课题2 二氧化碳制取的研究-【题高分】2023-2024学年九年级化学上册同步教学专题讲义（人教版）

一、二氧化碳的实验室制法 1.药品的选择： 在实验室里，可用如下药品作为制取二氧化碳的反应物：碳酸钠固体(Na2CO3)，石灰石或大理石(主要成分CaCO3)，稀盐酸(HCl)、浓盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4) 药品 产生现象 分析 稀盐酸与块状大理石 产生气泡，速率适中 反应速率适中，便于气体收集，原料廉价易得 浓盐酸与块状大理石 剧烈反应，迅速产生大量气泡，并伴有白雾 浓盐酸易挥发出氯化氢气体，氯化氢气体易混入产生的二氧化碳气体内。并且反应速率快，不易控制 稀硫酸与块状大理石 刚开始时产生气泡，后速率减慢并逐渐停止 稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，附着在大理石的表面，阻碍反应的继续进行 稀盐酸与碳酸钠粉末 (或纯碳酸钙粉末) 剧烈反应，迅速产生大量气泡 碳酸钠粉末(或纯碳酸钙粉末)与稀盐酸反应速率过快，产生的气体不便于收集 由上述反应可知，实验室制取二氧化碳的药品应选择：稀盐酸和石灰石或大理石(主要成分CaCO3) 2.反应原理：选择上述药品制取二氧化碳时，发生反应的化学方程式为： CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2CO3 碳酸钙 氯化钙 碳酸 碳酸很不稳定，容易分解成二氧化碳和水：H2CO3= H2O+CO2↑ 因此，总的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑ 1．（2022秋·江苏南京·九年级期末）兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器如图一，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二、下列说法不正确的是 A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石与盐酸脱离接触 C．a点的对应操作是关闭弹簧夹 D．c点时溶液中溶质一定只有CaCl2 1．（2023秋·陕西西安·九年级统考期末）下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是 A．因为通常情况下二氧化碳密度大于空气，故能用向上排空气法收集 B．在发生装置中加入块状石灰石和硫酸 C．在发生装置中加入块状石灰石和盐酸 D．因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热 2．（2023秋·九年级课时练习）有关实验室制取二氧化碳的过程正确的是 A．原料B．发生装置C．收集装置 D．验满 3．（2023秋·安徽六安·九年级校考期末）将一定浓度的足量的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的容器中，相同条件下测得两者产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图所示。下列说法正确的是 A．理论上最终两者产生的气体质量不相等 B．0～300s内，反应Ⅱ的容器内压强比Ⅰ的大 C．反应Ⅱ中，0～100s内产生的CO2体积比100-200s内的少2.2amL D．反应Ⅱ比反应Ⅰ的速率快 二、实验室制取二氧化碳的装置 1. 实验室里制取气体装置的确定 (1)气体发生装置的选择  常见的气体发生装置如下： 装置由反应物的状态和反应条件决定： 由实验室制取二氧化碳的反应原理可知，该反应为固体与液体制取气体的反应，不需要加热，因此可选用固液常温型的气体发生装置(图B)  (2)气体收集装置的选择：可由生成的气体的密度及其在水中的溶解性决定。 由于生成物二氧化碳能溶于水，并可与水反应，因此不能用排水法收集；二氧化碳的密度比空气的大，因此不能采用向下排空气法收集，可采向上排空气法收集，即收集装置选图A 2.二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较 气体名称 氧气 二氧化碳 反应原理 过氧化氢催化分解或高锰酸钾和氯酸钾受热分解 大理石(或石灰石)与稀盐酸反应 化学方程式 2H2O22H2O+O2↑ 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO32KCl+3O2↑ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 发生装置 (注意：加热高锰酸钾制氧气时，试管口处要放一小团棉花) 收集装置 相同条件下，氧气的密度比空气的略大 相同条件下，二氧化碳的密度比空气的大 不易溶于水，也不与水反应 溶于水，与水反应 检验方法 将带火星木条的伸入集气瓶中，看是否复燃，如果木条复燃，则该气体为氧气 将气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则证明该气体为二氧化碳。 验满方法 将带火星的木条放在集气瓶口处，若木条立即复燃则证明氧气已满 将燃着的木条放在瓶口，若熄灭，则证明二氧化碳已满 3.设计制取二氧化碳的装置 根据制取二氧化碳的反应物的状态、反应条件和二氧化碳的性质等方面的因素，可选择如图所示装置来制取二氧化碳。 A装置：可用于制取较多量的二氧化碳，使用长颈漏斗，便于随时添加液体药品。   B装置：装置简单，操作方便。   因此在实验室里，我们可以采用图A的装置来制取和收集二氧化碳。   1．（202