第六单元课题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

第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳的实验室制取 一、知识梳理 1.实验室制取二氧化碳的试剂： 2.二氧化碳验满方法： 3.二氧化碳检验方法： 二、基础达标 1.区分O2、H2、CO2 三瓶气体的最简单方法是 。 2.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 3.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 。 4.实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳而不能用硫酸的原因是 （ ） A.两种物质间不能反应 B.反应太剧烈来不及收集 C.因为硫酸易挥发，因而产生的气体中混 有杂质 D.生成了微溶性物质覆盖在石灰石表面， 阻止了反应的进一步进行 5.某同学对实验室制取氧气和二氧化碳的方法做了比较，并得出以下结论，其中错误的是（ ） A.选用的发生装置可能相同 B.收集方法可能相同 C.反应类型可能相同 D.检验方法一定不同 6.小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试 直接利用如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 7.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.气体验满 C．添加试剂 D.制取并收集气体 8.最近中国科技大学陈乾旺教授领导的研 究组以二氧化碳和金属钠作原料，在440℃和800 atm的条件下，成功合成了金刚石，同时生成氧化钠，首次实现了从二氧化碳到金刚石的逆转变。该反应的化学方程式是: 三、能力提升 9.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。 ④若用排空气法收集H2，且H2从A端通入，可将该装置 。 10.两份质量相同的碳酸钙，一份与足量的 盐酸反应，另一份高温煅烧，(CaCO3 CaO+CO2↑ )，则所得的CO2的量是（ ） 高温 A.与盐酸反应的多 B.高温分解的多 C.一样多 D.无法判断 11.有一无色液体A，在通电条件下，可以产生B和H两种单质气体。其它关系如图所示，请完成下列问题： (1)写出反应③基本反应类型 。 (2)写出有关物质的化学式：G是 。 (3)写出反应④的化学方程式 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳的实验室制取 【学习目标】 1．通过实验探究知道实验室制取二氧化碳的试剂 2．掌握实验室制取二氧化碳的反应原理，装置、操作步骤、收集、验满、验证的方法 3．学会归纳实验室制取气体的思路和方法 【学习重点】 掌握实验室制取二氧化碳的反应原理，装置、操作步骤、收集、验满、验证的方法 【学习难点】 学会归纳实验室制取气体的思路和方法 【学习方法】 实验探究与分析 【旧知回顾】 一、氧气验满的方法是： ①若用向上排空气法收集氧气，将 的木条 集气瓶 ，若 ，则证明 。 ②若用排水法当 证明已经集满。 二、检验氧气的方法是:将 的木条 集气瓶，若 ，则证明 。 【自学梳理】 实验室里制取气体的装置的确定 1.发生装置：选择的依据是反应物的 和反应 （是否需要 、加 ） 2.收集装置：选择的依据是气体的 与空气的相对大小，气体在水中的 ，气体与水或空气中成分 等。 固体与固体反应 反应物的 固体与液体反应 发生装置 液体与液体反应 反应 （是否需要加热、加催化剂等） 密度比空气的大（相对分子 质量＞29）-（ ） 排空气法 收集装置 密度比空气的小（相对分子 质量＜29）-（ ） 排水法（ ） 【合作探究】 活动 ：实验室制取二氧化碳 一、实验室制取二氧化碳的原理 1.试剂： ①不用浓HCl的原因： ②不能用H2SO4 与CaCO3反应的原因： ③不能用HCl与Na2CO3反应的原因： ④不用燃烧木炭的原因： ⑤不用碳还原氧化铜的原因： 2.原理：用石灰石和稀盐酸反应： 二、实验室里制取二氧化碳的装置 1.装置图 A B ①装置A如何检查气密性？ ②装置A和装置B各有什么优缺点？ 2.装置的注意事项： ①若用长颈漏斗来注入盐酸， ②若用试管来装试剂，固定试管时，试管口 ，试管底部与 接触。 3.气体收集方法： ， 因为 4.二氧化碳验满方法： 二氧化碳检验方法： 5.二氧化碳的工业制法： 高温煅烧石灰石 三、实验室制取二氧化碳的步骤 查： 装： 定： （加）： 收： 验： 【随堂练习】 1.实验室制取气体的常见发生装置如图所示，其中装置B相对于装置A的优点的叙述中，其中合理的组合是( ) ①制取气体较多； ②方便添加液体试剂； ③可控制反应速度； ④可控制反应的停止和发生。 2.实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，而能用大理石粉末与稀硫酸反应制取二氧化碳。由此得出的合理结论是( ) A.反应条件决定化学反应是否发生 B.反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行 C．块状大理石与大理石粉末的主要成分不同 D.稀盐酸和稀硫酸的性质完全不同 3.检验一瓶用向上排空气法收集的二氧化碳是否已集满的方法是( ) A.把燃着的木条放在瓶口 B.把燃着的木条伸入瓶内 C.加入澄清石灰水 D.用托盘天平称其质量 【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？ 学科网（北京）股份有限公司 $第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳的实验室制取 一、氧气验满的方法是： ①若用向上排空气法收集氧气，将 _ __的木条 集气瓶 ，若_ __ _，则证明 。 ②若用排水法当__ 证明已经集满。 二、检验氧气的方法是: 将 的木条 集气瓶，若 ，则证明 。 带火星 放在 口 木条复燃 氧气已收集满 集气瓶口有大气泡冒出 带火星 伸入 木条复燃 该气体为氧气 【旧知回顾】 实验室里制取气体的装置的确定 1.发生装置：选择的依据是反应物的 和反应 （是否需要 、加 ） 状态 条件 催化剂 热 【自学梳理】 实验室里制取气体的装置的确定 2.收集装置：选择的依据是气体的 与空气的相对大小，气体在水中的 ，气体与水或空气中成分 等。 溶解性 密度 是否反应 【旧知回顾】 发生装置 反应物的状态 反应条件 固体与固体反应 固体与液体反应 液体与液体反应 （是否需要加热、加催化剂等） 收集装置 排空气法 排水法 密度比空气大 （相对分子质量＞29） （不易溶于水，且不与水反应） ----向上排气法 密度比空气小 （相对分子质量＜29） ----向下排气法 煤燃烧 木材燃烧 呼吸 酒精燃烧 碳还原氧化铜 蜡烛燃烧 这些反应都会产生二氧化碳 它们可以用于 制取二氧化碳吗？ 实验室制取二氧化碳 一、实验室制取二氧化碳的原理 1.试剂 石灰石（大理石） 稀盐酸 实验室制取二氧化碳 一、实验室制取二氧化碳的原理 1.药品 ①不用浓HCl的原因： ②不能用H2SO4与CaCO3反应的原因： ③不能用HCl与Na2CO3反应的原因： 浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体会使收集的二氧化碳气体不纯 H2SO4与CaCO3反应会生成微溶于水的硫酸钙，附着在石灰石表面，阻止反应的进行 反应太快，不利于气体的收集 可使用CaCO3粉末 实验室制取二氧化碳 一、实验室制取二氧化碳的原理 1.药品 ④不用燃烧木炭的原因： ⑤不用碳还原氧化铜的原因： 收集到的气体不纯 条件太苛刻 C+2CuO 2Cu+CO2↑ 高温 C+O2 CO2 点燃 药品选取原则 反应条件 容易达到 不污染环境 易于收集 原料廉价易得 产生的气体 纯净 实验室制取二氧化碳 一、实验室制取二氧化碳的原理 2.原理： 用石灰石和稀盐酸反应 CaCO3 ＋ 2HCl ＝ CaCl 2 ＋ H2CO3 H2CO3 ＝ H2O + CO2 ↑ CaCO3 ＋ 2HCl ＝ CaCl 2 ＋ H2O + CO2 ↑ 根据实验室制取二氧化碳的原理，应选择以上哪些仪器制取二氧化碳？ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ 实验室制取二氧化碳的装置 1、装置图 A B ①装置A如何检查气密性？ 堵住右边导管口，从长颈漏斗注水至长颈漏斗形成一段水柱，一段时间后，若水柱高度不变，则装置气密性良好。 实验室制取二氧化碳的装置 1、装置图 A B ②装置A和装置B各有什么优缺点？ A可以继续添加液体试剂 B节约试剂，操作简单 可控制反应速率 可控制反应的进行与停止 实验室制取二氧化碳的装置 2、装置的注意事项 ①若用长颈漏斗来注入盐酸， 长颈漏斗下端必须伸入液面以下 液封 防止生成的气体从长颈漏斗逸出 实验室制取二氧化碳的装置 2、装置的注意事项 ②若用试管来装药品，固定试管时，试管口 ，试管底部与 接触。 竖直向上 铁架台 实验室制取二氧化碳的装置 3、气体收集方法 只能用向上排气法 因为CO2密度比空气大，易溶于水且要与水反应。 实验室制取二氧化碳的装置 4、二氧化碳验满方法 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则CO2已收集满。 二氧化碳检验方法 将气体通入到澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则该气体为二氧化碳。 实验室制取二氧化碳的装置 5、二氧化碳的工业制法： 高温 CaCO3 CaO+CO2↑ 高温 实验室制取二氧化碳的步骤 查： 装： 定： （加）： 收： 验： 连接装置，并检查气密性 装药品（先固体后液体） 固定好装置 收集气体 验满 1.实验室制取气体的常见发生装置如图所示，其中装置B相对于装置A的优点的叙述中，其中合理的组合是( ) ①制取气体较多； ②方便添加液体药品； ③可控制反应速度； ④可控制反应的停止和发生。 ① ② ③ 【随堂练习】 2.实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，而能用大理石粉末与稀硫酸反应制取二氧化碳。由此得出的合理结论是( ) A.反应条件决定化学反应是否发生 B.反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行 C.块状大理石与大理石粉末的主要成分不同 D.稀盐酸和稀硫酸的性质完全不同 B 3.检验一瓶用向上排空气法收集的二氧化碳是否已集满的方法是( ) A.把燃着的木条放在瓶口 B.把燃着的木条伸入瓶内 C.加入澄清石灰水 D.用托盘天平称其质量 A 【练习与应用】 1. 实验室里采用如图所示的装置制取二氧化碳时，一般有5个步骤： ①检查装置的气密性； ②按要求组装好仪器； ③向长颈漏斗中注入稀盐酸； ④收集气体； ⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。 正确的操作顺序是 （填序号）。 ② ① ⑤ ③ ④ 2. 列举你知道的能生成二氧化碳的反应（能用化学方程式表示的，写出化学方程式），与同学讨论这些反应能否用于实验室里制取二氧化碳，并说明理由，完成下表。根据表格内容分析，选择用于物质制取的反应时，需要考虑哪些方面的问题。 C+O2 CO2 点燃 否，收集到的气体不纯 C+2CuO 2Cu+CO2↑ 高温 否，条件太苛刻 Na2CO3 ＋2HCl ＝2NaCl＋H2O＋CO2↑ 否，反应太快，不利于气体收集 呼吸作用 否，收集到的气体不纯 CaCO3 ＋2HCl＝CaCl 2＋H2O+ CO2 ↑ 能，常温就能反应，操作简单，反应速率适中 3. 实验室里现有高锰酸钾、石灰石、稀硫酸和稀盐酸，以及下图所示的仪器。 （1）利用上述仪器和试剂可以制取二氧化碳。你选择的仪器是 （填序号），试剂是 ，收集二氧化碳时证明是否集满的方法是 。 ①②⑦⑧ 石灰石、稀盐酸 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满 3. 实验室里现有高锰酸钾、石灰石、稀硫酸和稀盐酸，以及下图所示的仪器。 （2）若补充一种仪器 （填仪器名称），再利用上述仪器和试剂还可以制取氧气。你选择的仪器是 （填 序号），试剂是 ， 反应的化学方程式为 ： 。 试管 高锰酸钾 ①③④⑤⑥ 2KMnO4 K2MnO4＋ MnO2+O2↑ △ 4. 实验室里用右图所示装置制取二氧化碳，并研究二氧化碳的性质。 （1）装置 A 中长颈漏斗的下端插入液面以下的原因是: 。 （2）装置B中观察到的实验现象是 ， 用化学方程式说明原因： 。 （3）若用装置C来检验二氧化碳，则C中应加入的试剂为 ，C中观察到 的实验现象是 ，反应的化学方程式为 。 防止产生的气体从长颈漏斗上口逸出 紫色石蕊溶液变红 CO2+H2O = H2CO3 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 5. CaCl2·2H2O（二水合氯化钙）可用于食品加工、制药等领域。工业上生产CaCl2·2H2O的主要流程示意图如下图所示。 （1）石灰石的主要成分是 （填化学式）。 （2）反应器中发生反应的化学方程式为 （3）上述流程中，粉碎机和搅拌器所起的作用是什么？ CaCO3＋2HCl＝CaCl 2＋H2O +CO2 ↑ CaCO3 增大反应接触面积，使反应更充分，并加快反应速率 6. 足量稀盐酸与25g碳酸钙充分反应，生成二氧化碳的质量是多少？ 解：设生成二氧化碳的质量为x。 CaCO3＋2HCl ＝ CaCl 2＋H2O + CO2 ↑ 100 44 25g x 100 25g = x 44 x = 11g 答：生成二氧化碳的质量是11g。 【整理与提升】 一、认识多样的碳单质 以碳单质为例形成以下认识： 1. 物质具有多样性； 2. 物质的性质与结构有关； 3. 物质的性质在很大程度上决定了 物质的用途。 二、认识碳及其化合物的性质及转化关系 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 2C+O2 2CO 点燃 C+CO2 2CO 高温 C+O2 CO2 点燃 C+2CuO 2Cu+CO2↑ 高温 3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑ 高温 2CO+O2 2CO2 点燃 CO+CuO Cu +CO2 △ 2CO+O2 2CO2 点燃 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O CaCO3 CaO+CO↑ 高温 CaCO3＋2HCl＝CaCl 2＋H2O +CO2 ↑ CO2+H2O = H2CO3 H2CO3 = H2O +CO2↑ 三、认识实验室里制取气体的一般思路和方法 1. 比较实验室里制取氧气和二氧化碳的方法。 气体 化学反应原理 实验装置图 检验方法 氧气 二氧化碳 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ △ CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O +CO2 ↑ 2H2O2 2H2O ＋ O2↑ MnO2 用带火星的木条 用澄清石灰水 2. 归纳实验室里制取气体的一般思路和方法。 【复习与提高】 1.下列关于C60的说法中，正确的是（ ）。 A.它是一种单质 B.它是一种混合物 C.它的相对分子质量为60 D.碳元素的化合价为+4价 2.下列各组物质中，一定属于纯净物的是（ ）。 A.臭氧 B.洁净的空气 C.仅含碳、氧两种元素的物质 D.仅含氢、氧两种元素的物质 A A 3. 下列物质的用途和性质的对应关系中，不正确的是（ ） B 4. 下列关于CO和CO2的说法中，正确的是（ ）。 A. CO和CO2均能溶于水 B. CO和CO2均具有可燃性 C. CO和CO2均能使氧化铜还原为铜 D. CO和CO2在一定条件下可以相互转化 5. 下列说法中，不正确的是（ ）。 A. CO2、CH4、O3都是温室气体 B. 氧元素未参与自然界中的碳循环过程 C. 减少化石燃料的使用可减少CO2排放 D. 动物、植物的遗骸被微生物分解可产生CO2 D B 6. 请根据学过的知识回答下列问题。 （1）下列说法中，不正确的是 （填字母）。 a. 碳元素属于非金属元素 b. 碳原子核内质子数为6 c. 碳的相对原子质量为12g d. 仅含碳元素的物质一定是纯净物 e. 一氧化碳中碳元素的化合价为+2价 cd （2）干冰升华的过程中，发生变化的是 （填字母）。 a. 分子的质量 b. 分子间的间隔 c. 分子的种类 d. 分子的体积 （3）现有下列含碳元素的物质： ①金刚石 ②C60 ③CO ④CO2 ⑤ CaCO3 ⑥Ca(OH)2 ⑦CH4 其中，属于碳单质的是 （填序号，下同）; 属于碳的化合物的是 ; 属于碳的氧化物的是 。 b ①② ③④⑤⑦ ③④ 7. 《天工开物》中有“凡石灰经火焚炼为用”的记载，这里的“石灰”指的是石灰石。 上述记载涉及的主要反应的化学方程式为 ， 反应的类型为 。 CaCO3 CaO+CO2↑ 高温 分解反应 8. 长期盛放澄清石灰水的试剂瓶内壁往往附着一层白色固体，这层白色固体是怎样形成的？主要成分是什么？石灰水用完后，如何除去瓶壁上的白色固体？写出有关反应的化学方程式。 CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O + CO2 ↑ 9. 二氧化碳是一种温室气体，其过量排放导致全球变暖日益引起人们的关注。 （1）为了控制大气中二氧化碳的含量，以下措施不可行的是 （填字母）。 a. 开发新能源 b. 禁止使用化石燃料 c. 大力植树造林 d. 大力发展公共交通 b （2）我国科研人员研制出一种新型催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如下图所示。 ①计算(CH2)n中碳、氢元素的质量比。 ②X是一种单质，请写出X的化学式。 ③在一定条件下，Ⅰ中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，请写出该反应的化学方程式。 ④这项研究成果的重要意义是什么？从中你能得到什么启示？ 12n：2n = 6：1 H2 CO2 ＋ H2 CO ＋ H2O 催化剂 可有效减少二氧化碳的排放，同时解决能源危机 10. 将从排放源捕集的二氧化碳注入海底，是一项二氧化碳封存技术。查阅资料，从技术、成本、海底封存能力和对海洋生态环境的潜在影响等方面，分析这项技术的优点与不足，并与同学交流。 $