6.3 二氧化碳的实验室制取讲义--2025-2026学年九年级化学人教版(2024)上册
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精品
摘要:
本讲义聚焦初中化学第六单元课题3“二氧化碳的实验室制取”,系统构建从反应原理、装置选择到操作步骤的完整知识链,前后衔接清晰:由碳酸钙与稀盐酸反应原理出发,延伸至发生装置(固液不加热型)和收集方法(向上排空气法),再拓展至气体检验与验满,最终归纳出制取气体的一般思路,形成可迁移的学习支架。
资料设计亮点突出,融合化学观念、科学思维与科学探究三大核心素养。例如通过对比氧气与二氧化碳制取条件差异,强化“物质结构决定性质”的化学观念,引导学生分类归纳装置选择依据;在例题与变式训练中设置真实情境问题,如用浓盐酸制气导致杂质混入,培养学生证据推理与批判性思维;课后实验题与跨学科实践(如水草缸CO₂自动补给装置)则体现科学探究与实践能力,既助力课堂高效推进,又便于学生课后查漏补缺,巩固重点难点。
内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
模块导引:
学习目标 思维导图 知识精讲 归纳总结
成果小测 考点解析 课后作业
1. 了解实验室制取二氧化碳的化学反应原理。
2. 探究实验室制取二氧化碳的装置。
3. 了解实验室制取气体的一般思路和方法。
一、二氧化碳的实验室制取
1.实验室制取二氧化碳
(1)反应药品:实验室制取CO2常选用 大理石(或石灰石) 和 稀盐酸 。
(2)反应原理:CaCO3+HCl→CaCl2+H2O+CO2↑
(3)制取装置:
(4)实验步骤:仪器连接→检查气密性→装入大理石→加入稀盐酸→收集气体
(5)气体检验:将待测气体通入 澄清石灰水 中,若 石灰水变浑浊 ,则证明该气体是CO2。
(6)气体收集:CO2气体只能用 向上排空气法 收集,是因为 二氧化碳能溶于水且密度比空气大 。
(7)气体验满:将燃着的木条放在 集气瓶口 ,若 木条熄灭 ,则证明已满。
2.实验室制取气体的一般思路和方法
(1)选择适当的反应原理;
(2)选择合适的发生装置和收集装置;
(3)须验证所制得的气体。
3.常考易错点
(1)实验室制取CO2一般不能用硫酸代替稀盐酸,因为反应生成的硫酸钙是种微溶物,覆盖在大理石上,阻止了反应进一步的进行;
(2)不能用Na2CO3或CaCO3粉末代替大理石,因为它们与酸反应速率太快不易控制;
(3)制取CO2一般不用浓盐酸,因为其易挥发出氯化氢气体,使制取的气体不纯。
(4)实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。确定发生装置时要考虑的因素是反应物的状态和反应条件, 确定收集装置所制取气体的密度与空气比较的相对大小,是否易溶于水,是否与水发生反应。
二、探究实验室制取气体的装置
发 生 装 置
收 集 装 置
实验
装置
选择
依据
发生装置选择要根据反应物的状态和反应条件
(1)反应物的状态有:固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等
(2)反应条件有:加热、高温、催化剂等
收集装置选择要根据气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应
(1)排空气法
密度比空气的大——向上排空气法
密度比空气的小——向下排空气法
(2)排水法
不易溶于水,不与水反应
其它
因素
(1)原料容易获得
(2)实验反应条件容易控制
(3)实验装置容易装配
(3)实验操作简便安全
(4)反应速率适中,便于控制
(5)生成气体不混入其他气体,便于收集等
三、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。
二氧化碳的实验室制法
1.药品:
大理石(或石灰石)、稀盐酸。
2.反应原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置:
(1)发生装置:“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下:
(2)装置连接时要注意以下两点:
①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下,否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉;
②导气管伸入容器内无需太长,更不能插入到液面以下。若伸入到液面下,气体就无法从导管口排出。
(3)收集装置:气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水,密度比空气的大,通常采用向上排空气法收集(如右图所
示)。收集时要注意将导管插到瓶底。
4.验满:
将燃着的木条置于集气瓶口,如木条熄灭,则二氧化碳收集满了。
5.检验:
将产生的气体通入澄清的石灰水中,若观察到石灰水变浑浊,说明有CO2生成。
1.判断题
(1)实验室制取二氧化碳的常用药品是碳酸钙和稀盐酸。( )
(2)实验室制取气体选择反应原理时要考虑反应产生的气体用途是否广泛( )
(3)实验室制二氧化碳,向容器中先加稀盐酸,后加入石灰石( )
(4)实验室制取二氧化碳,可用稀硫酸代替稀盐酸( )
(5)某同学用石灰石与盐酸制得的气体通入澄清石灰水时未见浑浊,可能是盐酸浓度过大( )
(6)实验室制取二氧化碳不能选择硫酸和石灰石,但可以选择硫酸和碳酸钙粉末。( )
(7)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( )
(8)实验室用石灰石与浓盐酸反应制取二氧化碳( )
(9)由于二氧化碳密度比空气大,所以只能用向下排空气法收集二氧化碳。( )
(10)因为二氧化碳能溶于水并且也可以和水反应,故不能用排水法收集( )
【答案】(1)√ (2) × (3) × (4) × (5)√ (6) √ (7)√ (8)× (9) × (10) ×
2.下图是实验室制取气体的部分装置。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。
①该反应的化学方程式为 ;
②用该方法制取CO2的发生装置应选择 (填序号)。
(3)用装置C收集CO2,验满的操作为 。
【答案】(1)试管
(2) B
(3)将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则满了
【详解】(1)图中显示的a仪器是试管,故填试管
(2)实验室用大理石和稀盐酸来制备二氧化碳,原理是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙,水和二氧化碳,故填:
用这种固液不加热型制取二氧化碳 ,可以用到的仪器是B,锥形瓶底部放大理石块,长颈漏斗里面加稀盐酸;
(3)用C收集二氧化碳的时候,二氧化碳的密度大于空气,当收集到一瓶二氧化碳的时候,可以把燃着的木条放在瓶口作为验证,二氧化碳不助燃也不可燃,所以如果收集满了,那么燃着的木条就会熄灭,故填:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则满了。
考点一 :实验室制取二氧化碳的装置
【例1】利用如图所示装置,能完成实验室制取气体的是
A.用②③制取二氧化碳 B.用②⑤制取氧气
C.用①④制取二氧化碳 D.用①③制取氧气
【答案】B
【详解】A、实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,属于固液常温型,即选用②;二氧化碳的密度比空气的大,能溶于水,应选用向上排空气法收集气体,即可用②④制取二氧化碳,故说法错误;
B、实验室可加热高锰酸钾或加热氯酸钾制取氧气,此时可选用固体加热型装置①,也可用过氧化氢在以二氧化锰作催化剂的条件下不加热制取氧气,此时可选用固体不加热型装置②,氧气的密度比空气大,可用向上排空气法④收集气体,氧气不易溶于水,可采用排水法⑤收集气体,即可用①④、①⑤、②④、②⑤制取氧气,故说法正确;
C、根据A选项的分析,应用②④制取二氧化碳,故说法错误;
D、根据B的分析,可用①④、①⑤、②④、②⑤制取氧气,故说法错误。
故选B。
【变式1-1】如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.用过氧化氢溶液制取,可选用装置②④组合
B.用装置①制取,分液漏斗中应装稀硫酸
C.装置①的优点的是可以控制反应的速率
D.用装置③收集,气体应从管口c通入
【答案】C
【详解】A、用过氧化氢溶液制取氧气,属于固液不加热反应,发生装置可选①,氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,收集装置可选③或④,故可选用装置①③或①④,不符合题意;
B、用装置①制取二氧化碳,分液漏斗应装稀盐酸,不选择稀硫酸,是因为大理石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石的表面,阻碍反应的进一步进行,不符合题意;
C、装置①可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率,符合题意;
D、用装置③收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,气体应从b端通入,不符合题意。
故选C。
考点二:实验室制取二氧化碳原理
【例2】现有下列反应:① ② ③ ④。其中适用于实验室制取二氧化碳的是
A.①②③④ B.①③④ C.①④ D.④
【答案】D
【详解】制取气体时,反应物最好不要是气体,否则制取的气体不纯,①②中均由气体,不适用于实验室制取二氧化碳,碳酸钙高温条件下生成氧化钙和二氧化碳,条件不容易达到,也不适用于实验室制取二氧化碳,碳酸钙和盐酸在常温下制取二氧化碳,且药品易获得,适用于实验室制取二氧化碳,故选D。
【变式2-1】下列反应都能生成二氧化碳,但实验室制取二氧化碳不能用下列方法,有关原因叙述 不正确的是
A.碳在空气中燃烧,可能生成CO,使制得的气体不纯
B.不用浓盐酸是因为浓盐酸有挥发性,使制得的气体中混有HCl气体
C.碳酸钠和稀盐酸反应速率太慢,收集时间太长
D.不用稀硫酸是因为稀硫酸和碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会覆盖在固体表面使反应停止
【答案】C
【详解】A、氧气不足时,碳在空气中燃烧,可能生成CO,使制得的气体不纯,有关原因叙述正确,不符合题意;
B、不用浓盐酸是因为浓盐酸有挥发性,使制得的气体中混有HCl气体,有关原因叙述正确,不符合题意;
C、不用碳酸钠,是因为碳酸钠和稀盐酸反应速率太快,有关原因叙述不正确,符合题意;
D、不用稀硫酸是因为稀硫酸和碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会覆盖在固体表面使反应停止,有关原因叙述正确,不符合题意;。
故选:C。
考点三:实验室制取二氧化碳的步骤和操作
【例3】规范操作是实验的关键,实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,下列操作正确的是
A.加石灰石 B.制取
C.验满 D.检验
【答案】D
【详解】A、向锥形瓶中装块状石灰石时,先将锥形瓶横放,用镊子把块状石灰石放在锥形瓶口,再慢慢将锥形瓶竖立起来,故选项实验操作错误;
B、图中长颈漏斗的末端没有伸入液面以下,会导致生成的二氧化碳从长颈漏斗中逸出,故选项实验操作错误;
C、检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,而不能伸入瓶中,故选项实验操作错误;
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳,可将二氧化碳通入澄清石灰水中,故选项实验操作正确。
故选D。
【变式3-1】实验室制取二氧化碳,大致分为以下几步:a检查装置的气密性;b连接装置;c装石灰石,用带导管的单孔塞塞紧后,固定在铁架台上;d收集二氧化碳; e加稀盐酸;f验满。实验操作顺序正确的是( )
A.bacedf B.abcdef C.bcadfe D.abcdfe
【答案】A
【详解】实验室制取二氧化碳的基本步骤包括:连接好仪器﹣检查装置的气密性﹣装药品(先固体后液体)﹣收集气体﹣验满,故选A。
考点四:实验室制取气体的综合考查
【例4】如图是实验室常用的装置。回答下列问题:
(1)写出标号①的仪器名称 。写出实验室用A装置(不考虑棉花的存在)制取氧气的化学方程式 ,若要收集较纯净的氧气,应选用的装置是 (填装置字母),实验结束后应 (填字母)。
a.先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯
b.先熄灭酒精灯,再将导管移出水槽
(2)实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置,其优点是 ,若用G装置收集CO2气体应从 (填“a”或“b”)端通入,写出实验室制取CO2的化学方程式 ;若把G装置中盛满水,用来收集O2时,气体应从 (填“a”或“b”)端通入;若在G装置中装浓硫酸用来干燥气体时,气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(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气体,该反应非常剧烈,且会放出大量的热。为得到平稳的气流,应选择 (填装置字母)作为制取乙炔的发生装置,可选用 (从D~F中选择)装置收集乙炔气体。
【答案】(1) 试管 / F a
(2) 可以控制反应的发生和停止 a CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ b a
(3) B E或F
【详解】(1)标号①的仪器名称是试管;装置A为固体加热型发生装置,不考虑棉花的存在,则实验室用A装置制取氧气的原理为高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为;或氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,化学方程式为;氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法进行收集,其中用排水法能收集到较纯净的氧气,因此若要收集较纯净的氧气,选用的收集装置是F;实验结束后应先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯,防止冷凝水倒流造成试管炸裂,故选:a;
(2)C装置中有多孔隔板和弹簧夹,固体药品放在多孔隔板上,液体药品从长颈漏斗加入,通过控制弹簧夹的开关控制装置内的压强,实验固体与液体的接触与分离,当打开弹簧夹时,长颈漏斗内的液体在重力作用下进入试管,使试管内液面上升到多孔塑隔板以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭弹簧夹时,产生的气体无法排出,在试管上半部分聚积,使试管内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到多孔塑料隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置,其优点是可以控制反应的发生和停止;
若用G装置收集CO2,由于二氧化碳密度比空气大,所以气体应从a端通入;
实验室制取CO2的原理是石灰石或大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
若把G装置中盛满水,用来收集O2时,由于氧气不易溶于水,氧气的密度比水小,所以气体应从b端通入;
若在G装置中装浓硫酸用来干燥气体时,为使气体与浓硫酸充分接触,气体应从a端通入;
(3)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气体,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,B装置中分液漏斗可以控制液体药品的滴加速率,从而控制反应速率获得平稳的气体,因此选择装置B作为制取乙炔的发生装置;由于乙炔(C2H2)是一种密度比空气小、难溶于水的气体,可采用向下排空气法或排水法进行收集,即选用E或F装置收集乙炔气体。
【变式4-1】实验室制取气体时,首先要选择反应物,明确如何控制反应条件,然后确定气体发生装置和收集装置.现有下列装置,请回答以下问题:
(1)在选择反应物时,除了考虑元素守恒的要求外,还应考虑的因素有 (任写一项).
(2)实验室若用过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下制取并收集一瓶氧气;可选用的气体发生装置是 (填字母),用a仪器添加药品的优点是 .若用F装置代替E装置收集一瓶氧气,具体的操作是 .
(3)实验室制取二氧化碳可选择的发生装置是 (填字母,下同),A~E装置中可选择的收集装置是 ,验满的方法是 .
(4)氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,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的方法制取.实验室制取并收集一瓶氨气的实验装置是 (填字母).
【答案】(1)反应物是否容易获取(合理即可)
(2) B 可以控制反应速率 将集气瓶装满水,然后从f管进气
(3) B C 将燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满
(4)AD/AF
【详解】(1)选择反应物时,除了考虑元素守恒的要求外,还应考虑反应物是否容易获取、反应物的状态等。
(2)实验室若用过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下制取氧气,属于固液常温型反应,可选用的气体发生装置是B。
B装置中分液漏斗可逐滴滴加液体,控制液体的滴加速度,进而可控制反应速率,所以用a仪器添加药品的优点是:可以控制反应速率。
氧气难溶于水,可用排水法收集。若用F装置代替E装置收集一瓶氧气,由于氧气密度小于水,氧气需要从短导管通入,具体的操作是:将集气瓶装满水,然后从f管进气。
(3)实验室使用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,属于固液常温型反应,可选择的发生装置是B。
二氧化碳能溶于水、密度大于空气,不能用排水法收集,需要用向上排空气法收集,则A~E装置中可选择的收集装置是C。
二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,可使燃着的木条熄灭,通常使用燃着的木条验满二氧化碳。用C装置收集二氧化碳,验满的方法是:将燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。
(4)实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体的方法制取氨气,属于固体加热型反应,则需要选择的发生装置是A;氨气极易溶于水,密度比空气小,所以不能用排水法收集氨气,需要使用向下排空气法收集氨气,可以选择的收集装置是D或F。
故填:AD或AF。
考点五:实验室制取气体的一般思路
【例5】实验室确定制取气体的化学反应原理不需要考虑的因素是
A.反应速率的大小 B.产生的气体是否纯净
C.反应条件是否易于达到 D.气体的密度
【答案】D
【详解】A、制取气体的化学反应原理时,需要考虑反应速率,太快或太慢都不行,该选项不符合题意;
B、制取气体的化学反应原理时,需要考虑产生的气体是否纯净,否则还需要除杂,该选项不符合题意;
C、制取气体的化学反应原理时,需要考虑反应条件是否易于达到,该选项不符合题意;
D、制取气体的化学反应原理时,不需要考虑气体的密度,选择收集装置时,才考虑气体的密度,该选项符合题意。
故选D。
【变式5-1】下图装置常用于实验室制取气体,请按要求回答有关问题:
(1)装置中仪器①的名称为 。
(2)实验室制取二氧化碳时,检验二氧化碳的原理是(用方程式表示) 。
(3)在常温下,硫化亚铁固体和稀硫酸反应可以制得气体,且该气体易溶于水。若用C装置收集则进气口应为 端(选填“b”或“c”)。
(4)总结:实验室制取气体的一般思路是 (将编号排序)
①选择适当的反应,包括反应物和反应条件②验证所制得的气体③选择合适的实验装置
【答案】(1)试管
(2)
(3)c
(4)①③②
【详解】(1)由图可知,仪器①的名称为试管,故填:试管;
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用澄清石灰水检验二氧化碳。澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为,故填:;
(3)H2S易溶于水,且密度大于空气的密度,应采用向上排空气法进行收集,若用C装置来进行收集,则进气口应为c端,故填:c;
(4)实验室制取气体的一般思路是:选择适当的反应,包括反应物和反应条件,确定反应原理之后,需选择合适的实验装置,最后验证所制得的气体,故填:①③②。
一、选择题
1.下列关于的实验室制取的部分操作说法不正确的是
A.制的药品 B.检验装置的气密性
C.加入石灰石 D.收集
【答案】C
【详解】A.实验室常用石灰石(或大理石)、稀盐酸制取二氧化碳,A正确;
B.制取二氧化碳时,反应物为固体和液体,不需要加热,发生装置选择固液常温型,需要检查装置的气密性,用手捂住试管,导管口放入水中,如果导管口有气泡冒出,说明气密性良好,B正确;
C.试管中装入固体药品时,应横放试管,把石灰石固体放在试管口,再慢慢竖起试管,让固体滑进试管底部,或者用纸槽伸入试管底部,不可以直接放进去,避免砸碎试管,C错误;
D.二氧化碳密度比空气大,可以用向上排空气法,D正确;
故选C。
2.常温下,某气体无色、无味、无毒,能溶于水,密度比空气大,如果在实验室里采用如下装置且不需要加热制备该气体,则应选择的发生装置和收集装置是
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和⑤
【答案】D
【详解】反应不需要加热,应该用②装置作为发生装置;气体能够溶于水,不能用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空气法收集,即用⑤装置收集,故选D。
3.实验室制二氧化碳有以下操作:①向锥形瓶中加入大理石;②向长颈漏斗中注入稀盐酸;③固定装置;④检查装置气密性;⑤收集气体并验满二氧化碳,正确的操作顺序是
A.①②③⑤④ B.④①③②⑤ C.①②④③⑤ D.④②⑤③①
【答案】B
【详解】实验室制二氧化碳的操作中,先连接仪器,检查装置的气密性,然后先加入固体药品,塞上橡皮塞,将试管固定在铁夹台上,再沿长颈漏斗加入液体药品,用向上排空气法收集,然后检验是否集满。
故选B。
4.制取二氧化碳不需要的化学仪器是
A.导管 B.集气瓶 C.酒精灯 D.锥形瓶
【答案】C
【详解】根据实验室用稀盐酸与大理石或石灰石在常温下制取二氧化碳,使用的装置为“固液常温型”,需要用到导管、集气瓶、锥形瓶等仪器,该反应在常温下进行,所以可判断一定不需要用来加热的仪器酒精灯。
故选:C。
5.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤:①检验装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向漏斗中注入酸液;④向广口瓶中放入小块大理石;⑤收集气体。下列操作顺序正确的是
A.①②③⑤④ B.②①④③⑤ C.①④②③⑤ D.②③④①⑤
【答案】B
【详解】实验室制取二氧化碳的实验步骤为:组装仪器,检查装置的气密性,然后装入药品,加入药品时,应先装入固体,后装入液体,故先加入石灰石,后加入酸液,收集气体。故顺序为:②①④③⑤。
故选B。
6.用下列实验方法及操作不能达到相关实验目的的是
A
B
C
D
实验装置
实验目的
分离出降温结晶后的硝酸钾晶体
用于实验室制取CO2
用排水法收集一试管的氢气
实验室用浓硫酸干燥氧气
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、过滤可以实现固液分离,所以可以用过滤的方法分离出降温结晶后的硝酸钾晶体,故A能达到实验目的,A正确;
B、实验室制取CO2的原料是石灰石和稀盐酸,用稀硫酸会生成微溶的硫酸钙覆盖在石灰石表面,阻止反应的进一步发生,故B不能达到实验目的,B错误;
C、氢气难溶于水且不与水反应,可以用排水法收集,故C能达到实验目的,C正确;
D、浓硫酸具有吸水性,能够干燥氧气等气体,氧气从长管进入能达到干燥气体的目的,故D能达到实验目的,D正确。
故选B。
7.在锥形瓶甲中放入10 g块状的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10 g粉末状的碳酸钙,下图中对该实验产生气体的质量和反应时间的关系,描述正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、得到同样多的二氧化碳,甲用的时间长,乙用的时间短,本图象颠倒了,故选项错误;
B、粉末状的碳酸钠与盐酸的接触面积大,因此反应的速度快,能在短时间内得到同样多的二氧化碳,块状CaCO3用的时间比较长;即得到同样多的二氧化碳,甲用的时间长,乙用的时间短;故选项正确;
C、块状CaCO3和粉末状CaCO3都是10g,加入足量的稀盐酸后,产生的二氧化碳气体一样多;故选项错误;
D、块状CaCO3和粉末状CaCO3都是10g,加入足量的稀盐酸后,产生的二氧化碳气体一样多,并且乙用的时间短,故选项错误。
故选B。
8.某气体难溶于水,并且不与水发生反应;密度比空气小,不与空气中任何一种成分发生化学反应,可以选用的收集方法有
①向上排空气法
②向下排空气法
③排水法
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
【答案】C
【详解】某气体难溶于水,并且不与水发生反应,可选用排水法收集;某气体的密度比空气小,不与空气中任何一种成分发生化学反应,可选用向下排空气法收集,故可以选用的收集方法有②③。
故选C。
9.如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.仪器m为广口瓶
B.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置①④组合
C.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
D.在装置③中装满水收集氧气,气体应从b通入
【答案】B
【详解】A、仪器m为锥形瓶,故选项说法错误;
B、过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成氧气和水,选择固液不加热型装置,氧气密度大于空气,不易溶于水,选择向上排空气法或排水法收集,故可用装置①④来制取氧气,故选项说法正确;
C、实验室制取二氧化碳选用药品大理石(或石灰石)和稀盐酸,用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀盐酸,故选项说法错误;
D、在装置③中装满水收集氧气,气体密度小于水,气体应从c口通入,故选项说法错误;
故选:B。
10.化学方程式是国际通用的化学语言,是学习化学的重要工具.下列化学方程式书写正确的是
A.木炭在氧气中燃烧:
B.镁条在空气中燃烧:
C.铁丝在氧气中燃烧:
D.实验室制取二氧化碳:
【答案】A
【详解】A、木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,该反应的化学方程式为:,符合题意;
B、镁在空气中燃烧生成氧化镁,该反应的化学方程式为:,错误是:氧化镁的化学式错误,不符合题意;
C、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,该反应的化学方程式为:,错误是:反应条件错误,不符合题意;
D、实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:,错误是:缺少气体符号,不符合题意。
故选A。
11.甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置,对两套装置分析正确的是
A.此时甲装置中的止水夹M处于打开状态 B.甲装置气体导出过程中容器内部气压小于外部气压
C.甲装置具有启普发生器的功能 D.乙装置N处添加止水夹可以控制反应的发生和停止
【答案】C
【详解】A、由图可知,此时甲装置中固液分离,因此止水夹M处于关闭状态,故选项说法不正确;
B、甲装置气体导出过程中,甲装置内气压大于外界气压,气体才会顺利导出,故选项说法不正确;
C、甲装置可将固体置于多孔隔板上,通过开关止水夹,控制固液的接触和分离,从而实现反应的发生和停止,因此甲装置具有启普发生器的功能,故选项说法正确;
D、乙装置N处添加止水夹,不能控制反应的发生和停止,是因为该装置无法将固液分离,故选项说法不正确。
故选C。
12.现有下列反应:① ② ③ ④。其中适用于实验室制取二氧化碳的是
A.①②③④ B.①③④ C.①④ D.④
【答案】D
【详解】制取气体时,反应物最好不要是气体,否则制取的气体不纯,①②中均由气体,不适用于实验室制取二氧化碳,碳酸钙高温条件下生成氧化钙和二氧化碳,条件不容易达到,也不适用于实验室制取二氧化碳,碳酸钙和盐酸在常温下制取二氧化碳,且药品易获得,适用于实验室制取二氧化碳,故选D。
13.下列有关实验室制取和收集氧气、二氧化碳的说法,不正确的是
A.用装置①制取氧气,试管口略向下倾斜目的是防止水倒流使试管炸裂
B.用装置②制取氧气,相关反应的化学方程式为
C.用装置③收集氧气,导管口的气泡均匀连续冒出方可收集
D.如用装置④收集二氧化碳,则气体应从b端通入
【答案】D
【详解】A、用装置①制取氧气,试管口略向下倾斜目的是防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管,说法正确;
B、装置②是固体与液体混合不需加热的发生装置,制氧气所用药品是过氧化氢和二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:,说法正确;
C、用装置③收集氧气,导管口的开始放出的气体中含有较多的空气,等气泡均匀连续冒出方可收集,说法正确;
D、二氧化碳密度大于空气,如用装置④收集二氧化碳,则气体应从a端通入,说法错误。
故选D。
14.某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是
A.长颈漏斗可用来添加稀硫酸
B.可选用大理石和稀硫酸制取
C.收集的导管应伸入集气瓶底部
D.先将水注入锥形瓶液封,再检查气密性
【答案】B
【详解】A、长颈漏斗可用来添加稀硫酸,故选项说法正确;
B、实验室不能选用大理石和稀硫酸制取CO2,因为稀硫酸与块状大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,会覆盖在大理石表面,阻止反应的进行,故选项说法错误;
C、二氧化碳的密度比空气的密度大,收集CO2的导管应伸入集气瓶底部,这样有利于将集气瓶内的空气排尽,故选项说法正确;
D、先将水注入锥形瓶液封,再检查气密性,防止生成的气体从长颈漏斗处逸出,故选项说法正确;
故选:B。
二、实验题
15.根据下列实验装置,回答问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)写出实验室用A装置制取二氧化碳的化学方程式: ,若要控制气体产生的速率,可对A装置进行改进的措施是: 。(3)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气。应选用的发生和收集装置为 ;若某气体可用E装置收集,可推断该气体的性质 。
【答案】 酒精灯 CaCO3 +2HCl = CaCl2 + CO2+ H2O 用分液漏斗代替长颈漏斗(答案合理即可给分) AC或AE 难溶于水,不与水反应
【详解】(1)由图可得,仪器a为酒精灯;
(2)装置A适用于固液不加热反应,适用于稀盐酸与大理石(或石灰石)反应制取二氧化碳,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故其化学方程式为;用装置A制取二氧化碳,若要能控制反应速率,则要进行的改进是把长颈漏斗换成分液漏斗,可通过分液漏斗控制药品的滴加速率,从而控制反应速率,故答案为②CaCO3+2HCl = CaCl2+ CO2↑+ H2O,③用分液漏斗代替长颈漏斗;
(3)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气,该反应属于固液不加热反应,发生装置应选A;氢气难溶于水,且密度比空气小,故可采用排水法和向下排空气法,氢气不与水发生反应且难溶于水,故其可采用排水法收集,因此答案为④AC或AE,⑤难溶于水且不与水发生反应。
16.下列装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。
(1)写出仪器①的名称 。
(2)小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,选择B装置作为发生装置,长颈漏斗下端管口应 ,应选择的收集装置是 (填字母代号)。
(3)将燃着的木条放在集气瓶口,发现木条 ,说明二氧化碳已收集满。
【答案】(1)试管
(2) 反应物液面以下 D
(3)熄灭
【详解】(1)仪器①的名称是试管;
(2)小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,选择B装置作为发生装置,长颈漏斗下端管口应伸入反应物液面以下形成“液封”,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,应选择的收集装置是D;
(3)二氧化碳不可燃也不支持燃烧,将燃着的木条放在集气瓶口,发现木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。
17.用下图装置在实验室收集一瓶CO2进行性质实验,据图回答问题:
(1)实验室制取二氧化碳一般用 和 反应来制取。
(2)写出下图中标号仪器的名称:A是 ,B是 。
(3)检查装置气密性的操作和现象是:先用弹簧夹夹住导气管中的橡皮管,再向A中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到 ,说明气密性良好。
(4)检验CO2是否收集满的操作和现象是:将燃着的木条放在 ,若火焰熄灭,说明已经收集满。
【答案】(1) 大理石/石灰石 稀盐酸
(2) 长颈漏斗 集气瓶
(3)水柱不下降
(4)集气瓶口
【详解】(1)碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,所以实验室使用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳,故填大理石或石灰石;稀盐酸;
(2)根据图示可知,仪器A为长颈漏斗,仪器B为集气瓶。故填长颈漏斗;集气瓶;
(3)先用弹簧夹夹住导气管中的橡皮管,再向A中加入水至形成一段水柱,此时集气瓶内形成密封空间,若密封良好,则瓶内气压不再变化,所以静置时,可以看到长颈漏斗末端的水柱不在变化;若水柱下降,证明气密性不好。故填水柱不下降;
(4)二氧化碳不支持燃烧,所以对集气瓶内的二氧化碳进行验满时,将燃着的木条放在集气瓶口,若燃着的木条熄灭,则气体已满。故填集气瓶口。
18.(1)某同学利用“多米诺骨牌”效应,设计了如图气体制取与性质验证的组合实验.打开A中分液漏斗的活塞,很快看到E中导管口有气泡冒出,且溶液由紫色变红色,请看图回答问题:
①A中反应的化学方程式 .
②C、D中看到的现象分别是 .写出D中反应的化学方程式 .
③用化学方程式表示E中颜色变化的原因 ;能用F装置收集气体的依据是 .
(2)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,请仔细观察如图(F~J)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若要测定收集的二氧化碳气体体积,应选用 装置.
③若用J装置收集二氧化碳气体,植物油的作用是 .
④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,应选用 装置.请写出其中发生的化学方程式 .
【答案】 C中液面下降、稀盐酸进入D中,产生大量气泡 二氧化碳密度比空气密度大 b J 隔离作用 I
【详解】(1)如图所示组合实验中,打开A中分液漏斗的活塞,过氧化氢溶液进入锥形瓶中,在二氧化锰做催化剂的条件下分解生成水和氧气,氧气进入B试管中,可以看到水中有气泡,沿导管进入C中,氧气由短管进,会将C中的稀盐酸排入D中,D中石灰石(主要成分为碳酸钙)与稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙和水,二氧化碳进入E中,导管口有气泡冒出,二氧化碳与水反应生成碳酸,会使溶液由紫色变红色,F为向上排空气法收集气体的装置,则有:
①A中过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为。
②C、D中看到的现象分别是C中液面下降、稀盐酸进入D中,产生大量气泡;D中碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳、氯化钙和水,反应的化学方程式为。
③E中二氧化碳与水反应生成碳酸,会使石蕊溶液由紫色变红色,用化学方程式表示E中颜色变化的原因为;能用F装置向上排空气法收集二氧化碳的依据是二氧化碳的密度比空气密度大。
(2)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,如图(G~J)各个装置的特点,则有:
①氧气的密度比空气密度大,用向上排空气法进行收集,实验室若用F装置收集氧气,氧气从短导管进,则氧气应从b口进入。
②若要测定收集的二氧化碳气体体积,应选用J装置,排出的水的体积即二氧化碳气体的体积。
③二氧化碳溶于水且与水反应,若用J装置收集二氧化碳气体,植物油的作用是隔离作用,防止二氧化碳溶于水且与水反应。
④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,应选用I装置,因为一氧化碳与石灰水不反应且不溶于水,二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙和水,可以利用石灰水除去二氧化碳,其中发生反应的化学方程式为。
19.实验室制取气体的部分仪器如图。
(1)写出指定仪器的名称: E , M 。
(2)实验室制取二氧化碳所用的药品是 ,反应的化学方程式是 。
(3)实验室制取并收集一瓶二氧化碳,所选用的仪器是 (填序号),检查发生装置气密性的方法是 。
【答案】(1) 长颈漏斗 水槽
(2) 石灰石和稀盐酸 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑
(3) CDEG 用止水夹夹住橡胶管,向长颈漏斗内注水,一段时间后,在长颈漏斗内形成一段稳定的水柱
【详解】(1)E是长颈漏斗,M是水槽;
(2)实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,反应的化学方程式是2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)实验室制取二氧化碳的装置,属于固液常温型,需要的仪器有CDEG,检查该发生装置气密性的方法是用止水夹夹住橡胶管,向长颈漏斗内注水至长颈漏斗的末端在水面以下,一段时间后,在长颈漏斗内形成一段稳定的水柱。
20.I.如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图,请回答下列问题。
(1)请写出图中标号a的仪器名称 。
(2)实验室用加热固体混合物的方法制氧气,反应的化学方程式为 。
(3)实验室制取并收集可选择的装置组合是 (填字母序号)。写出用澄清石灰水检验的化学方程式 。
Ⅱ.跨学科实践活动:二氧化碳自动补给装置
(4)兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理,还能进一步发明与生活相关的装置,并设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由图可推知,二氧化碳是否产生与A瓶内的 (填“压强”或“温度”)有关。
(5)为了水草更好的生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口放置于鱼缸 的位置(填“1”“2”或“3”)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)2KClO32KCl+3O2↑
(3) BD CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(4)压强
(5)3
【详解】(1)图中标号a的仪器名称是长颈漏斗。
(2)实验室用加热固体混合物的方法制氧气,且试管口没有放棉花团,则是用氯酸钾制取氧气,反应的化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑。
(3)实验室用大理石或石灰石、稀盐酸制取二氧化碳,选择固液常温型发生装置B,二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,二氧化碳的密度比空气的密度大,可用向上排空气法收集,选择收集装置D,所以实验室制取并收集CO2可选择的装置组合是BD。澄清石灰水是氢氧化钙溶液,与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水,所以用澄清石灰水检验CO2的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(4)兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理,还能进一步发明与生活相关的装置,并设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由图可推知,关闭气量调节阀,二氧化碳气体不能排出,A瓶内气体增多,压强变大,稀盐酸被压进长颈漏斗中与大理石脱离,反应停止,打开气量调节阀,二氧化碳气体排出,A瓶内压强变小,稀盐酸进入A瓶内与大理石接触,反应发生。所以二氧化碳是否产生与A瓶内的压强有关。
(5)为了水草更好的生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口放置于鱼缸3的位置,使二氧化碳与水充分接触。
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第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
模块导引:
学习目标 思维导图 知识精讲 归纳总结
成果小测 考点解析 课后作业
1. 了解实验室制取二氧化碳的化学反应原理。
2. 探究实验室制取二氧化碳的装置。
3. 了解实验室制取气体的一般思路和方法。
1、 二氧化碳的实验室制取
1.实验室制取二氧化碳
(1)反应药品:实验室制取CO2常选用 大理石(或石灰石) 和 稀盐酸 。
(2)反应原理:CaCO3+HCl→CaCl2+H2O+CO2↑
(3)制取装置:
(4)实验步骤:仪器连接→检查气密性→装入大理石→加入稀盐酸→收集气体
(5)气体检验:将待测气体通入 澄清石灰水 中,若 石灰水变浑浊 ,则证明该气体是CO2。
(6)气体收集:CO2气体只能用 向上排空气法 收集,是因为 二氧化碳能溶于水且密度比空气大 。
(7)气体验满:将燃着的木条放在 集气瓶口 ,若 木条熄灭 ,则证明已满。
2.实验室制取气体的一般思路和方法
(1)选择适当的反应原理;
(2)选择合适的发生装置和收集装置;
(3)须验证所制得的气体。
3.常考易错点
(1)实验室制取CO2一般不能用硫酸代替稀盐酸,因为反应生成的硫酸钙是种微溶物,覆盖在大理石上,阻止了反应进一步的进行;
(2)不能用Na2CO3或CaCO3粉末代替大理石,因为它们与酸反应速率太快不易控制;
(3)制取CO2一般不用浓盐酸,因为其易挥发出氯化氢气体,使制取的气体不纯。
(4)实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。确定发生装置时要考虑的因素是反应物的状态和反应条件, 确定收集装置所制取气体的密度与空气比较的相对大小,是否易溶于水,是否与水发生反应。
2、 探究实验室制取气体的装置
发 生 装 置
收 集 装 置
实验
装置
选择
依据
发生装置选择要根据 和
(1)反应物的状态有: 、 、液体与液体反应等
(2)反应条件有:加热、高温、催化剂等
收集装置选择要根据气体的 和气体的 及气体
(1)排空气法
密度比空气的大——
密度比空气的小—
(2)排水法
溶于水,
其它
因素
(1)原料
(2)实验反应条件
(3)实验装置
(3)实验操作
(4)反应 ,便于控制
(5)生成气体不混入 ,便于收集等
三、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、 、使用 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 ,产生的气体是否 、是否 ,实验操作是否 ,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 和 确定气体发生装置;
根据气体的性质(如 、是否 、是否 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 (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。
二氧化碳的实验室制法
1.药品:
大理石(或石灰石)、稀盐酸。
2.反应原理:
CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置:
(1)发生装置:“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下:
(2)装置连接时要注意以下两点:
①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下,否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉;
②导气管伸入容器内无需太长,更不能插入到液面以下。若伸入到液面下,气体就无法从导管口排出。
(3)收集装置:气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水,密度比空气的大,通常采用向上排空气法收集(如右图所
示)。收集时要注意将导管插到瓶底。
4.验满:
将燃着的木条置于集气瓶口,如木条熄灭,则二氧化碳收集满了。
5.检验:
将产生的气体通入澄清的石灰水中,若观察到石灰水变浑浊,说明有CO2生成。
1.判断题
(1)实验室制取二氧化碳的常用药品是碳酸钙和稀盐酸。( )
(2)实验室制取气体选择反应原理时要考虑反应产生的气体用途是否广泛( )
(3)实验室制二氧化碳,向容器中先加稀盐酸,后加入石灰石( )
(4)实验室制取二氧化碳,可用稀硫酸代替稀盐酸( )
(5)某同学用石灰石与盐酸制得的气体通入澄清石灰水时未见浑浊,可能是盐酸浓度过大( )
(6)实验室制取二氧化碳不能选择硫酸和石灰石,但可以选择硫酸和碳酸钙粉末。( )
(7)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( )
(8)实验室用石灰石与浓盐酸反应制取二氧化碳( )
(9)由于二氧化碳密度比空气大,所以只能用向下排空气法收集二氧化碳。( )
(10)因为二氧化碳能溶于水并且也可以和水反应,故不能用排水法收集( )
2.下图是实验室制取气体的部分装置。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。
①该反应的化学方程式为 ;
②用该方法制取CO2的发生装置应选择 (填序号)。
(3)用装置C收集CO2,验满的操作为 。
考点一 :实验室制取二氧化碳的装置
【例1】利用如图所示装置,能完成实验室制取气体的是
A.用②③制取二氧化碳 B.用②⑤制取氧气
C.用①④制取二氧化碳 D.用①③制取氧气
【变式1-1】如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.用过氧化氢溶液制取,可选用装置②④组合
B.用装置①制取,分液漏斗中应装稀硫酸
C.装置①的优点的是可以控制反应的速率
D.用装置③收集,气体应从管口c通入
考点二:实验室制取二氧化碳原理
【例2】现有下列反应:① ② ③ ④。其中适用于实验室制取二氧化碳的是
A.①②③④ B.①③④ C.①④ D.④
【变式2-1】下列反应都能生成二氧化碳,但实验室制取二氧化碳不能用下列方法,有关原因叙述 不正确的是
A.碳在空气中燃烧,可能生成CO,使制得的气体不纯
B.不用浓盐酸是因为浓盐酸有挥发性,使制得的气体中混有HCl气体
C.碳酸钠和稀盐酸反应速率太慢,收集时间太长
D.不用稀硫酸是因为稀硫酸和碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会覆盖在固体表面使反应停止
考点三:实验室制取二氧化碳的步骤和操作
【例3】规范操作是实验的关键,实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,下列操作正确的是
A.加石灰石 B.制取
C.验满 D.检验
【变式3-1】实验室制取二氧化碳,大致分为以下几步:a检查装置的气密性;b连接装置;c装石灰石,用带导管的单孔塞塞紧后,固定在铁架台上;d收集二氧化碳; e加稀盐酸;f验满。实验操作顺序正确的是( )
A.bacedf B.abcdef C.bcadfe D.abcdfe
考点四:实验室制取气体的综合考查
【例4】如图是实验室常用的装置。回答下列问题:
(1)写出标号①的仪器名称 。写出实验室用A装置(不考虑棉花的存在)制取氧气的化学方程式 ,若要收集较纯净的氧气,应选用的装置是 (填装置字母),实验结束后应 (填字母)。
a.先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯
b.先熄灭酒精灯,再将导管移出水槽
(2)实验室若选用C装置作为制取CO2的发生装置,其优点是 ,若用G装置收集CO2气体应从 (填“a”或“b”)端通入,写出实验室制取CO2的化学方程式 ;若把G装置中盛满水,用来收集O2时,气体应从 (填“a”或“b”)端通入;若在G装置中装浓硫酸用来干燥气体时,气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(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气体,该反应非常剧烈,且会放出大量的热。为得到平稳的气流,应选择 (填装置字母)作为制取乙炔的发生装置,可选用 (从D~F中选择)装置收集乙炔气体。
【变式4-1】实验室制取气体时,首先要选择反应物,明确如何控制反应条件,然后确定气体发生装置和收集装置.现有下列装置,请回答以下问题:
(1)在选择反应物时,除了考虑元素守恒的要求外,还应考虑的因素有 (任写一项).
(2)实验室若用过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下制取并收集一瓶氧气;可选用的气体发生装置是 (填字母),用a仪器添加药品的优点是 .若用F装置代替E装置收集一瓶氧气,具体的操作是 .
(3)实验室制取二氧化碳可选择的发生装置是 (填字母,下同),A~E装置中可选择的收集装置是 ,验满的方法是 .
(4)氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,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的方法制取.实验室制取并收集一瓶氨气的实验装置是 (填字母).
考点五:实验室制取气体的一般思路
【例5】实验室确定制取气体的化学反应原理不需要考虑的因素是
A.反应速率的大小 B.产生的气体是否纯净
C.反应条件是否易于达到 D.气体的密度
【变式5-1】下图装置常用于实验室制取气体,请按要求回答有关问题:
(1)装置中仪器①的名称为 。
(2)实验室制取二氧化碳时,检验二氧化碳的原理是(用方程式表示) 。
(3)在常温下,硫化亚铁固体和稀硫酸反应可以制得气体,且该气体易溶于水。若用C装置收集则进气口应为 端(选填“b”或“c”)。
(4)总结:实验室制取气体的一般思路是 (将编号排序)
①选择适当的反应,包括反应物和反应条件②验证所制得的气体③选择合适的实验装置
一、选择题
1.下列关于的实验室制取的部分操作说法不正确的是
A.制的药品 B.检验装置的气密性
C.加入石灰石 D.收集
2.常温下,某气体无色、无味、无毒,能溶于水,密度比空气大,如果在实验室里采用如下装置且不需要加热制备该气体,则应选择的发生装置和收集装置是
A.①和③ B.②和④ C.①和④ D.②和⑤
3.实验室制二氧化碳有以下操作:①向锥形瓶中加入大理石;②向长颈漏斗中注入稀盐酸;③固定装置;④检查装置气密性;⑤收集气体并验满二氧化碳,正确的操作顺序是
A.①②③⑤④ B.④①③②⑤ C.①②④③⑤ D.④②⑤③①
4.制取二氧化碳不需要的化学仪器是
A.导管 B.集气瓶 C.酒精灯 D.锥形瓶
5.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤:①检验装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向漏斗中注入酸液;④向广口瓶中放入小块大理石;⑤收集气体。下列操作顺序正确的是
A.①②③⑤④ B.②①④③⑤ C.①④②③⑤ D.②③④①⑤
6.用下列实验方法及操作不能达到相关实验目的的是
A
B
C
D
实验装置
实验目的
分离出降温结晶后的硝酸钾晶体
用于实验室制取CO2
用排水法收集一试管的氢气
实验室用浓硫酸干燥氧气
A.A B.B C.C D.D
7.在锥形瓶甲中放入10 g块状的碳酸钙,在锥形瓶乙中放入10 g粉末状的碳酸钙,下图中对该实验产生气体的质量和反应时间的关系,描述正确的是
A. B.
C. D.
8.某气体难溶于水,并且不与水发生反应;密度比空气小,不与空气中任何一种成分发生化学反应,可以选用的收集方法有
①向上排空气法
②向下排空气法
③排水法
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
9.如图是实验室制取气体的部分装置示意图,下列说法正确的是
A.仪器m为广口瓶
B.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置①④组合
C.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀硫酸
D.在装置③中装满水收集氧气,气体应从b通入
10.化学方程式是国际通用的化学语言,是学习化学的重要工具.下列化学方程式书写正确的是
A.木炭在氧气中燃烧:
B.镁条在空气中燃烧:
C.铁丝在氧气中燃烧:
D.实验室制取二氧化碳:
11.甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置,对两套装置分析正确的是
A.此时甲装置中的止水夹M处于打开状态 B.甲装置气体导出过程中容器内部气压小于外部气压
C.甲装置具有启普发生器的功能 D.乙装置N处添加止水夹可以控制反应的发生和停止
12.现有下列反应:① ② ③ ④。其中适用于实验室制取二氧化碳的是
A.①②③④ B.①③④ C.①④ D.④
13.下列有关实验室制取和收集氧气、二氧化碳的说法,不正确的是
A.用装置①制取氧气,试管口略向下倾斜目的是防止水倒流使试管炸裂
B.用装置②制取氧气,相关反应的化学方程式为
C.用装置③收集氧气,导管口的气泡均匀连续冒出方可收集
D.如用装置④收集二氧化碳,则气体应从b端通入
14.某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是
A.长颈漏斗可用来添加稀硫酸
B.可选用大理石和稀硫酸制取
C.收集的导管应伸入集气瓶底部
D.先将水注入锥形瓶液封,再检查气密性
二、实验题
15.根据下列实验装置,回答问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)写出实验室用A装置制取二氧化碳的化学方程式: ,若要控制气体产生的速率,可对A装置进行改进的措施是: 。(3)实验室常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气。应选用的发生和收集装置为 ;若某气体可用E装置收集,可推断该气体的性质 。
16.下列装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。
(1)写出仪器①的名称 。
(2)小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,选择B装置作为发生装置,长颈漏斗下端管口应 ,应选择的收集装置是 (填字母代号)。
(3)将燃着的木条放在集气瓶口,发现木条 ,说明二氧化碳已收集满。
17.用下图装置在实验室收集一瓶CO2进行性质实验,据图回答问题:
(1)实验室制取二氧化碳一般用 和 反应来制取。
(2)写出下图中标号仪器的名称:A是 ,B是 。
(3)检查装置气密性的操作和现象是:先用弹簧夹夹住导气管中的橡皮管,再向A中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到 ,说明气密性良好。
(4)检验CO2是否收集满的操作和现象是:将燃着的木条放在 ,若火焰熄灭,说明已经收集满。
18.(1)某同学利用“多米诺骨牌”效应,设计了如图气体制取与性质验证的组合实验.打开A中分液漏斗的活塞,很快看到E中导管口有气泡冒出,且溶液由紫色变红色,请看图回答问题:
①A中反应的化学方程式 .
②C、D中看到的现象分别是 .写出D中反应的化学方程式 .
③用化学方程式表示E中颜色变化的原因 ;能用F装置收集气体的依据是 .
(2)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,请仔细观察如图(F~J)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若要测定收集的二氧化碳气体体积,应选用 装置.
③若用J装置收集二氧化碳气体,植物油的作用是 .
④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,应选用 装置.请写出其中发生的化学方程式 .
19.实验室制取气体的部分仪器如图。
(1)写出指定仪器的名称: E , M 。
(2)实验室制取二氧化碳所用的药品是 ,反应的化学方程式是 。
(3)实验室制取并收集一瓶二氧化碳,所选用的仪器是 (填序号),检查发生装置气密性的方法是 。
20.I.如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图,请回答下列问题。
(1)请写出图中标号a的仪器名称 。
(2)实验室用加热固体混合物的方法制氧气,反应的化学方程式为 。
(3)实验室制取并收集可选择的装置组合是 (填字母序号)。写出用澄清石灰水检验的化学方程式 。
Ⅱ.跨学科实践活动:二氧化碳自动补给装置
(4)兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理,还能进一步发明与生活相关的装置,并设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。由图可推知,二氧化碳是否产生与A瓶内的 (填“压强”或“温度”)有关。
(5)为了水草更好的生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口放置于鱼缸 的位置(填“1”“2”或“3”)。
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