6.3 二氧化碳的实验室制取---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 课题3 二氧化碳的实验室制取 ( 钠及其化合物 ) 【考点清单】 考点1 实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 1．药品：块状石灰石（或大理石）与稀盐酸 2．反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ （1）实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2，是因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。 （2）不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2，是因为浓盐酸挥发性强，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。 （3）不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2，是因为反应速率太快，不便于收集气体。 【特别提醒】 实验室制取二氧化碳的药品只能写“大理石（或石灰石）”和“稀盐酸”，不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是混合物，不能用化学式表示，它们的主要成分是碳酸钙。“盐酸”是氯化氢气体的水溶液，也是混合物，不能用化学式表示。“HCl”既可以表示盐酸，还可以表示氯化氢气体。 3．确定实验室制取二氧化碳的化学反应原理时，需要考虑的因素 反应要能持续进行；反应条件容易达到；反应速率便于控制；产生的气体纯度尽可能高。 4．实验室里制取二氧化碳的步骤 步骤 （1）连接装置，检查气密性 （2）加入固体试剂 （3）加入液体试剂 （4）收集并验满 示意图 操作及 注意事项 用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱，若水柱高度保持一段时间不变，说明装置气密性良好 将锥形瓶横放，用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口，再把锥形瓶慢慢竖立起来 长颈漏斗下端要在液面之下，形成“液封”，目的是防止生成的气体从长颈漏斗口逸出 收集：向上排空气法； 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满 考点2 实验室里制取二氧化碳的装置 1．发生装置 （选择依据：反应物的状态和反应条件 ） 固固加热型 固液常温型 高锰酸钾制氧气 稀盐酸和大理石（石灰石）制二氧化碳/过氧化氢分解制氧气 试管口略 向下倾斜 适合制取 少量气体 适合制取 大量气体 长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封 分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率 注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率 改进装置的优点：可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。 开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始 开始： 打开弹簧夹 开始：打开弹簧夹，液体淹没固体 开始：将铜网浸入溶液中 开始：打开弹簧夹 停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止 停止： 关闭弹簧夹 停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧 停止：拉动铜丝离开液面 停止：关闭弹簧夹 2．收集装置（选择依据：气体的溶解性和气体的密度 ） 排水集气法 向上排空气法 向下排空气法 适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体 注意事项：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 注意事项：导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气。 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，但是影响收集气体的纯度 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 考点3 实验室制取气体的一般思路和方法 1．确定制气体的化学反应原理 在实验室条件下（如常温、加热、使用催化剂等)，选择试剂、通过什么反应来制取这种气体。确定原理时，需要综合考虑反应速率大小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实验操作是否简单、安全，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。 2．设计制取气体的实验装置 根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应等)确定气体收集装置（如有必要，还应考虑除去杂质的装置和尾气处理装置等）。 3．验证得到的气体就是所要制取的气体 根据气体的性质（如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证。 【题组精炼】 题组一　二氧化碳的制取　 1．某同学组装如图装置制取二氧化碳。下列说法正确的是（　　） A.将稀盐酸换成浓盐酸能收集更多的二氧化碳 B.分液漏斗可以控制稀盐酸的滴加速率 C.该装置能收集到较为纯净的二氧化碳 D.集满二氧化碳的集气瓶应倒放在实验台上 2．实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳而不用稀硫酸的原因是（　　） A.稀硫酸与碳酸钙不反应 B.反应太剧烈来不及收集 C.稀硫酸改变了碳酸钙的化学性质 D.稀硫酸与碳酸钙反应生成的微溶物会覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行 3．按如图操作制取CO2并验证其性质，回答相关问题。 （1）图1中，若装置气密性良好，可观察到的现象是________________________。 （2）图2中，反应的化学方程式为________________________________________。 （3）图3中，收集CO2的方法是________________。 （4）图4中，通入CO2后，观察到纸花变红，由此并不能得出“CO2能与水反应”的结论，理由是__________________________________。短蜡烛熄灭后，用弹簧夹夹紧乳胶管，片刻后长蜡烛熄灭，由上述现象得出的结论是_________________________________________________。 题组二　实验室制取气体的装置选择 4．实验室选择制取气体的装置时，不需要考虑的因素是（　　） A.反应物的性质和状态 B．所制气体的性质 C.反应的条件 D．所制气体的颜色 5．NO是一种无色气体，实验室制取NO可以用排水法收集。由此可以得出（　　） A.NO有毒 B．NO难溶于水 C.NO能与氧气反应 D．NO密度与空气接近 6．（2023秋滨州期末）某同学对实验室制取氧气和二氧化碳的方法进行了比较，并得出以下结论，其中错误的是（　　） A.发生装置可能相同 B．收集方法可能相同 C.反应条件一定相同 D．检验方法一定不同 7．（2023德州中考）实验室制取氧气和二氧化碳都必须用到的仪器是（　　） A. B． C． D． 题组三　固液常温型装置　多功能瓶 8．下列能与试管组合成可随时控制反应的发生和停止的装置的是（　　） A. B． C． D． 9．小明用塑料软管自制了一套气体发生装置（如图）。下列说法错误的是（　　） A.通过捏放软管可随时控制反应的发生和停止 B.利用该装置可制取二氧化碳 C.利用该装置制取氧气，液体试剂为过氧化氢溶液 D.利用该装置制取氧气，无纺布包内二氧化锰越多，生成氧气就越多 10．如图所示装置的集气瓶被誉为“万能瓶”。下列说法错误的是 A．收集CO2时应从a端进入 B．用排水集气法收集O2时，将瓶中装满水，气体应从b端进入 C．如果要将储存在瓶中的氧气排出，应从a端通入水 D．当被收集的气体从b端进入时，相当于向上排空气集气法收集气体 11．在实验室中，集气瓶被称做“万能瓶”，用它可以组装成各种用途的装置，请仔细观察下列(F~K)各个装置的特点回答问题： ①实验室若用F装置收集氧气，则氧气应从 口进入(填导管口符号)。 ②若要测量收集到的二氧化碳气体的体积，应选用 装置。 ③若要除去一氧化碳中的少量二氧化碳，同时用该瓶收集较纯净的一氧化碳(CO难溶于水)，应选用 装置。 【课后练习】 1．下列氧气、二氧化碳的检验和验满方法错误的是（　　） A.检验氧气 B.氧气验满 C.检验二氧化碳 D.二氧化碳验满 2．（数字化实验）图1是连接压强传感器的实验室制取CO2的发生装置，图2是实验过程中试管内压强变化的情况。下列说法错误的是（　　） A.ab段试管内液面逐渐上升 B.bc段大理石与稀盐酸脱离 C.c点的对应操作是打开活塞 D.cd段可在导管口收集气体 3．乙炔（C2H2）是一种密度比空气小、难溶于水的气体，实验室常用块状电石（主要成分是CaC2）和水在常温下制取乙炔，该反应非常剧烈，且会放出大量的热。下列制取乙炔气体的最佳装置组合是（　　） A.①⑤ B．②⑥ C．③⑥ D．③④ 4．（2023内江中考）如图是实验室制取气体常用的发生和收集装置。 （1）写出图中标号仪器的名称：①____________；②____________。 （2）实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，反应的化学方程式为______________________________，当D中集气瓶里的水排完后，在水中用玻璃片________（填“磨砂”或“光滑”）面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，__________（填“正”或“倒”）放在实验台上。 （3）用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集干燥的氧气，可选用装置________（填序号）组合，反应的化学方程式为__________________________________。实验时需在试管内导管口放一团棉花，其作用是________________________________________________________________________。 （4）实验室选用装置C制取二氧化碳，所加盐酸的液面高度应该在________（填“a”或“b”）处以上。检验二氧化碳时，将产生的气体通入澄清石灰水中，反应的化学方程式为_____________________________。 （5）已知氨气极易溶于水，密度比空气小。实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法来制取氨气，应选用的发生和收集装置是________（填序号）。 5．（2023秋太原期末）同学们在实验室进行“二氧化碳的实验室制取”实验，请你与他们一起完成实验报告。 【实验目的】练习实验室里制取二氧化碳。 【实验用品】石灰石、稀盐酸、火柴、镊子、木条，以及下列仪器： 【实验步骤】 （1）选择仪器____________（填序号）组装发生及收集装置。 （2）向____________（填仪器名称）中加入石灰石，具体操作为________________________________ _______________________。连接好剩余仪器，并向装置中加入液体试剂。 （3）收集二氧化碳。验满时，发现二氧化碳始终收集不满，原因可能是________________（写一条）。 （4）清洗仪器，整理实验台。 6．某同学设计如图装置制取二氧化碳。 （1）图1中液体X应选用____________。 （2）图1虚线框内可选用图2中的装置________（填“A”或“B”）收集二氧化碳。 （3）图1中燃烧匙可在试管内上下移动，此设计与将大理石直接放入液体X中相比，优点是___________________________________________。 7．如图是实验室制取气体的装置。 （1）仪器①的名称是____________。 （2）检查装置B气密性的方法是：用弹簧夹夹紧乳胶管，____________________________________ _____________________，则装置气密性良好。 （3）实验室制取少量二氧化碳时，发生装置应选用________（填序号，下同）；如需控制反应速率，发生装置应选用________。 （4）实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用________，依据是___________________________。 （5）若用装置E收集二氧化碳，气体应从________（填“a”或“b”，下同）端通入。若将该装置装满水，用排水法收集氧气，气体应从________端通入。 8．鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，为测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，某同学取一定量鸡蛋壳与足量稀盐酸混合（杂质不与盐酸反应），测得反应前后各物质的质量如图。 （1）生成二氧化碳的质量为__________g。 （2）计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。（相对原子质量：C－12　O－16　Ca－40） 9．（创新实验）装置的改进是实验不断创新的过程。 （1）装置甲是荷兰科学家启普发明的启普发生器。该装置常用于块状固体与液体反应制取气体，并可“随开随用，随关随停”。A、B分别是制取气体过程中的两种状态，其中处于暂停产生气体状态的是________。 （2）装置乙是启普发生器改进后的简易装置，实验室可用该装置制取二氧化碳。 ①石灰石应放在装置乙中的______________。 ②可用装置丁和________（填仪器名称）连接收集并测量生成二氧化碳的体积，该装置还需做的一点改进是__________________________，气体应从________（填“a”或“b”）端通入。 ③反应过程中关闭乙中活塞，固液未分离，原因可能是__________________________（写一条）。 Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 （3）装置丙也可用于制取气体，欲使反应发生，应进行的操作是__________________。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 【参考答案】 【题组精炼】 题组一　二氧化碳的制取　 【答案】1.B 2．D 3．（1）导管口有气泡冒出 （2）CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋CO2↑＋H2O （3）向上排空气法 （4）没有排除CO2使纸花变红的可能　CO2密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧 题组二　实验室制取气体的装置选择 【答案】4．D　5.B　6.C　7.D　 题组三　固液常温型装置　多功能瓶 【答案】8．D　9.D　10.D 11.b K H 【课后练习】 【答案】1.C 2．A 3.C 4．（1）长颈漏斗　水槽 （2）2H2O2 2H2O＋O2↑　磨砂　正 （3）AE　2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑　防止加热时试管内的粉末状物质进入导管 （4）a　CO2＋Ca（OH）2=== CaCO3↓＋H2O　（5）AF 5．（1）①②⑦⑧ （2）锥形瓶　先将锥形瓶横放，用镊子把石灰石放入锥形瓶口，再把锥形瓶慢慢地竖立起来 （3）装置漏气（合理即可） Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 6．（1）稀盐酸　（2）B　（3）可随时控制反应的发生和停止 7．（1）酒精灯（2）向长颈漏斗中加水至浸没漏斗下端，若漏斗中形成一段稳定的水柱 （3）D　C　（4）A　反应物是固体，且反应需要加热 （5）a　b 8．（1）4.4 （2）解：设12.5 g鸡蛋壳中碳酸钙的质量为x。 CaCO3＋2HCl === CaCl2＋H2O＋CO2↑ 100 44 x 4.4 g ＝，x＝10 g 鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数＝×100%＝80% 答：鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为80%。 9．（1）A （2）①多孔隔板上　②量筒　在水面上方加一层植物油　b ③装置漏气（合理即可） （3）将装置倒置 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$