4.4二氧化碳的实验室制法-【划重点】2023-2024学年九年级化学第一学期同步讲与练（沪教版·上海）

4.4二氧化碳的实验室制法 学习目标 重难点 1、掌握二氧化碳的实验室试剂的选择 2、启普发生器的原理 重点：启普发生器的变形装置 知识01二氧化碳的制取 1. 工业制二氧化碳 煅烧石灰石 CaCO3高温CaO+CO2↑ （石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰） 2.实验室制二氧化碳： （1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物） （2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？反应速率太快，不易控制。 ②为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。 ③为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。 （3） 检验方法： 将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。 （4） 验满方法： 用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。 3.启普发生器 1．原理 荷兰科学家启普(Kipp)设计的气体发生器，使用时打开导气管上的活塞，不断产生气体。不用时关闭导气管上的活塞，在气体的压力下，酸液下降，大理石和盐酸脱离接触，反应停止。这种装置被称为启普发生器。 2．简易装置 根据启普发生器的原理，还可以制成简易启普发生器。例如图，用多孔塑料片把大理石和液体隔开，当弹簧夹打开时，大理石和盐酸接触，发生反应；当弹簧夹关闭后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。 3．使用范围 块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气体难溶于水。 4． 检验气密性 (1) 关闭启普发生器的导管活塞，向启普发生器中注入少量水，静置片刻。 (2) (2)观察漏斗中液面的变化情况，如果漏斗中的液面不下降则说明该启普发发器的气密性良好，否则说明气密性不好。 5．几种随开随用、随关随停的制气装置   启普发生器是一种“随开随用，随关随停”操作简便的实验室常用气体发生装置．该装置利用块状块状（选填“块状”或“粉末状”）固体与液体发生反应，且不需加热，制备H2．CO2等气体．使用启普发生器先检查其气密性，再在D处缠绕一些铜丝网（或玻璃丝）铜丝网（或玻璃丝）（填“铁丝网”或“铜丝网”或“玻璃丝”等），以防止固体从狭缝处滑落至容器底部；反应液从A（填序号，下同）处加入，固体从C处加入．反应后的混合物从B处倒出． 打开止水夹，U形管内气体逸出，压强减小，酸液左降右升与固体反应；关闭止水夹，U形管内压强增大，将酸液压回，反应停止。 【注意】启普发生器的变形装置 ※把握启普发生器能“随开随用，随关随停”的原因：关闭活塞，压强增大，固液分离，反应停止；即要实现固液分离则需要固体悬置、能形成气压差。 题型一 碳酸钙分解实验 例1（2023秋·上海静安·九年级上海市市北初级中学校考期末）工业上常用高温煅烧石灰石来制得生石灰，现取一定量的石灰石样品进行煅烧（假设杂质不变），某变量y随时间的变化趋势如图所示。则纵坐标表示的是    A．生成CO2的体积 B．生成CaO的质量 C．固体中杂质的质量分数 D．固体中氧元素的质量分数 【变式1-1】（2022秋·上海青浦·九年级校考阶段练习）一定质量的碳酸钙高温分解，某些量随时间变化的情况如图所示，横坐标表示受热时间，根据图像判断，纵坐标可能表示： ①固体中氧元素的质量分数     ②生成二氧化碳的质量 ③固体中钙元素的质量分数     ④固体中碳元素的质量    A．①② B．①③ C．②④ D．③ 题型二 二氧化碳实验室制备 例1（2023秋·九年级课时练习）探究能否与反应，装置如图所示。滴加浓盐酸，待试管中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。说法正确的是    A．锥形瓶中逸出的气体只含 B．试管中液体变红，证明能与水反应 C．加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解 D．欲达实验目的，可将浓盐酸改为稀盐酸 【变式1-1】（2023秋·九年级课时练习）用下图装置进行下列实验，不能实现的是 A．气体从b端通入，用于实验室收集氧气 B．若瓶内装有澄清石灰水，气体从b通入可检验其中是否混有二氧化碳 C．若瓶内装满水，可在b端连接量筒，收集气体并测量气体的体积 D．若瓶内装部分水，气体从a端通入，可观察气泡的速度 【变式1-2】（2023·上海黄浦·统考一模）实验室制取二氧化碳，相关图示正确的是 A．发生装置 B．加入固体药品 C．收集 D．验满 题型三 启普发生器原理 例1（2023秋·九年级课时练习）具有启普发生器原理的装置是 A．   B．   C．   D．   【变式1-1