5.2 二氧化碳的实验室制法【四大题型】-2024-2025学年九年级化学上册举一反三系列（沪教版·全国2024）

第5章第2节 二氧化碳的实验室制法 【题型1 实验室制取二氧化碳的原理】 【题型2 实验室制取二氧化碳的装置】 【题型3 实验室制取气体的一般思路】 【题型4 万能瓶的使用】 【知识梳理1 实验室制取二氧化碳的原理】 药品：块状石灰石（或 ）和 （均为 ） 反应原理： （1）不用稀硫酸代替稀盐酸的原因： 。 （2）不用浓盐酸代替稀盐酸的原因： 。 （3）不用纯的碳酸钙或碳酸钠粉末的原因： 。 【题型1 实验室制取二氧化碳的原理】 【例1】利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是（ ）    A．碳酸钙粉末产生的质量多 B．块状碳酸钙产生的质量多 C．对比分析a、b点可知，曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应 D．对比分析c、d点可知，相同的气压时，块状碳酸钙需要时间短 【变式1-1】实验室制取二氧化碳，下列做法可行的是 A．用镊子夹取块状石灰石固体 B．将鼻子凑到瓶口闻酸液的气味 C．将用剩的酸液倒回原瓶 D．用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳 【变式1-2】实验室制取CO2的实验中，下列说法正确的是 A．可选用稀硫酸与块状石灰石反应制取CO2 B．制取CO2前需要检查装置的气密性 C．收集CO2既可用排水法又可用向上排空气法 D．可用紫色石蕊溶液检验生成的CO2 【变式1-3】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．我们选择块状物而没有选择碳酸钙粉末做反应物，是考虑了反应速率的问题 C．在发生装置中加入块状石灰石和稀硫酸 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 【知识梳理2 实验室制取二氧化碳的装置】 实验装置： （1）发生装置：与分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置相同（原因： ） （2）收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因： ） 4. 步骤：查、装、收 ①组装仪器， ②装入药品：先向锥形瓶中加入 ，塞紧双孔橡皮塞，向长颈漏斗中加入 ，使 。 ③收：收集气体。 5. 验满： ，则二氧化碳已经集满。 6. 检验：将气体 ，则证明是二氧化碳。 【题型2 实验室制取二氧化碳的装置】 【例2】化学是以实验为基础的学科，开展实验探究是学习化学的重要手段。 【实验探究一】实验室制取气体 （1）装置B中仪器①的名称是 。 （2）实验室用大理石和稀盐酸制取CO2，应选用的发生装置是 （填序号，下同）。实验室加热高锰酸钾固体制取O2，应选用的发生装置是 。 （3）实验室收集O2选用的装置是 （从C、D、E中选取）。若用装置采用排空气法收集CO2，气体应从导管 （填“a”或“b”）端通入。 【实验探究二】探究CO2的性质 （4）实验1蜡烛由低到高依次熄灭，由此可知CO2的物理性质是 。 （5）实验2玻璃管中的现象是 ，说明CO2的化学性质是 。试管中澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式是 。 【变式2-1】甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是 A．观察两图，甲装置的气密性一定良好 B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等 C．甲装置通过止水夹M可以控制反应的发生和停止 D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能 【变式2-2】下图是某同学探究二氧化碳的制取和性质的创新装置。下列关于该实验的叙述正确的是（ ） A．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝 B．实验过程中装置内会出现大量沉淀 C．上下移动的粗铜丝能控制反应的发生和停止 D．能验证二氧化碳的密度比空气大 【变式2-3】下列是某兴趣小组制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中错误的是    A．甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端液面上升，说明气密性良好 B．乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出 C．丙图装置中植物油的作用是为了防止二氧化碳气体溶于水 D．丁图中为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为氢氧化钠溶液 【知识梳理3 实验室制取气体的一般思路】 1．发生装置选择 （1）依据： 和 （2）方法： 固固加热型 固液不加热（常温）型 高锰酸钾、氯酸钾制氧气 过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制氧气、 大理石（或石灰石）和稀盐酸制二氧化碳 试管口略 向下倾斜 适合制取 气体 适合制取 气体 长颈漏斗 ，注意下端管口液封 分液漏斗、注射器可控制液体的滴加速率，从而 可通过打开和关闭弹簧夹实现固液的接触和分离， 2. 收集装置选择 （1） 依据： 和 （2） 方法： 排水集气法 向上排空气法 向下排空气法 不易溶于水、不与水反应的气体 密度比空气大 不与空气反应的气体 密度比空气小 不与空气反应的气体 注：导管口出现 的气泡时开始收集； 时气体收集满 注：导管 ，以保证 。 【题型3 实验室制取气体的一般思路】 【例3】实验室制取气体时要考虑下列问题： （一）依据原理，确定制取方案 （1）实验室制取O2时选择的药品在组成上的共同点是 。任写出其中一个反应的化学方程式 。 （2）下列反应均有CO2生成：①木炭在充足的氧气中燃烧②大理石与稀盐酸反应③煅烧石灰石。实验室制取CO2通常选择方法②.不选择①的理由是 。 （二）选择合理的制取装置 用如图所示装置制取气体，请回答下列问题 （3）仪器a的名称是 。 （4）实验室在加热条件下，分解草酸晶体可以制得CO，但是加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体，如果用这种方法制取CO，你从A、B、C中所选择的发生装置是 （填序号），选择的理由是 。 （三）检验、净化和除杂 （5）经检验，实验室用锌粒和稀盐酸制取的氢气中混有HCl气体，写出一种通过发生化学反应除去HCl的试剂 。 【变式3-1】氨气（NH3）是一种无色、极易溶于水的气体。在实验室加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气，则该实验可选用的发生装置和收集方法正确的是（　　） A．与加热分解KClO3制氧气的发生装置相同，用向下排空气法收集 B．与加热分解KClO3制氧气的发生装置相同，用向上排空气法收集 C．与实验室制取二氧化碳的发生装置相同，用排水法收集 D．与实验室制取二氧化碳的发生装置相同，用向下排空气法收集 【变式3-2】如下图实验装置常用于实验室制取气体。请根据图回答有关问题。 （1）写出标号仪器①的名称： 。 （2）C装置中有一处明显的错误，请加以改正： 。 （3）用改正后的装置继续进行实验。现用氯酸钾和二氧化锰制取和收集氧气，装置可选择 （填字母），反应的化学方程式为 。 （4）欲制取CO2，B装置相对于C装置的优点是 。欲干燥CO2，可将气体通过G装置，G装置中应加入的药品是 ，气体应从 （填“a”或“b”）端通入。 （5）如下图是泡沫灭火器的模拟装置，使用浓盐酸的目的是 ；发泡剂产生的泡沫覆盖在可燃物表面有利于灭火，其原理是 。 【变式3-3】学习小组在实验室开展“二氧化碳制取的研究”实践性活动。 活动一：制取二氧化碳方案的选择。 利用碳酸钠粉末、块状石灰石、稀盐酸、稀硫酸等4种药品设计制取二氧化碳的方案。在点滴板上分别放好等质量的固体药品，然后同时滴加4滴等浓度的两种酸，观察并记录现象，如下表： 组别 实验药品 反应速率 产生气泡持续时间 1 碳酸钠和稀盐酸 很快 短 2 碳酸钠和稀硫酸 很快 短 3 石灰石和稀盐酸 较快 长 4 石灰石和稀硫酸 较快 短 （1）选择块状石灰石和稀盐酸作为制取药品的理由是 。 （2）组别3反应的化学方程式为 。 活动二：制取二氧化碳发生装置的选择 （3）仪器⑦的名称是 。 （4）选择组装制取二氧化碳发生装置的仪器 （填序号）。 活动三：收集二氧化碳方案的选择 用向上排空气法收集二氧化碳时，常将燃着的小木条放在集气瓶口进行验满，为了确定该方法是否可靠，进行如图实验：用100ml三颈烧瓶收集二氧化碳，记录瓶内氧气体积分数随时间的变化，如下图： （5）选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是 。 （6）100s时，瓶口的小木条熄灭，此时记录氧气体积分数为10%，计算收集到二氧化碳体积分数约为 。 （7）结合数据分析，用向上排空气法收集二氧化碳时，为了使收集到的气体含量更高，可以采取的方法是 。 【知识梳理4 万能瓶的使用】 ①所有气体从短管进 ②V排出的水=V气体 为 ，水面放一层 隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但会影响收集的气体的纯度 气体进入集气瓶后出现在装置下端 气体进入集气瓶后出现在装置上端 【题型4 万能瓶的使用】 【例4】如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中，正确的一项是（ ） A．用排空气法收集二氧化碳，则二氧化碳从b管道通入 B．用排空气法收集氧气，则氧气从a管道通入 C．除去空气中二氧化碳，则空气从b管通入 D．用排水法收集氧气，则氧气从a管通入 【变式4-1】一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物，它是无色气体，难溶于水、密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。在实验室中，收集一氧化氮时可选用的收集方法是 A． B． C． D． 【变式4-2】化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正确的是 A．制氧剂可能是高锰酸钾 B．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 D．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 【变式4-3】结合如图实验装置回答问题． （1）实验室欲用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，应从图1中选择的发生和收集装置为 （填字母）；发生反应的化学方程式为 。 （2）若用装置来制取，要控制反应的速率，应将长颈漏斗改为 。 （3）利用装置可以完成的工作有______。 A．排空气收集氧气时，可用带火星的木条放在管口验满 B．排空气收集氢气时，氢气从端通入 C．瓶内装满水，端接量筒，氧气从端通入，可测量收集气体的体积 D．瓶中装半瓶水，端连接氧气钢瓶，可观测给病人的输氧速度。 （4）某兴趣小组同学用图2探究氧气制备新装置，用铂丝（可上下移动）作催化剂，安全管下端浸没于溶液中，将铂丝伸入溶液，立即产生，不一会安全管内液面上升，为避免液体涌出安全管，应采取的措施是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5章第2节 二氧化碳的实验室制法 【题型1 实验室制取二氧化碳的原理】 【题型2 实验室制取二氧化碳的装置】 【题型3 实验室制取气体的一般思路】 【题型4 万能瓶的使用】 【知识梳理1 实验室制取二氧化碳的原理】 药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物） 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （1）不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。 （2）不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。 （3）不用纯的碳酸钙或碳酸钠粉末的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不易控制和收集，且成本较高。 【题型1 实验室制取二氧化碳的原理】 【例1】利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是（ ）    A．碳酸钙粉末产生的质量多 B．块状碳酸钙产生的质量多 C．对比分析a、b点可知，曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应 D．对比分析c、d点可知，相同的气压时，块状碳酸钙需要时间短 【答案】C 【详解】最终曲线①、②的气压相等，说明最终产生的质量相等，故A、B均错误；对比分析a、b点可知，曲线①单位时间内气压大，说明单位时间内产生的气体多，反应速率快。曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应，故C正确；对比分析c、d点可知，相同的气压时，碳酸钙粉末所需的时间短，故D错误。故选C。 【点睛】物质的反应速率与物质的性质有关，粉末状比块状固体反应快。 【变式1-1】实验室制取二氧化碳，下列做法可行的是 A．用镊子夹取块状石灰石固体 B．将鼻子凑到瓶口闻酸液的气味 C．将用剩的酸液倒回原瓶 D．用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳 【答案】A 【详解】A、根据实验室固体药品的取用：颗粒、块状则用镊子夹；实验室制取二氧化碳，用镊子夹取块状石灰石固体，选项A正确； B、根据实验室取用药品时应注意的“三不”是：不能用手接触药品；不能尝任何药品的味道；不能把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味。可知：将鼻子凑到瓶口闻酸液的气味错误，选项B错误； C、根据实验室用剩的药品要做到“三不一要“：不放回原瓶；不随丢弃；不拿出实验室；要放入指定容器。将用剩的酸液倒回原瓶，做法错误，选项C错误； D、根据稀硫酸与块状石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在大理石表面，使反应难于继续进行，选项D错误。故选A。 【变式1-2】实验室制取CO2的实验中，下列说法正确的是 A．可选用稀硫酸与块状石灰石反应制取CO2 B．制取CO2前需要检查装置的气密性 C．收集CO2既可用排水法又可用向上排空气法 D．可用紫色石蕊溶液检验生成的CO2 【答案】B 【分析】实验室制取二氧化碳的反应原理是用大理石或石灰石与稀盐酸的反应，因二氧化碳能溶于水，密度比空气大，用向上排空气法收集；制取气体前要检查装置气密性；CO2能使紫色石蕊变成红色，但不是检验CO2的方法。 【详解】A、用稀硫酸与块状石灰石反应制取CO2不可行，因为生成物微溶于水阻碍反应的进行，故A选项说法错误； B、制取CO2前需要检查装置的气密性，故B选项说法正确； C、因二氧化碳能溶于水，密度比空气大，一般采用向上排空气法收集，不用排水法收集，故C选项说法错误； D、CO2能使紫色石蕊溶液变红，但其他气体遇到紫色石蕊也能使其变红，如SO2，所以紫色石蕊溶液不能用于检验CO2，故D选项说法错误。 故选B。 【点睛】本题主要考查了二氧化碳的制取中药品的选择，同时也考查了二氧化碳的收集及性质检验等，综合性比较强．要加强记忆有关的知识点，并理解应用；本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题。 【变式1-3】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．我们选择块状物而没有选择碳酸钙粉末做反应物，是考虑了反应速率的问题 C．在发生装置中加入块状石灰石和稀硫酸 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 【答案】C 【详解】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，该选项说法正确； B．反应物的接触面积影响反应速率，粉末状药品与液体药品的接触面积大于块状固体与液体的接触面积，反应速率太快，反应不易控制，所以制取二氧化碳时不选用粉末状药品，该选项说法正确； C．碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，生成的硫酸钙微溶于水，包裹在石灰石的表面，阻止反应的进行，因此不能用石灰石和稀硫酸制取二氧化碳，该选项说法不正确； 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，该选项说法正确。 故选C。 【知识梳理2 实验室制取二氧化碳的装置】 实验装置： （1）发生装置：与分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置相同（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体） （2）收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大） 4. 步骤：查、装、收 ①组装仪器，检查装置的气密性 ②装入药品：先向锥形瓶中加入块状石灰石（或大理石），塞紧双孔橡皮塞，向长颈漏斗中加入稀盐酸，使液面浸没长颈漏斗末端。 ③收：收集气体。 5. 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已经集满。 6. 检验：将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。 【题型2 实验室制取二氧化碳的装置】 【例2】化学是以实验为基础的学科，开展实验探究是学习化学的重要手段。 【实验探究一】实验室制取气体 （1）装置B中仪器①的名称是 。 （2）实验室用大理石和稀盐酸制取CO2，应选用的发生装置是 （填序号，下同）。实验室加热高锰酸钾固体制取O2，应选用的发生装置是 。 （3）实验室收集O2选用的装置是 （从C、D、E中选取）。若用装置采用排空气法收集CO2，气体应从导管 （填“a”或“b”）端通入。 【实验探究二】探究CO2的性质 （4）实验1蜡烛由低到高依次熄灭，由此可知CO2的物理性质是 。 （5）实验2玻璃管中的现象是 ，说明CO2的化学性质是 。试管中澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式是 。 【答案】 （1）锥形瓶 （2） B A （3） C/D a （4） 二氧化碳密度比空气大 （5） 干燥的石蕊纸条不变色，湿润的石蕊纸条变红 二氧化碳能与水发生反应 【详解】 （1）装置B中仪器①的名称是锥形瓶。 （2）实验室用大理石和稀盐酸制取CO2，反应不需加热，发生装置选择固液常温型，应选用的发生装置是B。实验室加热高锰酸钾固体制取O2，反应需要加热，发生装置选择固固加热型，应选用的发生装置是A。 （3）氧气的密度比空气大，可选用向上排空气法，选用收集装置是C；氧气不易溶于水，可选用排水法收集氧气，选用收集装置是D，实验室收集O2选用的装置是C或D。若用装置采用排空气法收集CO2，二氧化碳的密度比空气大，气体应从导管a端通入，集气瓶中的空气沿b端逸出。 （4）实验1蜡烛由低到高依次熄灭，由此可知CO2的物理性质是二氧化碳密度比空气大。 （5）实验2玻璃管中的现象是干燥的石蕊纸条不变色，湿润的石蕊纸条变红，说明二氧化碳和水发生了反应生成酸，使紫色石蕊纸条变红。试管中澄清的石灰水变浑浊，即二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水，该反应化学方程式：。 【变式2-1】甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析不正确的是 A．观察两图，甲装置的气密性一定良好 B．甲装置气体导出过程中容器内外气压相等 C．甲装置通过止水夹M可以控制反应的发生和停止 D．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能 【答案】D 【详解】乙装置N处添加止水夹也与甲装置具有的功能不同，因为乙中固体与液体不能分离，不可以控制反应的发生和停止，D错误。 【变式2-2】下图是某同学探究二氧化碳的制取和性质的创新装置。下列关于该实验的叙述正确的是（ ） A．浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝 B．实验过程中装置内会出现大量沉淀 C．上下移动的粗铜丝能控制反应的发生和停止 D．能验证二氧化碳的密度比空气大 【答案】C 【详解】A、生成的二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红，故浸有紫色石蕊试液的棉花会变红，故A错误； B、由图示可知，稀盐酸与碳酸钙反应生成了氯化钙、二氧化碳和水，不会有沉淀生成，故B错误； C、将钢丝往上提，则反应终止；粗钢丝能控制反应的发生和停止不能将粗铜丝换成铁丝，因铁丝能与盐酸发生化学反应，故C正确； D、由装置图知，该实验不能证明二氧化碳的密度比空气大，故D错误。 故选C。 【变式2-3】下列是某兴趣小组制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中错误的是    A．甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端液面上升，说明气密性良好 B．乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出 C．丙图装置中植物油的作用是为了防止二氧化碳气体溶于水 D．丁图中为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为氢氧化钠溶液 【答案】D 【详解】据装置气密性检验的方法、实验注意事项、二氧化碳的性质解答。 A、如果装置气密性良好，当缓慢推动活塞时，长颈漏斗下端液面上升，说明气密性良好，故正确； B、据实验注意事项，长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出，故正确； C、测量生成的二氧化碳气体的体积，二氧化碳能溶于水，而装置中的植物油就起到避免二氧化碳溶于水和与水反应的作用，故正确； D、二氧化碳的检验方法是将该气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳，故错误。 故选D。 【知识梳理3 实验室制取气体的一般思路】 1．发生装置选择 （1）依据：反应物的状态和反应条件（是否加热） （2）方法： 固固加热型 固液不加热（常温）型 高锰酸钾、氯酸钾制氧气 过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制氧气、 大理石（或石灰石）和稀盐酸制二氧化碳 试管口略 向下倾斜 适合制取少量气体 适合制取大量气体 长颈漏斗方便添加液体药品，注意下端管口液封 分液漏斗、注射器可控制液体的滴加速率，从而控制反应速率 可通过打开和关闭弹簧夹实现固液的接触和分离，从而控制反应的开始和停止 2. 收集装置选择 （1） 依据：气体的溶解性和气体的密度 （2） 方法： 排水集气法 向上排空气法 向下排空气法 不易溶于水、不与水反应的气体 密度比空气大 不与空气反应的气体 密度比空气小 不与空气反应的气体 注：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。 【题型3 实验室制取气体的一般思路】 【例3】实验室制取气体时要考虑下列问题： （一）依据原理，确定制取方案 （1）实验室制取O2时选择的药品在组成上的共同点是 。任写出其中一个反应的化学方程式 。 （2）下列反应均有CO2生成：①木炭在充足的氧气中燃烧②大理石与稀盐酸反应③煅烧石灰石。实验室制取CO2通常选择方法②.不选择①的理由是 。 （二）选择合理的制取装置 用如图所示装置制取气体，请回答下列问题 （3）仪器a的名称是 。 （4）实验室在加热条件下，分解草酸晶体可以制得CO，但是加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体，如果用这种方法制取CO，你从A、B、C中所选择的发生装置是 （填序号），选择的理由是 。 （三）检验、净化和除杂 （5）经检验，实验室用锌粒和稀盐酸制取的氢气中混有HCl气体，写出一种通过发生化学反应除去HCl的试剂 。 【答案】 （1） 物质中都含有氧元素 （或、或） （2）反应物中有氧气，使生成的二氧化碳不纯 （3）酒精灯 （4） C 试管口略向下倾斜，可以防止冷凝水倒流，使试管炸裂，试管底部向下弯曲，可以防止草酸熔化后流到试管口 （5）氢氧化钠溶液 【详解】 （1）根据质量守恒定律，要制取氧气，反应物中都要含有氧元素；高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：；过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：：；氯酸钾在二氧化锰催化和加热条件下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：； （2）实验室制取CO2通常选择方法②.不选择①的理由是：木炭与氧气反应的产物是二氧化碳，其中混有氧气，故实验室不能用该方法制取二氧化碳； （3）由图可知，仪器a的名称是酒精灯； （4）草酸加热后会变为液体，故不能用A装置，因为草酸受热后是液体，易从试管流出；用B装置加热草酸时，有可能冷凝水倒流引起试管炸裂，故B错误；C装置试管口略向下倾斜，可以防止冷凝水倒流，使试管炸裂，试管底部向下弯曲，可以防止草酸熔化后流到试管口，故C正确，故选C； （5）稀盐酸可以与氢氧化钠反应，但是氢气不可以与氢氧化钠反应，故可以将气体通入氢氧化钠溶液中，除去氯化氢气体。 【变式3-1】氨气（NH3）是一种无色、极易溶于水的气体。在实验室加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气，则该实验可选用的发生装置和收集方法正确的是（　　） A．与加热分解KClO3制氧气的发生装置相同，用向下排空气法收集 B．与加热分解KClO3制氧气的发生装置相同，用向上排空气法收集 C．与实验室制取二氧化碳的发生装置相同，用排水法收集 D．与实验室制取二氧化碳的发生装置相同，用向下排空气法收集 【答案】A 【详解】在实验室加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气，属于固体加热型。与加热分解KClO3制氧气的发生装置相同，实验室常用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，发生装置应选项固-液常温型，与制取氨气的发生装置不同。氨气的相对分子质量为17，小于29，密度比空气的小，可用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，不能用排水法收集。 故选A。 【变式3-2】如下图实验装置常用于实验室制取气体。请根据图回答有关问题。 （1）写出标号仪器①的名称： 。 （2）C装置中有一处明显的错误，请加以改正： 。 （3）用改正后的装置继续进行实验。现用氯酸钾和二氧化锰制取和收集氧气，装置可选择 （填字母），反应的化学方程式为 。 （4）欲制取CO2，B装置相对于C装置的优点是 。欲干燥CO2，可将气体通过G装置，G装置中应加入的药品是 ，气体应从 （填“a”或“b”）端通入。 （5）如下图是泡沫灭火器的模拟装置，使用浓盐酸的目的是 ；发泡剂产生的泡沫覆盖在可燃物表面有利于灭火，其原理是 。 【答案】 （1）试管 （2）长颈漏斗的末端应伸入液面以下 （3） AD/AE 2KClO32KCl+3O2↑ （4） 能够控制反应的发生和停止 浓硫酸 b （5） 加快反应速率 隔绝氧气（或空气） 【详解】 （1）由图可知仪器①为试管； （2）C中长颈漏斗的末端应伸入液面以下进行液封，以免气体沿长颈漏斗逸出； （3）实验室用用氯酸钾和二氧化锰制取和收集氧气，应选用固体加热型发生装置，氧气密度比空气略大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法，又可以采用排水法收集，故选AD或AE； 氯酸钾在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生氯化钾和氧气，故方程式为：； （4）相比于装置C，装置B带有多孔隔板和止水夹，关闭止水夹，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体排出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止； 浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，故欲干燥CO2，可将气体通过G装置，G装置中应加入的药品是浓硫酸； G装置作为洗气装置，气体应从b端进入，气流通过浓硫酸后从a排出； （5）盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，盐酸的浓度越高，反应的速率越快，故使用浓盐酸是为了加快反应速率；发泡剂产生的泡沫覆盖在可燃物表面，能隔绝氧气，从而使燃烧熄灭。 【变式3-3】学习小组在实验室开展“二氧化碳制取的研究”实践性活动。 活动一：制取二氧化碳方案的选择。 利用碳酸钠粉末、块状石灰石、稀盐酸、稀硫酸等4种药品设计制取二氧化碳的方案。在点滴板上分别放好等质量的固体药品，然后同时滴加4滴等浓度的两种酸，观察并记录现象，如下表： 组别 实验药品 反应速率 产生气泡持续时间 1 碳酸钠和稀盐酸 很快 短 2 碳酸钠和稀硫酸 很快 短 3 石灰石和稀盐酸 较快 长 4 石灰石和稀硫酸 较快 短 （1）选择块状石灰石和稀盐酸作为制取药品的理由是 。 （2）组别3反应的化学方程式为 。 活动二：制取二氧化碳发生装置的选择 （3）仪器⑦的名称是 。 （4）选择组装制取二氧化碳发生装置的仪器 （填序号）。 活动三：收集二氧化碳方案的选择 用向上排空气法收集二氧化碳时，常将燃着的小木条放在集气瓶口进行验满，为了确定该方法是否可靠，进行如图实验：用100ml三颈烧瓶收集二氧化碳，记录瓶内氧气体积分数随时间的变化，如下图： （5）选择向上排空气法收集二氧化碳的依据是 。 （6）100s时，瓶口的小木条熄灭，此时记录氧气体积分数为10%，计算收集到二氧化碳体积分数约为 。 （7）结合数据分析，用向上排空气法收集二氧化碳时，为了使收集到的气体含量更高，可以采取的方法是 。 【答案】 （1）反应速率适中 （2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （3）长颈漏斗 （4）①②⑥⑦ （5）二氧化碳的密度比空气的密度大 （6）50% （7）木条熄灭后，再通一会二氧化碳 【详解】 （1）选择块状石灰石和稀盐酸作为制取药品，是因为块状石灰石和稀盐酸反应速率适中； （2）石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （3）由图可知，仪器⑦的名称是长颈漏斗； （4）选择块状石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固液常温型，二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，只能用向上排空气法收集，选择组装制取二氧化碳发生装置的仪器为①②⑥⑦； （5）二氧化碳的密度比空气的密度大，所以可用向上排空气法收集二氧化碳； （6）100s时，氧气体积分数为10%，因为氧气约占空气总体积的，可知此时瓶中空气的体积分数为50%，则收集到二氧化碳体积分数约为50%； （7）当用燃着的小木条验满时，木条熄灭，此时瓶中二氧化碳体积分数不是很高，可以继续通入二氧化碳一段时间，会使二氧化碳含量更高。 【知识梳理4 万能瓶的使用】 ①所有气体从短管进 ②V排出的水=V气体 为防止气体溶解在水中，水面放一层植物油隔绝二者；集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体的体积数据，但会影响收集的气体的纯度 气体进入集气瓶后出现在装置下端 气体的验满在另一侧出气口 气体进入集气瓶后出现在装置上端 气体的验满在另一侧出气口 【题型4 万能瓶的使用】 【例4】如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中，正确的一项是（ ） A．用排空气法收集二氧化碳，则二氧化碳从b管道通入 B．用排空气法收集氧气，则氧气从a管道通入 C．除去空气中二氧化碳，则空气从b管通入 D．用排水法收集氧气，则氧气从a管通入 【答案】B 【详解】A、用排空气法收集CO2，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，则CO2从a管通入，不能从b管通入，错误，故不符合题意； B、用排空气法收集O2，因为氧气的密度比空气的密度大，则O2从a管通入，正确，故符合题意； C、除去空气中的CO2，可以用氢氧化钠溶液吸收，则空气从a管通入，错误，故不符合题意； D、用排水法收集O2，则O2应该从b管通入，这样可以把水彻底的排出，否则会导致氧气从b跑出，不能收集到氧气，错误，故不符合题意。 【变式4-1】一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物，它是无色气体，难溶于水、密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。在实验室中，收集一氧化氮时可选用的收集方法是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、一氧化氮的密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮，不能选择排空气法收集，不符合题意； B、一氧化氮难溶于水，且一氧化氮的密度比水小，可以选择该装置收集，且应“短进长出”，符合题意； C、一氧化氮的密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮，不能选择排空气法收集，不符合题意； D、一氧化氮的密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮，不能选择排空气法收集，不符合题意。故选B。 【变式4-2】化学兴趣小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。图甲为供氧器的工作原理，下列说法正确的是 A．制氧剂可能是高锰酸钾 B．反应仓相当于实验室制取氧气的发生装置 C．图乙用作加湿过滤仓时，b管与病人相连 D．加湿过滤仓中水的作用之一是加快生成氧气的速率 【答案】B 【详解】A、高锰酸钾制氧气需要加热，根据图甲可知，该反应在常温下就可以进行，所以制氧剂不可能是高锰酸钾，故A错误； B、反应仓产生氧气，相当于实验室制取氧气的发生装置，故B正确； C、氧气密度比水小，则氧气应从b导管进入，a导管导出，所以与病人相连的是a管，故C错误； D、水不能加快氧气生成的速率，但可根据加湿过滤仓水中气泡的多少，观察氧气的输出速率，故D错误。故选B。 【变式4-3】结合如图实验装置回答问题． （1）实验室欲用高锰酸钾制取一瓶较纯净的氧气，应从图1中选择的发生和收集装置为 （填字母）；发生反应的化学方程式为 。 （2）若用装置来制取，要控制反应的速率，应将长颈漏斗改为 。 （3）利用装置可以完成的工作有______。 A．排空气收集氧气时，可用带火星的木条放在管口验满 B．排空气收集氢气时，氢气从端通入 C．瓶内装满水，端接量筒，氧气从端通入，可测量收集气体的体积 D．瓶中装半瓶水，端连接氧气钢瓶，可观测给病人的输氧速度。 （4）某兴趣小组同学用图2探究氧气制备新装置，用铂丝（可上下移动）作催化剂，安全管下端浸没于溶液中，将铂丝伸入溶液，立即产生，不一会安全管内液面上升，为避免液体涌出安全管，应采取的措施是 。 【答案】 （1） AC （2）分液漏斗 （3）AD （4）将铂丝提起离开液面 【详解】 （1）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生装置应选择固体加热型装置（管口用棉花防止固体粉末进入导管），排水法收集的氧气较纯净，应用排水法来收集氧气（因为氧气不易溶于水），则应选择的发生和收集装置为AC；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，发生反应的化学方程式为：； （2）用B装置来制取H2，要控制反应的速率，应将长颈漏斗改为分液漏斗，可以通过分液漏斗控制滴加液体的速率，进而控制反应的速率； （3）A、排空气收集氧气时，氧气的密度略大于空气，则从a进气，则可用带火星的木条放在b管口验满，故选项正确。 B、氢气的密度比空气小，气体从b端通入，能收集到氢气，故选项错误。 C、在b端接量筒，瓶内装满水，氧气从a端通入，氧气的密度比水小，会从b端管口逸出，不能测量气体的体积，故选项错误。 D、瓶中装半瓶水，a端连接氧气钢瓶，水中产生气泡，可观测给病人的输氧速度，故选项正确。 故选：AD。 （4）铂丝作为过氧化氢分解的催化剂；安全管内液面上升，为避免液体涌出安全管，应采取的措施是将铂丝提起离开液面，产生氧气的速率降低，气压的增幅减小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$