二氧化碳的性质和重要用途。

【易错精选】

1．现在有下列实验仪器：

①大试管②烧杯③酒精灯④集气瓶⑤长颈漏斗⑥带导管的双孔塞⑦导气管⑧玻璃片⑨铁架台⑩水槽等仪器，在实验室制取CO2时，应选用的仪器有（填序号）__________________。

2．常温下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人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．硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解

3．（2014房山期末）鉴别空气、氧气和二氧化碳三瓶气体，最常用的方法是（）

A．分别测定它们的密度B．观察颜色并闻它们的气味

C．将燃着的木条分别伸入集气瓶中D．将气体分别通入紫色石蕊溶液中

4.下列三套装置都能用于实验室制取二氧化碳。

（1）写出实验室制取二氧化碳的化学方程式:

____________，仪器A的名称是__________________。

（2）利用图2装取制取二氧化碳时，长颈漏斗的下端管口必须浸没在溶液中，理由是           。

（3）图3和图2装置相比.从长颈漏斗改为         漏斗，其优点是      。

（4）以上装置还可以进行许多化学反应，请写出一个你熟悉的化学反应方程式          ，它们的化学反应条件是             。

（5）将一瓶充满二氧化碳气体的集气瓶正立于烧杯中（装置见右图），敞口一会儿，集气瓶外壁上湿润的蓝色石蕊试纸自上而下变红色，该现象说明分子

具有    的性质，还说明二氧化碳气体      、   。

5.某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫

酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，

阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止。

为此，该小组设立研究课题：

选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。

[实验一]  选择合适浓度的硫酸

操作：

在28℃时，用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：

试管编号

1

2

3

4

5

硫酸浓度（%）

15

20

25

30

35

气体体积（mL）

35

47

55

51

42

①稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为       %，因为浓度小于或大于此浓度对反应的影响是               。

[实验二] 选择合适的反应温度

操作：

往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入____________________________。

观察反应的情况，得出结论。

②在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为70℃。

③除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加                             操作，更有利于气体的制备。

④该研究小组为了研究_______________________对该反应速率的影响，进行了如下实验。

试管编号

A

B

试管内药品

1g块状大理石与5mL25%稀硫酸

1g粉末状大理石与5mL25%稀硫酸

现象和比较

有少量气泡

迅速产生较多气泡

6．通常情况下氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，形成的溶液是氨水，实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气：

①制取氨气的发生装置与实验室里用制取O2的装置相似，收集氨气可用法，收集氨气的集气瓶必须干燥，这是因为氨气。

②实验室欲制备一瓶氨气，除已有的试管，橡皮塞和导管外，还需要的仪器是。

7．（2014房山期末）“多功能瓶”是初中化学常用装置，它使用方便

且操作简单，可用于完成多个实验。

（1）用图一装置完成下列实验。

验证二氧化碳与水反应。

瓶中盛放的

试剂为，将二氧化碳从瓶子a端通入，当观察到

时，则说明二氧化碳能与水反应。

（2）用图二装置除去氧气中混有的少量二氧化碳气体。

若A、B瓶

中都盛放足量澄清石灰水，则你的实验方案是。

【精华提炼】

氧气、二氧化碳实验室制法的比较

O2

CO2

工业制法

分离液态空气

高温煅烧石灰石：

CaCO3

CaO+CO2↑

实验室制法

原理

原料

KMnO4或KClO3和MnO2

石灰石（或大理石）、稀HCl

化学方

程式

2KMnO2K2MnO4+MnO2+O2↑

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

实验装置

发生装置

装

置

图

装置要点

试管口略向下倾斜，铁夹夹在试管中上部，导管刚过橡皮塞

长颈漏斗末端在液面下，导管刚过橡皮塞

收集装置

装

置

图

装置要点

排水法：

导管放在集气瓶口

向上排空气法：

导管伸入集气瓶底部

向上排空气法：

导管伸入集气瓶底部

实验步骤

组、检、装、夹、点、收、移、熄

组、检、装、夹、收

排空气法收集的验满方法

将带火星木条放在集气瓶口，若木条复燃，则气体已满

将燃着木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已满

注意事项

用KMnO4制O2时，试管口应放一团棉花

…………

验证方法

将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则原气体为O2

将少量石灰水倒入集气瓶内，振荡，若石灰水变浑浊，则原气体为CO2

【本节训练】

训练【1】（2014•邹平县校级模拟）下列实验操作正确的是（　）

　A．

B．

C．

D．

收集CO2并验满加热液体取用液体收集O2

训练【2】（2014秋•乌拉特前旗校级期末）实验室制取CO2有以下几个步骤：

①按要求装好仪器；②向漏斗中注入盐酸；③向反应器中加入块状石灰石；④检查装置气密性；⑤收集生成的气体．以上操作正确排列顺序为（　）

　A．①②③④⑤B．②①④③⑤C．①④③②⑤D．①②④③⑤

训练【3】下列说法正确的是（ ）

A.按质量计算：

空气中含有氮气78％、氧气21％、其它气体和杂质1％

B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水

C．实验室制取二氧化碳和制取氧气的发生装置一定不相同

D．实验室常用向上排空气法收集二氧化碳

训练【4】大理石的主要成分是碳酸钙，在探究大理石性质时，下列有关实验现象和结论的描述中，不正确的是（）

A．在大理石的板砖碎片上，滴加稀盐酸有气泡产生

B．大理石与酸反应生成的气体可作灭火剂

C．实验室里可用大理石与稀盐酸来制取二氧化碳

D．大理石雕像不易受酸雨侵蚀

训练【5】下列所示分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图，其中正确的是（　）

　A．

B．

C．

D．

训练【6】根据下图所示装置回答有关问题

（1）写出a仪器名称                      

（2）利用A装置制取氧气的化学方程式为                 ；若用C

装置来收集氧气，待集气瓶中的水排完以后，应当           ，小心地

把集气瓶移出水槽，             放在桌面上。

（3）实验室通常利用B、D装置的组合来制取并收集二氧化碳，该反应的化学方程式为          ；B、D之间需用胶皮管连接，连接玻璃管和胶皮管的方法是：

先把玻璃管口        ，然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。

（4）通常利用E装置检验二氧化碳的存在，若二氧化碳过量，会进一步与碳酸钙、水反应生成易溶于水的碳酸氢钙【CaCO3 +H2O+CO2 = Ca（HCO3）2】。

若向含有Ca（OH）214.8g的澄清石灰水里缓缓通入一定量的二氧化碳，反应后若生成10g沉淀，则通入二氧化碳的质量可能为       （填字母序号）

  A．4.4g      B．8.8g      C．13.2g      D．17.6g

训练【7】请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。

（1）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

①

块状石灰石和稀盐酸

产生气泡速率适中

②

块状石灰石和稀硫酸

产生气泡速率缓慢并逐渐停止

③

碳酸钠粉末和稀盐酸

产生气泡速率很快

从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为：

                        ；不选择第③组药品的原因

是         。

（2）选择装置。

通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。

你认为他选择的依据是         。

（3）制取气体。

将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。

验满方法是                   。

基础巩固

1．（2016·宁波）如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（　）

A．气密性检查B．添加试剂

C．制取并收集气体D．气体验满

2.请结合下列实验常用装置，回答有关问题。

（1）写出图中标有字母的仪器名称：

a        。

（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是            （填“A”、“B”或“C”），在加入药品前，应首先           ，加药品后试管口还应放置一团         ，反应的化学方程式是         。

（3）若要制取二氧化碳，在B装置中装有石灰石，那么a中应加入           ，反应的化学方程式是                  。

（4）甲烷是一种密度比空气小、难溶于水的气体。

实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体共热制取甲烷，应该选择的发生装置是     （选填装置序号）。

若选用E装置用于排空气法收集甲烷，甲烷应从     （填“b”或“c”，下同）端通入；若选用D装置用于排水法收集甲烷，瓶中先装满水，甲烷应从    （填左或右）端通入。

3.实验室部分仪器或装置如图所示。

请回答下列问题：

（1）写出上图中仪器a的名称：

               。

（2）在实验室里用一种固体和一种液体混合，制取并收集一瓶干燥的单质或化合物气体，请选择上述仪器，按照产生气体的流向从左到右的顺序，连接成一套实验装置（填大写字母号）：

    接    接     接       接       。

若制备单质气体，反应的化学方程式是       。

若制备化合物气体，反应的化学方程式是          。

（3）实验中，连接玻璃管和胶皮管的方法是              。

（4）C是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。

若将C装置内装满水，再连接量筒，就可以用于测定不溶于水且不与水反应的气体体积，则气体应从       （填“长导管”或“短导管”）进入C中。

4.根据下列实验装置示意图，请回答问题：

①图中标号仪器的名称：

I            II          ；

②实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制备O 2的化学方程式为             ；发生装置可选择      （填字母）。

完全反应后的固体残渣，通过以下四步实验操作可回收得到较纯净的二氧化锰（残渣中只有二氧化锰难于水）。

正确操作的先后顺序是 （填写选项符号）。

a．烘干      b．溶解         c．过滤       d．洗涤

③实验室制CO2气体的发生装置应选择     ，若要用装置C证明CO2能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，应加入的试剂是___，看到的现象是    ；

若把生成的CO2气体通入D装置中，D中看到的实验现象是     ， 说明CO2具有的性质是                   。

5.据图所示的实验装置回答问题。

（1）写出标号实验仪器的名称：

a_______；b___________。

（2）用A或B装置都可以制取氧气，用高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式为______________；若用D装置收集氧气，验满的方法是___________。

（3）实验室制取二氧化碳时，可选用的发生装置是 _________（填字母代号），发生反应的化学方程式为：

______________________________，检验产生的气体是二氧化碳的方法是___________________。

巅峰突破

1.用下列四套实验装置制取CO2气体，由于装置错误导致可能收集不到CO2的是（）

A．

B．

C．

D．

2．右图是老师放置在实验桌上的三瓶无色气体，它们可能是H2、O2、CO2。

下列关于这三种气体的的鉴别方法中，不正确的是（）

A．根据瓶③倒置，可判断瓶③存放的是H2

B．用带火星的木条放入①中，若复燃，则存放的是O2

C．用点燃的木条伸入②中，若火焰熄灭，则存放的是CO2

D．向②中加入少量蒸馏水，若变为红色，则存放的是是CO2

3．常温下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盐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．温度越高，反应速率越快

4．在实验室制取某气体，与选择收集方法无关的信息是（）

A.