第2节 二氧化碳的实验室制法（9大题型专项训练，江苏专用）化学新教材沪教版九年级上册

第2节 二氧化碳的实验室制法 题型01 实验室制取二氧化碳的化学原理 题型02 实验室制取二氧化碳的装置组装 题型03 二氧化碳的检验、验满及净化 题型04 控制反应发生和停止的装置创新 题型05 二氧化碳的制取与性质综合实验 题型06 实验探究制备二氧化碳药品的最佳选择 题型07 数字化实验在二氧化碳制备中的应用 题型08 多功能瓶的使用 题型09 实验室制取气体的一般思路和方法 题型01 实验室制取二氧化碳的原理 实验药品 大理石（石灰石）、稀盐酸 制备原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 【典例1】（2025·江苏镇江·模拟预测）请结合图示实验装置，回答下列问题。 （1）写出有标号的仪器名称：① ，② 。 （2）用A装置制O2的化学方程式为 ，可选E装置收集O2，理由是 。 （3）实验室制取CO2的化学方程式为 ，若用C装置替代B装置作发生装置，其优点是 。若用D装置收集CO2，气体应从 （选填“a”或“b”）端通入。 （4）某同学采用图所示的装置分离H2、CO2混合气体。 步骤如下： ①关闭活塞B，打开活塞A，通入混合气体，可收集到H2。 ②X溶液最好选择 （选填序号）。 a．NaOH浓溶液      b．饱和Ca（OH）2溶液 ③然后， （填操作），又可收集到CO2。 ④选用稀H2SO4而不用盐酸，可能的原因是 。 【变式1-1】实验室制CO2气体，最适宜的一组药品是 A．石灰石和稀硫酸 B．石灰石和稀盐酸 C．碳燃烧 D．木炭和氧化铜 【变式1-2】关于二氧化碳气体制造和性质检验的说法中合理的是 A．二氧化碳使紫色石蕊变红 B．制二氧化碳能用浓盐酸或稀硫酸代替稀盐酸 C．二氧化碳不能用排水法收集 D．二氧化碳用澄清石灰水验满 【变式1-3】（24-25九年级上·江苏徐州·阶段检测）下列有关二氧化碳的制备、收集、检验和性质的说法正确的是 A．用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳 B．将燃烧的木条放在集气瓶口，木条熄灭则二氧化碳已经集满 C．将燃着的木条伸入集气瓶中，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳 D．空气中CO2体积分数达到8%以上，会致人呼吸困难甚至窒息，因此二氧化碳有毒 题型02 实验室制取二氧化碳的装置 装置 说明 发生装置 实验室制取二氧化碳的简易装置，常用来制取少量二氧化碳气体。 该可以制取较多量二氧化碳气体,使用长颈漏斗便于添加液体试剂，使用该装置时,应将长颈漏斗的末端伸入液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出。  该装置检查装置气密性的方法：在短导管处连接一段橡胶管,向锥形瓶内注水,使长颈漏斗末端伸入液面以下,用止水夹夹住橡胶管,继续注水,若长颈漏斗中液面稳定不下降,则装置气密性良好。（方法不唯一） 收集装置 在通常情况下,二氧化碳的密度比空气的大，且不与空气中的成分发生反应，故常用向上排空气法收集二氧化碳。  二氧化碳也可以用排水法收集。 【典例2】（2025·江苏宿迁·二模）在化学实验操作考试中，小明和小英分别抽取了如图制取二氧化碳试题。回答下列问题： （1）实验室用装置甲制取二氧化碳，多孔塑料板上放的药品是 （填名称）。 （2）组装一套与甲装置具有相同功能的发生装置，应选用丙图中的仪器 （填字母）。 （3）用装置乙收集二氧化碳，气体应从 （填“m”或“n”）端通入。 【变式2-1】（2025·江苏淮安·中考真题）下列关于实验室制取CO2的操作，不能达到实验目的的是 A．检查气密性 B．制备CO2 C．干燥CO2 D．收集CO2 【变式2-2】（24-25九年级上·江苏连云港·期中）实验室制取气体常用到下列图示仪器，据此回答问题。 实验室制取并收集CO2应选用的仪器是 填字母序号；收集CO2时采用向上排空气法，这是利用CO2的什么物理性质？ 。 【变式2-3】（24-25九年级上·江苏泰州·阶段检测） 助力“碳中和”，CO2的产生、制备与资源化利用是重要研究课题。 CO2的产生：化石燃料的燃烧排放大量CO2。 （1）CO2的制备： ①用甲、乙装置制取二氧化碳时，发现稀盐酸不够，为方便添加稀盐酸且能控制反应速率，可对甲、乙装置进行改进，选择丙图中的 （填仪器名称，下同） 替换甲、乙装置中的相关器材，并把丙图中的 组装到甲或乙装置中。 ②某同学用丁装置作为二氧化碳的发生装置（大理石放在多孔隔板上）。制取二氧化碳的化学方程式为 ：若用戊装置收集二氧化碳，请设计验满该气体的实验方案 （写出操作，现象和结论）。若将 CO2通入己装置，则试管中发生反应的化学方程式 ，烧杯中的现象是 。 （2） CO2的减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质X反应制取氢气，化学方程式为： ，则 X的化学式为 。 （3） CO2的转化：我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖，其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。“电催化还原”反应原理如图所示。 ①写出如图所示反应的化学方程式： 。 ②绿色植物的光合作用：。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖（）的质量 （写出计算过程）。 题型03 二氧化碳的检验、验满及净化 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。 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。 常见装置及用途。 装置 药品 浓硫酸 浓氢氧化钠溶液 饱和碳酸氢钠溶液 用途 干燥CO2、O2等酸性或中性气体，不能干燥NH3等碱性气体 可除去CO2、SO2、HCl等酸性气体 除去CO2中的HCl 【典例3】下列是某兴趣小组制取、收集并检验CO2的有关实验操作，其中错误的是（　　） A. 甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端冒气泡，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. 丙图装置可以测量CO2的体积，植物油是为了防止CO2气体溶于水 D. 丁图中为了检验CO2，滴入的试剂为澄清石灰水 【变式3-1】鉴别氮气和二氧化碳最合适的方法是 A．闻气味 B．燃着的木条 C．澄清石灰水 D．看颜色 【变式3-2】下列有关二氧化碳的制取、收集、验满和检验的操作，其中错误的是 A．B． C． D． 【变式3-3】检验集气瓶中是否收集满二氧化碳的正确方法是 A．用燃烧的木条放在瓶口 B．用燃着的木条伸入瓶内 C．用带火星的木条伸入瓶内 D．加澄清的石灰水振荡 题型04 控制反应发生和停止的装置创新 适用于块状固体与液体的反应，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。 【典例4】用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是 A．B．C． D． 【变式4-1】如图所示的发生装置中，不能随时控制反应发生和停止的是 A． B．C． D． 【变式4-2】已知实验室常用块状大理石和稀盐酸来制取二氧化碳。化学兴趣小组想灵活控制气体的产生与停止，于是对装置A进行了改进，如图所示。 （1）他们首先将块状大理石放在 （填“试管底部”或“多孔隔板上”）； （2）打开活塞K，经仪器g向试管中缓慢加入稀盐酸至浸没块状大理石，立即产生二氧化碳，收集完后，经操作A，反应随后停止。操作A的方法及装置中出现的现象为 。 【变式4-3】（23-24九年级上·江苏扬州·期中）化学是一门以实验为基础的学科，如图是实验室气体制取和气体性质的实验装置图，回答问题：    （1）写出仪器名称：a 。 （2）实验室B装置制取氧气，其反应方程式为 ，若用D装置收集O2，验满的方法是 。 （3）实验室可以用块状碳化钙固体（化学式CaC2）与水反应制取乙炔气体（化学式C2H2），同时生成氢氧化钙，写出该反应的化学方程式 ；由于反应过于激烈，需要控制反应的速率，应选择的发生装置为 ；若收集该气体可以用排水集气法，说明该气体具有的性质有 。 （4）实验E中，①②为用紫色石蕊溶液润湿的小花，能说明CO2密度大于空气的现象 。 （5）完成图F实验时，绕成螺旋状的铁丝比直铁丝燃烧剧烈的原因是 ， 反应的化学方程式为 。 （6）类似于装置C，甲、乙、丙是某同学设计的三套制取二氧化碳的发生装置，对三套装置分析不正确的是______。    A．甲装置此时容器内右侧大气压大于外界大气压 B．此时甲装置中的止水夹M处于打开状态 C．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能 D．丙装置具有可控制反应进行或停止的功能 题型05 二氧化碳的制取与性质综合实验 实验室制取二氧化碳通常采用稀盐酸与大理石（主要成分为碳酸钙）反应，化学方程式为CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。实验装置选用固液不加热型，使用简易装置，通过向上排空气法收集（因CO₂密度大于空气）。验满方法是将燃着的木条置于集气瓶口，若火焰熄灭则证明已集满。 性质实验包括： 1. 物理性质验证：将CO₂倒入放有高低蜡烛的烧杯，蜡烛自下而上熄灭，证明其不支持燃烧且密度大于空气。 2. 化学性质验证：通入澄清石灰水产生白色沉淀（Ca（OH）₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O），该反应可用于CO₂检验； 3. 溶解性实验：向收集CO₂的矿泉水瓶内加水振荡，瓶身变瘪证明其可溶于水； 4. 酸性验证：向蒸馏水中通入CO₂后滴加紫色石蕊试液变红，证明生成碳酸（H₂O + CO₂ = H₂CO₃）。注意事项包括：避免使用硫酸（会生成微溶CaSO₄覆盖大理石表面阻止反应），收集时导管应伸到集气瓶底部，实验后需处理废液防止污染。 【典例5】（23-24九年级上·江苏常州·期中）CO2对人类生存、生活有着重大影响，某小组同学对CO2的相关知识作如下探究。 （一）CO2的制取和性质探究 （1）该小组用一定浓度的盐酸和大理石为原料，且利用如图1所示装置制备二氧化碳。 ①装置A或B都可以作为制取二氧化碳的发生装置，装置B相对于装置A的优点是 ，实验室制取二氧化碳发生反应的符号表达式为 。 ②装置C可用于收集二氧化碳，气体应从 （填a或b）口进入C，请推测该方法收集二氧化碳的依据是 。 （2）探究是否可用排水集气法收集到CO2 利用传感器对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究，实验装置如图2所示： 【实验步骤】 ①按实验装置图2组装仪器。 ②用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数 ，证明装置气密性良好。 ③打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，收集满CO2后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。 ④用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15mLH2O，观察两分钟之内体系的压强变化如图3所示。 【总结与拓展】 ⑤图3中，30s到100s之间压强逐渐减小的原因是 。 ⑥经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法 （填“可以”或“不可以”）收集到CO2气体。 （3）验证CO2的性质 如图4是验证CO2性质的实验装置，实验时，持续通入CO2。 步骤Ⅰ：打开K1关闭K2，观察现象。 步骤Ⅱ：关闭K1，打开K2，加热水，一段时间后，观察现象。 ①步骤Ⅰ说明CO2具有的化学性质是 。 ②步骤Ⅱ：一段时间后，观察到的实验现象是 ，说明CO2能与水反应。 （二）CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点。 （4）石灰石循环法可用于捕集烟气中的CO2，该方法以CaO捕集CO2将所得产物在高温下煅烧可重新获得CaO和CO2，生成的CaO具有疏松多孔的内部结构，其在捕集过程中对CO2具有良好的 性。 【变式5-1】（25-26九年级上·江苏·阶段检测）实验室利用如图所示装置进行实验，请回答下列问题。 （1）写出图中标有字母的仪器名称：a： ；b： 。 （2）某同学欲用高锰酸钾制取氧气，他选用的发生装置是 （填序号），实验时在该装置试管内靠近管口位置放一团棉花，其目的是 ；请你帮他写出反应的文字或符号表达式： ；如果选择装置⑤收集氧气当看到 现象说明氧气已经收集满。 （3）同学们欲用大理石和盐酸制取并获得一瓶干燥纯净的二氧化碳，选用装置 外，还选用了装置⑥两次，装置⑥中的液体依次是饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸，其作用分别是 、 ，气体应从装置⑥的（填“E”或“F”） 端进入。如果用装置⑥用排水法收集氢气气体从 端通入。 【变式5-2】（24-25九年级上·江苏淮安·阶段检测）如图所示是实验室制取气体的装置图： （1）写出仪器的名称：a ，b ； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 。在试管口放一小团棉花的目的是 ；可用C装置来收集氧气的原因是 。 （3）用装置B和D组合制取气体，实验结束后应先 后 ，这样做的目的是 。 （4）利用装置F可以完成的实验有 。（填序号） ①瓶内装澄清石灰水，气体从c端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳； ②气体从d端通入，收集氧气； ③瓶内装满水，C端接量筒，气体从d端通入，测量氧气体积 【变式5-3】（2025·江苏连云港·一模）二氧化碳应用广泛，研究其制备方法具有重要意义、实验室现有石灰石、稀硫酸和稀盐酸，以及仪器。 （1）利用上述仪器和石灰石、稀盐酸可以制取。 ①与实验有关的图标表示 （填字母）。 A．洗手    B．排风    C．护目镜    D．明火 ②应选择的四个仪器是 （填字母）。 ③一般有5个步骤：Ⅰ、检查装置气密性；Ⅱ、按要求组装好仪器；Ⅲ、向所选仪器中注入稀盐酸；Ⅳ、收集气体；Ⅴ、向所选仪器中放入几小块石灰石。 正确的操作顺序：Ⅱ、 （填序号）。 ④反应的化学方程式为 。 （2）利用图1所示装置探究等质量粉末状、块状石灰石分别与稀盐酸、稀硫酸在相同条件下反应，容器中浓度随时间变化的曲线如图2所示。 ①表示粉末状石灰石与稀硫酸反应的曲线是 （填“a”“b”或“c”）。 ②根据实验事实，总结影响石灰石与酸反应快慢的因素： 。 题型06 实验探究二氧化碳制取与收集的最佳条件 本实验通过控制变量法探究盐酸浓度、大理石颗粒大小、反应温度对二氧化碳制取速率的影响，并优化收集方法。 实验设计分为三部分： 1. 反应条件优化：设置3组对比实验（盐酸浓度不同；大理石颗粒分为粉末、小块、大块；水浴控制温度20℃、30℃、40℃），通过排水法测量单位时间内气体体积，确定最佳反应条件组合。 2. 收集方法改进：对比向上排空气法与排水法的收集效率，使用传感器监测集气瓶内CO₂纯度（排水法需预先饱和CO₂以减少溶解损失）。 3. 装置优化：测试启普发生器与简易注射器装置的密封性、可控性及残渣处理便利性。关键控制点包括：盐酸采用同一批次试剂，大理石取自同一母体以减少成分差异，气体体积测量使用精度±1mL的量筒，每组实验重复3次取平均值。 【典例6】在CO2复习课上，小组合作激发了师生学习的热情： （一）老师设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质。 说明：1、装置I中盛放的药品是石灰石和稀盐酸。 2、装置III中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干。 （1）实验时，打开K1，关闭K2，可用来制备CO2；Ⅰ中反应的化学方程式为 ，检验II中气体收集满的方法是 。 （2）实验时，关闭K1，打开K2，可用于探究CO2的性质。实验时III中出现的现象是 ，有关反应的化学式表达式为 ，该实验说明CO2具有的化学性质是 。 （二）同学们把一瓶CO2气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中、针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究。 【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO2”，水槽中的水足够把集气瓶中的CO2气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？ 【作出猜想】1．排空气法收集到的CO2气体可能不纯。 2．……。 【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO2，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数，数据见表1。 （已知：CO2在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小） 表1   24小时内CO2溶解情况 气体样本 1 2 3 4 收集方法 向上排空气法 向上排空气法 排水法 排水法 2小时 13.7% 15.0% 15.3% 15.1% 24小时 35.7% 56.3% 94.2% 93.6% 【得出结论】课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是 。 【实验反思】该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO2的纯度及CO2收集方法的思考。 （1）向上排空气法收集CO2的纯度。 小组同学用容积为150mL的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO2排出这些水。用此法收集到占空气体积分数不同的CO2气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭。试验不同浓度的CO2使燃着的木条熄灭的情况，实验结果见表2。 表2   占空气体积分数不同的CO2使燃着的木条熄灭情况 实验1 实验2 实验3 实验4 集气瓶中预留水的体积 60mL 45mL 42mL 39mL CO2的体积分数 40% 30% X 26% 燃着的木条状况 灭 灭 灭 不灭 上表中X的值为 。 （2）排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照 小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）CO2气体，记录所需时间，如表3所示。 表3   排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照 1 2 3 4 排水法 35" 43" 43" 43" 排空气法 1'57" 1'15" 1'4" 1'12" ①每次收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，其原因是 。 ②综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法做出评价： 。 【变式6-1】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 【变式6-2】（24-25九年级上·江苏·阶段检测）按表进行实验室制取并收集二氧化碳的实验，取等质量的同种大理石和足量的酸反应（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 编号 药品 ① 块状大理石、10%硫酸 ② 块状大理石、7%盐酸 ③ 粉末状大理石、7%盐酸 A．实验①、②、③对应的曲线分别为丙、乙、甲 B．实验①和②对比，说明酸的浓度影响反应速率 C．实验②和③完全反应后，产生二氧化碳的质量相等 D．实验②和③对比，说明固体的颗粒大小影响反应速率 【变式6-3】某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。 （1）下图是实验室中常用的仪器 ①仪器A的名称是 。 ②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？ （填标号） （2）该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶CO2，表中“—”表示气泡太少，不再收集。 序号 反应物 收集每瓶气体所用时间（单位：秒） 盐酸 浓度 盐酸 体积 大理石 形状 第1瓶 第2瓶 第3瓶 第4瓶 第5瓶 第6瓶 实验1 10% 70mL 颗粒 8 9 10 12 14 19 实验2 块状 11 12 15 17 21 23 实验3 7.5% 70mL 颗粒 10 12 13 15 17 26 实验4 块状 t 14 16 19 22 24 实验5 5% 70mL 颗粒 14 18 19 32 63 — 实验6 块状 20 31 59 — — — ①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？ ②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 （填标号）。 A．2和3    B．2和4    C．4和5    D．1和6 ③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是： <t< 。 （3）该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体，你认为该做法合理吗？说出你的观点并阐述理由。 。 题型07 数字化实验在二氧化碳制备中的应用 数字化实验在二氧化碳制备中的应用数字化实验技术通过传感器实时采集数据，显著提升了二氧化碳制备实验的精确度。实验中采用气压传感器记录生成气体压强曲线，通过软件自动绘制反应速率-时间曲线，直观展示不同浓度盐酸对反应初速率的影响。 【典例7】（24-25九年级上·江苏扬州·月考）如图是连接压强传感器的CO2气体制取发生装置和实验过程某段时间试管内气压强变化的情况。下列说法正确的是 A．a点对应操作是关闭活塞 B．de段可在导管口收集气体 C．ab段试管中变化是：f→g→h D．bc段固体与液体脱离接触 【变式7-1】（双选）将一定质量CaCO3粉末加入装有一定质量的稀盐酸的容器中，测得产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如下图所示，下列判断错误的是： A．0-300s内，溶液中钙元素质量在增大 B．0-300s内，容器内溶液的质量逐渐减小 C．0-100s内，反应生成CO2的速率先慢后快 D．0-100s内产生的CO2体积比100-300s内的少7.2amL 【变式7-2】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，某同学倾斜锥形瓶，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．对比分析a、b点可知，曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应 B．对比分析c、d点可知，相同的气压时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快 C．最终瓶内压强是碳酸钙粉末与稀盐酸反应产生的气体压强较大 D．其他条件相同时，碳酸钙粉末产生的CO2质量多 【变式7-3】将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量 CaCO3粉末的容器中，相同条件下测得两者产生的 CO2体积（V）与反应时间（t）的 关系如下图所示。下列判断正确的是 A．300s 时，两个容器内反应Ⅰ比反应Ⅱ剩余的碳酸钙多 B．0~100s 内，反应Ⅰ、Ⅱ生成 CO2的速率均先快后慢 C．实验室可以用一定浓度的稀硫酸与 CaCO3粉末反应制备 CO2 D．反应Ⅱ中，0~100s 内产生的CO2体积比100~200s 内的少5a mL 题型08 多功能瓶的使用 装置 操作目的 收集密度比空气大的气体 收集密度比空气小的气体 排水法收集气体（集气瓶中装满水） 排水法收集气体并测定气体体积 测气体流速 （装入适量的水） 气体进出方向 a进气体 b出空气 b进气体 a出空气 b进气体 a出水 短进长出 a进气体 b出气体 举例 收集CO2、O2 收集H2 收集不溶于水的气体，如O2 、H2 收集H2、O2等气体，并测定气体体积 根据气泡速率比较气体流速 【典例8】（23-24九年级上·江苏无锡·阶段检测）供给呼吸是氧气的一种重要用途。医疗急救的过程中，通常需要给病人吸氧。吸氧设备中有医用氧气湿化器，其功能类似于“多功能瓶”。下列关于“多功能瓶”的说法正确的是    A．输氧时，氧气应从短导管进入 B．可以观察气体的流速 C．集气时，多功能瓶必须装满水 D．不能检验气体的性质 【变式8-1】用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是 A．收集 B．收集 C．检验 D．监控气体流速 【变式8-2】氢氧化钠溶液能和二氧化碳反应，下图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是    A．气体从b端通入，收集氧气 B．瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳 C．瓶内装有氢氧化钠溶液，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳 D．在a端接量筒，瓶内装满水，测量气体的体积 【变式8-3】医院给病人输氧气时，利用如图装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。说法正确的是_______。 A．b导管连接供给氧气的钢瓶 B．b导管连接病人吸氧气的塑料管 C．该装置可用来观察是否有氧气输出 D．该装置不能用来观察输出氧气的速度 E．该装置可以使病人获得湿润的氧气 题型09 实验室制取气体的一般思路和方法 1. 依据反应原理确定发生装置——依据反应物的状态和反应条件 A、B固液不加热型发生装置 C 固体加热型发生装置 （1）反应物是固体和液体，反应在常温下进行，应选用的发生装置为A或B（填字母,下同）。  （2）反应物是固体,反应需要加热,应选用的发生装置为C。 2．依据收集原理确定收集装置——依据气体的性质 （1）装置D适用于收集不易（或难）溶于水,且不与水反应的气体,如氧气。  （2）装置E适用于收集密度比空气的大,且不与空气中的成分发生反应的气体,如二氧化碳。  （3）装置F适用于收集密度比空气的小,且不与空气中的成分发生反应的气体,如氢气。  （4）使用装置G收集密度大于空气的气体,气体从a端通入;收集密度小于空气的气体,气体从b端通入。当装置G中装满水,收集气体时,应将气体从b端通入。  【典例9】实验室可利用Zn与稀硫酸的反应制取H2。 （1）用浓硫酸配制稀硫酸的操作为 （填字母），用玻璃棒引流，并不断搅拌。 A. 将浓硫酸缓缓注入盛有水的烧杯中 B. 水缓缓注入盛有浓硫酸的烧杯中 （2）Zn与稀硫酸反应的化学方程式为 。 （3）图-1所示的仪器B、D的名称为 、 ，组装制取H2的发生装置应选用的仪器为 （填字母）。 （4）为收集并准确测量H2的体积，在装入药品前，需检查装置的 。 （5）相同条件下H2密度比空气小，利用该性质可以通过 法收集H2，若用图-2所示装置测量生成H2的体积，H2应从 （填“甲”或“乙”）管通入。 （6）为探究影响Zn与稀硫酸反应快慢的因素，进行以下三组实验，室温下，取颗粒大小相同的锌粒与足量的稀硫酸反应，测量产生10mLH2（通常状况）所需的时间，下表为实验数据： 实验编号 硫酸的质量分数/% 硫酸的体积/mL 锌粒的质量/g 时间/s 1 10 10 1 78 2 10 10 2 57 3 40 10 1 9 ①比较实验1、2的数据，可以得出的结论是 。 ②由实验数据可知，该实验中对Zn与稀硫酸反应快慢影响较大的因素是 。 ③比较不同条件下锌粒与稀硫酸反应的快慢有不同的方法，除测量产生相同体积的H2所需的时间，还可采用的测量方法是 （写出一种）。 【变式9-1】确定某气体的实验室制法时，不需要考虑的是 A．气体的用途 B．反应所需条件和药品 C．气体的验证 D．实验装置 【变式9-2】实验室制取硫化氢（H2S）气体的原理:室温下，块状不溶性的硫化亚铁（FeS）固体与稀硫酸反应（另一产物为硫酸亚铁）。 （1）写出该反应的化学方程式: 。 （2）若想控制反应的发生和停止，可选用的发生装置为 （填字母，下同）。 （3）已知硫化氢气体密度比空气大，能溶于水。可使用的气体收集方法为 ；若使用装置H进行收集，气体应从 （选填“a”或“b”）端通入。 【变式9-3】天然气是一种比较清洁的化石能源，主要成分为甲烷（化学式为CH4），现对甲烷的制取、性质、应用做以下研究。查阅资料得知：①通常状况下，甲烷是一种无色无味难溶于水的气体，密度比空气小；②实验室中常用无水醋酸钠（CH3COONa）和氢氧化钠两种固体药品，研磨均匀混合，通过加热制取甲烷，同时还生成碳酸钠。 请回答相关问题： （1）上图中仪器a的名称是 ；仪器b的名称是 。 （2）实验室用B装置制取氧气，发生反应的化学方程式是 。 （3）A-E中，可用于制取并收集甲烷的装置为 （填字母）。 （4）用装置F收集了一瓶纯净的甲烷气体，在装置H中进行燃烧实验。可用水将G中气体压出，通H中，则水应从 端（选填“m”或“n”）注入。 （5）点燃后，干冷烧杯内壁看到的现象是 ，同时还生成二氧化碳气体，试写出甲烷燃烧的化学方程式 。 （6）利用装置C制取二氧化碳的优点是 ，反应的化学方程式为 ，可利用D装置收集二氧化碳的理由是 。 1 / 2 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2节 二氧化碳的实验室制法 题型01 实验室制取二氧化碳的化学原理 题型02 实验室制取二氧化碳的装置组装 题型03 二氧化碳的检验、验满及净化 题型04 控制反应发生和停止的装置创新 题型05 二氧化碳的制取与性质综合实验 题型06 实验探究制备二氧化碳药品的最佳选择 题型07 数字化实验在二氧化碳制备中的应用 题型08 多功能瓶的使用 题型09 实验室制取气体的一般思路和方法 题型01 实验室制取二氧化碳的原理 实验药品 大理石（石灰石）、稀盐酸 制备原理 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 【典例1】（2025·江苏镇江·模拟预测）请结合图示实验装置，回答下列问题。 （1）写出有标号的仪器名称：① ，② 。 （2）用A装置制O2的化学方程式为 ，可选E装置收集O2，理由是 。 （3）实验室制取CO2的化学方程式为 ，若用C装置替代B装置作发生装置，其优点是 。若用D装置收集CO2，气体应从 （选填“a”或“b”）端通入。 （4）某同学采用图所示的装置分离H2、CO2混合气体。 步骤如下： ①关闭活塞B，打开活塞A，通入混合气体，可收集到H2。 ②X溶液最好选择 （选填序号）。 a．NaOH浓溶液      b．饱和Ca（OH）2溶液 ③然后， （填操作），又可收集到CO2。 ④选用稀H2SO4而不用盐酸，可能的原因是 。 【答案】 （1）酒精灯 分液漏斗 （2） 氧气不易溶于水 （3） 能控制反应的发生和停止 b （4）a 关闭活塞A，打开活塞B 盐酸具有挥发性，收集到的气体可能混有氯化氢气体。 【详解】 （1）①是酒精灯；②是分液漏斗 （2）①高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，； ②可选E装置收集，理由是氧气不易溶于水且不与水反应； （3）①实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，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； ②若用C装置替代B装置作发生装置，能够控制反应的发生和停止，打开活塞，稀盐酸与大理石（或石灰石）反应产生气体，关闭活塞，气体不能排出，将液体压回到长颈漏斗中，与固体分离，停止反应； ③二氧化碳的密度比空气大，若用D装置收集，气体应从b端通入； （4）①氢氧化钙微溶于水，饱和溶液中含有的氢氧化钙量很少，饱和溶液不能完全除去混合气体中的二氧化碳，要除去混合气体中的二氧化碳，最好用浓溶液， ，故选a； ②关闭活塞A，打开活塞B，滴入稀硫酸与碳酸钠反应，生成二氧化碳、水、硫酸钠， ③选用稀而不用盐酸，可能的原因是盐酸具有挥发性，使生成的二氧化碳中含有气体。 【变式1-1】实验室制CO2气体，最适宜的一组药品是 A．石灰石和稀硫酸 B．石灰石和稀盐酸 C．碳燃烧 D．木炭和氧化铜 【答案】B 【详解】A、石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应持续进行，导致反应速率下降甚至停止，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意； B、石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氯化钙易溶于水，不会阻碍反应，且反应速率适中，便于控制，适合实验室制取二氧化碳，符合题意； C、碳燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧会生成一氧化碳，导致气体不纯，此外，燃烧反应速率难以控制，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意； D、木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，需要高温条件，操作复杂，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意。 故选：B。 【变式1-2】关于二氧化碳气体制造和性质检验的说法中合理的是 A．二氧化碳使紫色石蕊变红 B．制二氧化碳能用浓盐酸或稀硫酸代替稀盐酸 C．二氧化碳不能用排水法收集 D．二氧化碳用澄清石灰水验满 【答案】C 【详解】A、二氧化碳不显酸性，不能使紫色石蕊溶液变红，故选项说法错误； B、实验室制取二氧化碳，常用碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，不能用稀硫酸因为稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行。也不能用浓盐酸代替，浓盐酸易挥发，会使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体，故选项说法错误； C、二氧化碳能溶于水，一般不使用排水法收集二氧化碳，故选项说法正确； D、收集气体时，瓶口存在收集的气体，称之为集满，使用澄清石灰水验满二氧化碳时，操作不简洁，一般不使用澄清石灰水验满二氧化碳。二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，验满的方法是将燃着的木条放到集气瓶口，若木条熄灭，则已集满，故选项说法错误。 故选：C。 【变式1-3】（24-25九年级上·江苏徐州·阶段练习）下列有关二氧化碳的制备、收集、检验和性质的说法正确的是 A．用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳 B．将燃烧的木条放在集气瓶口，木条熄灭则二氧化碳已经集满 C．将燃着的木条伸入集气瓶中，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳 D．空气中CO2体积分数达到8%以上，会致人呼吸困难甚至窒息，因此二氧化碳有毒 【答案】B 【详解】A、块状石灰石和稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进行，所以不能用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳，故A错误； B、二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，能使燃烧的木条熄灭，则将燃烧的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则二氧化碳已经集满，故B正确； C、将燃着的木条伸入集气瓶中，火焰立即熄灭，不一定是二氧化碳，可能是氮气等，故C错误； D、二氧化碳不能供给呼吸，空气中CO2体积分数达到8%以上，会致人呼吸困难甚至窒息，但二氧化碳无毒，故D错误；故选：B。 题型02 实验室制取二氧化碳的装置 装置 说明 发生装置 实验室制取二氧化碳的简易装置，常用来制取少量二氧化碳气体。 该可以制取较多量二氧化碳气体,使用长颈漏斗便于添加液体试剂，使用该装置时,应将长颈漏斗的末端伸入液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出。  该装置检查装置气密性的方法：在短导管处连接一段橡胶管,向锥形瓶内注水,使长颈漏斗末端伸入液面以下,用止水夹夹住橡胶管,继续注水,若长颈漏斗中液面稳定不下降,则装置气密性良好。（方法不唯一） 收集装置 在通常情况下,二氧化碳的密度比空气的大，且不与空气中的成分发生反应，故常用向上排空气法收集二氧化碳。  二氧化碳也可以用排水法收集。 【典例2】（2025·江苏宿迁·二模）在化学实验操作考试中，小明和小英分别抽取了如图制取二氧化碳试题。回答下列问题： （1）实验室用装置甲制取二氧化碳，多孔塑料板上放的药品是 （填名称）。 （2）组装一套与甲装置具有相同功能的发生装置，应选用丙图中的仪器 （填字母）。 （3）用装置乙收集二氧化碳，气体应从 （填“m”或“n”）端通入。 【答案】 （1）石灰石或石灰石 （2）befgh （3）n 【详解】 （1）实验室制二氧化碳用稀盐酸和大理石或石灰石，则多孔塑料板上放的药品是大理石或石灰石。 （2）大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳是固体与液体在常温下生成气体的反应，不需要加热，应选择固液常温发生装置，且随时控制反应发生或停止，则组装发生装置应选择的仪器是试管和带多孔隔板的长颈漏斗，双孔塞带弹簧夹，即仪器b、e、f、g、h。 （3）二氧化碳的密度比空气大，用装置乙收集时，气体应从n端通入，瓶内空气从m端排出， 【变式2-1】（2025·江苏淮安·中考真题）下列关于实验室制取CO2的操作，不能达到实验目的的是 A．检查气密性 B．制备CO2 C．干燥CO2 D．收集CO2 【答案】C 【详解】A.检查气密性时，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好，该操作能达到实验目的，故不符合题意； B.实验室制取二氧化碳是用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，属于固液不加热型反应，图中装置是固液不加热型发生装置，该操作能达到实验目的，故不符合题意； C.用浓硫酸干燥二氧化碳时，气体应从长管进、短管出，让二氧化碳与浓硫酸充分接触，达到干燥效果，而图中气体从短管进，无法充分干燥，该操作不能达到实验目的，故符合题意； D.二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集，该操作能达到实验目的，故不符合题意，故选C。 【点睛】本题考查二氧化碳的实验室制法，化学实验基本操作。 【变式2-2】（24-25九年级上·江苏连云港·期中）实验室制取气体常用到下列图示仪器，据此回答问题。 实验室制取并收集CO2应选用的仪器是 填字母序号；收集CO2时采用向上排空气法，这是利用CO2的什么物理性质？ 。 【答案】ABCEF 二氧化碳密度大于空气 【详解】实验室通常用稀盐酸和石灰石主要成分是碳酸钙反应制取，石灰石是固体，稀盐酸是液体，反应是在常温下进行的，发生装置选取、、、组装而成，二氧化碳比空气的密度大，能溶于水，只能用向上排空气法收集，故选取收集，故制取需选用的仪器有：、、、、收集时采用向上排空气法，这是因为二氧化碳密度大于空气。故答案为：；二氧化碳密度大于空气； 【变式2-3】（24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习） 助力“碳中和”，CO2的产生、制备与资源化利用是重要研究课题。 CO2的产生：化石燃料的燃烧排放大量CO2。 （1）CO2的制备： ①用甲、乙装置制取二氧化碳时，发现稀盐酸不够，为方便添加稀盐酸且能控制反应速率，可对甲、乙装置进行改进，选择丙图中的 （填仪器名称，下同） 替换甲、乙装置中的相关器材，并把丙图中的 组装到甲或乙装置中。 ②某同学用丁装置作为二氧化碳的发生装置（大理石放在多孔隔板上）。制取二氧化碳的化学方程式为 ：若用戊装置收集二氧化碳，请设计验满该气体的实验方案 （写出操作，现象和结论）。若将 CO2通入己装置，则试管中发生反应的化学方程式 ，烧杯中的现象是 。 （2） CO2的减排：使用氢能源汽车可以有效减少二氧化碳的排放。单质硼（B）可与物质X反应制取氢气，化学方程式为： ，则 X的化学式为 。 （3） CO2的转化：我国科研人员已成功将CO2还原合成葡萄糖，其过程可分为“电催化还原”和“生物合成”两个阶段。“电催化还原”反应原理如图所示。 ①写出如图所示反应的化学方程式： 。 ②绿色植物的光合作用：。计算4.4gCO2通过光合作用可得到葡萄糖（）的质量 （写出计算过程）。 【答案】 （1）双孔塞 注射器 将燃着的木条放在b管管口，若木条熄灭，则证明已经收集满 澄清石灰水变浑浊 （2）H2O （3） 根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，则二氧化碳中碳元素的质量=葡萄糖中碳元素的质量，则生成葡萄糖的质量为 答：生成葡萄糖的质量为3g。 【详解】 （1）①注射器能控制液体滴加速率，从而控制反应速率，为方便添加稀盐酸且能控制反应速率，可对甲、乙装置进行改进，选择丙图中的双孔塞替换甲、乙装置中的相关器材，并把丙图中的注射器组装到甲或乙装置中，故填：双孔塞；注射器； ②实验室采用大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸为原料制取二氧化碳，碳酸钙与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； 若用戊装置收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，气体应从a端通入，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，则验满的方法为将燃着的木条放在b管管口，若木条熄灭，则证明已经收集满； 若将 CO2通入己装置，试管中发生的反应为二氧化碳与石蕊溶液中的水反应生成碳酸，反应的化学方程式为，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则烧杯中的现象是澄清石灰水变浑浊； 故填：；将燃着的木条放在b管管口，若木条熄灭，则证明已经收集满；；澄清石灰水变浑浊； （2）根据质量守恒定律，反应前后原子的个数和种类不变。反应后有2个B、12个H、6个O，反应前有2个B，相差12个H和6个O，则X的化学式为H2O，故填：H2O； （3）①如图所示，该反应为二氧化碳在通电和催化剂条件下反应生成一氧化碳和氧气，反应的化学方程式为，故填：； ②详见答案。 题型03 二氧化碳的检验、验满及净化 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。 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。 常见装置及用途。 装置 药品 浓硫酸 浓氢氧化钠溶液 饱和碳酸氢钠溶液 用途 干燥CO2、O2等酸性或中性气体，不能干燥NH3等碱性气体 可除去CO2、SO2、HCl等酸性气体 除去CO2中的HCl 【典例3】下列是某兴趣小组制取、收集并检验CO2的有关实验操作，其中错误的是（　　） A. 甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端冒气泡，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. 丙图装置可以测量CO2的体积，植物油是为了防止CO2气体溶于水 D. 丁图中为了检验CO2，滴入的试剂为澄清石灰水 【答案】A 【解析】 A、甲图中推动注射器时，锥形瓶内的压强增大，长颈漏斗内液面上升，说明气密性良好，故A错误； B、乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，液封长颈漏斗下端管口，是为了防止气体逸出，故B正确； C、二氧化碳能溶于水，所以丙图装置可以测量CO2的体积，植物油是为了防止CO2气体溶于水，故C正确； D、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以丁图中为了检验CO2，滴入的试剂为澄清石灰水，故D正确。 故选：A。 【变式3-1】鉴别氮气和二氧化碳最合适的方法是 A．闻气味 B．燃着的木条 C．澄清石灰水 D．看颜色 【答案】C 【解析】A、氮气和二氧化碳均无味，闻气味无法区分两者，故不符合题意； B、氮气和二氧化碳都不支持燃烧，燃着的木条在两者中都会熄灭，无法区分，故不符合题意； C、二氧化碳能与澄清石灰水（主要成分是氢氧化钙，Ca（OH）2）反应，生成白色沉淀碳酸钙（CaCO3），使石灰水变浑浊；而氮气不与澄清石灰水反应，石灰水无明显变化，因此，该方法能明显区分两者，故符合题意； D、氮气和二氧化碳均为无色气体，看颜色无法区分，故不符合题意。 故选C。 【变式3-2】下列有关二氧化碳的制取、收集、验满和检验的操作，其中错误的是 A．B． C． D． 【答案】C 【详解】A、实验室制取二氧化碳用石灰石（或大理石）和稀盐酸反应，该装置为固液不加热型发生装置，长颈漏斗用于添加稀盐酸，该选项正确； B、二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集，导管伸到集气瓶底部利于排尽空气，该选项正确； C、二氧化碳验满应将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已集满，而不是将木条伸入集气瓶内，该选项错误； D、检验二氧化碳用澄清石灰水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，将二氧化碳通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳，该选项正确。 故选C。 【变式3-3】检验集气瓶中是否收集满二氧化碳的正确方法是 A．用燃烧的木条放在瓶口 B．用燃着的木条伸入瓶内 C．用带火星的木条伸入瓶内 D．加澄清的石灰水振荡 【答案】A 【详解】A.检验集气瓶中是否收集满二氧化碳的正确方法是将燃着的木条放到集气瓶口，木条熄灭则说明二氧化碳已满，故A正确； B.用燃着的木条伸入瓶内，木条熄灭，不能证明气体是否集满，故B错误； C.用带火星的木条伸入瓶内是用来检验氧气的，故C错误； D.加澄清的石灰水振荡，观察是否变浑浊，只能证明气体是二氧化碳，不能证明气体已满，故D错误。 故选：A。 题型04 控制反应发生和停止的装置创新 适用于块状固体与液体的反应，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。 【典例4】用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是 A．B．C． D． 【答案】D 【详解】A、该装置中大理石与稀盐酸接触后产生二氧化碳气体，不能使大理石与稀盐酸接分离，不能使反应停止，故A错误； B、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙、二氧化碳和水，生成的硫酸钙会附着在大理石的表面而阻止反应的进一步发生，不能持续产生二氧化碳，故B错误； C、该装置中大理石与稀盐酸接触后产生二氧化碳气体，气体从左管中逸出，当关闭活塞时，左侧液面上升，不能使大理石与稀盐酸接分离，不能使反应停止，故C错误； D、该装置中大理石与稀盐酸接触后产生二氧化碳气体，当关闭活塞时，容器内气压增大，液面下降，能使大理石与稀盐酸接分离，反应停止，打开活塞后，容器内的 气压下降，液面止升，大理石与稀盐酸接接触，反应进行，该装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止，故D正确。 故选：D。 【变式4-1】如图所示的发生装置中，不能随时控制反应发生和停止的是 A． B．C． D． 【答案】C 【解析】A、该装置中，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料板以上，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板以下，使反应物相互分离，反应停止，该装置能随时控制反应发生和停止，不符合题意； B、该装置中，当关闭活塞时，干燥管中的气体增多，压强增大，把液体压入烧杯中，固体和液体分离，反应停止，打开活塞时，气体导出，干燥管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行，该装置能随时控制反应发生和停止，不符合题意； C、该装置中，虽然带有孔塑料片，但是固液始终接触且导气管没有弹簧夹，所以无法控制反应的停止，符合题意； D、该装置中，关闭弹簧夹时，U形管中的气体增多，压强增大，把液体压入漏斗，固体和液体分离，反应停止，打开弹簧夹时，气体导出，U形管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行，该装置能随时控制反应发生和停止，不符合题意； 故选：C。 【变式4-2】已知实验室常用块状大理石和稀盐酸来制取二氧化碳。化学兴趣小组想灵活控制气体的产生与停止，于是对装置A进行了改进，如图所示。 （1）他们首先将块状大理石放在 （填“试管底部”或“多孔隔板上”）； （2）打开活塞K，经仪器g向试管中缓慢加入稀盐酸至浸没块状大理石，立即产生二氧化碳，收集完后，经操作A，反应随后停止。操作A的方法及装置中出现的现象为 。 【答案】 （1） 多孔隔板上 （2）关闭活塞K，在气压作用下，液体被挤入长颈漏斗，实现固液分离，反应停止 【详解】 （1）块状大理石要放在多孔隔板上，便于固液分离，起到随时控制气体产生与停止的效果，反应过程中，关闭活塞K，则试管内气压上升，导致液面下降，直到稀盐酸与多孔隔板上的块状大理石脱离接触，此时反应停止，重新打开活塞K，则气体可以沿着导管流向收集装置，试管内气压下降，液面回升，液面高于多孔隔板时稀盐酸与块状大理石重新接触，反应进行； （2）打开活塞K，经仪器g向试管中缓慢加入稀盐酸至浸没块状大理石，立即产生二氧化碳，收集完后，要关闭活塞K，在气压作用下，液体被挤入长颈漏斗，实现固液分离，反应停止。 【变式4-3】（23-24九年级上·江苏扬州·期中）化学是一门以实验为基础的学科，如图是实验室气体制取和气体性质的实验装置图，回答问题：    （1）写出仪器名称：a 。 （2）实验室B装置制取氧气，其反应方程式为 ，若用D装置收集O2，验满的方法是 。 （3）实验室可以用块状碳化钙固体（化学式CaC2）与水反应制取乙炔气体（化学式C2H2），同时生成氢氧化钙，写出该反应的化学方程式 ；由于反应过于激烈，需要控制反应的速率，应选择的发生装置为 ；若收集该气体可以用排水集气法，说明该气体具有的性质有 。 （4）实验E中，①②为用紫色石蕊溶液润湿的小花，能说明CO2密度大于空气的现象 。 （5）完成图F实验时，绕成螺旋状的铁丝比直铁丝燃烧剧烈的原因是 ， 反应的化学方程式为 。 （6）类似于装置C，甲、乙、丙是某同学设计的三套制取二氧化碳的发生装置，对三套装置分析不正确的是______。    A．甲装置此时容器内右侧大气压大于外界大气压 B．此时甲装置中的止水夹M处于打开状态 C．乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能 D．丙装置具有可控制反应进行或停止的功能 【答案】 （1）分液漏斗 （2） 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 将带火星的木条放在导管d处，若木条复燃，说明氧气已收集满 （3） CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑ A 难溶于水 （4）小花②先变红，小花①后变红 （5）增大了铁丝的受热面积，可以更好的聚集热量 3Fe+2O2Fe3O4 （6）B 【详解】 （1）由图可知，仪器a的名称为分液漏斗，故填：分液漏斗； （2）B装置适用于固体加热反应制取氧气，且试管口有一团棉花，故适用于高锰酸钾加热制取氧气，即高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；氧气具有助燃性，密度比空气大，采用向上排空气法收集，若用D装置收集O2，氧气从c端进入，空气从d端排出，氧气的验满的方法是将带火星的木条放在导管d处，若木条复燃，说明氧气已收集满，故填：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；将带火星的木条放在导管d处，若木条复燃，说明氧气已收集满； （3）碳化钙固体（化学式CaC2）与水反应制取乙炔气体（化学式C2H2），同时生成氢氧化钙，反应的化学方程式为CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑；A装置中有分液漏斗，可通过分液漏斗控制液体滴加速率，来控制反应速率，因此选择的发生装置为A；若收集乙炔气体可以用排水集气法，说明乙炔气体难溶于水，故填：CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑；A；难溶于水； （4）实验E中①②为用紫色石蕊溶液润湿的小花，能说明CO2密度大于空气的现象是：小花②先变红，小花①后变红，故填：小花②先变红，小花①后变红；， （5）铁丝绕成螺旋状后增大了铁丝的受热面积，同时更好的聚集了热量，故燃烧现象会比直铁丝更剧烈；铁丝与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4，故填：增大了铁丝的受热面积，可以更好的聚集热量；3Fe+2O2Fe3O4； （6）A、根据图示可知，甲装置中左侧液面高于右侧液面，说明此时容器内右侧大气压大于外界大气压，故选项说法正确； B、此时甲装置中固体与液体分离，说明止水夹M处于关闭状态，故选项说法不正确； C、乙装置N处添加止水夹，当打开止水夹，碳酸钙与盐酸接触，反应发生，当关闭止水夹，利用压强的原理，盐酸与碳酸钙脱离，因此乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能，故选项说法正确； D、当把粗铜丝向上提起时，穿孔的塑料小药瓶与溶液脱离，反应停止；当把粗铜丝向下移动时，穿孔的塑料小药瓶与溶液接触，反应发生，因此丙装置具有可控制反应进行或停止的功能，故选项说法正确。 故选B。 题型05 二氧化碳的制取与性质综合实验 实验室制取二氧化碳通常采用稀盐酸与大理石（主要成分为碳酸钙）反应，化学方程式为CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。实验装置选用固液不加热型，使用简易装置，通过向上排空气法收集（因CO₂密度大于空气）。验满方法是将燃着的木条置于集气瓶口，若火焰熄灭则证明已集满。 性质实验包括： 1. 物理性质验证：将CO₂倒入放有高低蜡烛的烧杯，蜡烛自下而上熄灭，证明其不支持燃烧且密度大于空气。 2. 化学性质验证：通入澄清石灰水产生白色沉淀（Ca（OH）₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O），该反应可用于CO₂检验； 3. 溶解性实验：向收集CO₂的矿泉水瓶内加水振荡，瓶身变瘪证明其可溶于水； 4. 酸性验证：向蒸馏水中通入CO₂后滴加紫色石蕊试液变红，证明生成碳酸（H₂O + CO₂ = H₂CO₃）。注意事项包括：避免使用硫酸（会生成微溶CaSO₄覆盖大理石表面阻止反应），收集时导管应伸到集气瓶底部，实验后需处理废液防止污染。 【典例5】（23-24九年级上·江苏常州·期中）CO2对人类生存、生活有着重大影响，某小组同学对CO2的相关知识作如下探究。 （一）CO2的制取和性质探究 （1）该小组用一定浓度的盐酸和大理石为原料，且利用如图1所示装置制备二氧化碳。 ①装置A或B都可以作为制取二氧化碳的发生装置，装置B相对于装置A的优点是 ，实验室制取二氧化碳发生反应的符号表达式为 。 ②装置C可用于收集二氧化碳，气体应从 （填a或b）口进入C，请推测该方法收集二氧化碳的依据是 。 （2）探究是否可用排水集气法收集到CO2 利用传感器对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究，实验装置如图2所示： 【实验步骤】 ①按实验装置图2组装仪器。 ②用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数 ，证明装置气密性良好。 ③打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，收集满CO2后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。 ④用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15mLH2O，观察两分钟之内体系的压强变化如图3所示。 【总结与拓展】 ⑤图3中，30s到100s之间压强逐渐减小的原因是 。 ⑥经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法 （填“可以”或“不可以”）收集到CO2气体。 （3）验证CO2的性质 如图4是验证CO2性质的实验装置，实验时，持续通入CO2。 步骤Ⅰ：打开K1关闭K2，观察现象。 步骤Ⅱ：关闭K1，打开K2，加热水，一段时间后，观察现象。 ①步骤Ⅰ说明CO2具有的化学性质是 。 ②步骤Ⅱ：一段时间后，观察到的实验现象是 ，说明CO2能与水反应。 （二）CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点。 （4）石灰石循环法可用于捕集烟气中的CO2，该方法以CaO捕集CO2将所得产物在高温下煅烧可重新获得CaO和CO2，生成的CaO具有疏松多孔的内部结构，其在捕集过程中对CO2具有良好的 性。 【答案】 （1）控制反应的发生与停止 b 二氧化碳不能溶于饱和碳酸氢钠溶液 （2）保持不变 二氧化碳溶于水中并与水反应 可以 （3）二氧化碳不可燃也不助燃 Ⅰ中干燥的紫色石蕊小花不变色，Ⅱ中干燥的紫色石蕊小花变红色 （4）吸附 【详解】 （1）①装置B中，可将固体放在多孔隔板上，关闭弹簧夹，产生的气体无法排出，液态被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，液态又进入试管中，与固体接触，反应开始，则该装置的优点为：控制反应的发生与停止；实验室制取二氧化碳的反应为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的符号表达式为：； ②二氧化碳密度小于饱和碳酸氢钠溶液，则收集时，气体应从b口通入；用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集二氧化碳，说明二氧化碳不能溶于饱和碳酸氢钠溶液； （2）②将注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，装置中的压强大于外界大气压，若装置气密性良好，则压强传感器的读数保持不变； ⑤向装置中加入水后，压强减小，说明二氧化碳减小，原因为二氧化碳溶于水中并与水反应； ⑥消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，消耗的很少，则能用排水法收集二氧化碳； （3）①能观察到蜡烛熄灭，说明二氧化碳不可燃也不助燃； ②二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红色，其中进入Ⅱ中的二氧化碳中含有水蒸气，则若Ⅰ中干燥的紫色石蕊小花不变色，Ⅱ中干燥的紫色石蕊小花变红色，就能证明二氧化碳能与水反应； （4）生成的CaO具有疏松多孔的内部结构，则对CO2具有良好的吸附性； 【变式5-1】（25-26九年级上·江苏·阶段练习）实验室利用如图所示装置进行实验，请回答下列问题。 （1）写出图中标有字母的仪器名称：a： ；b： 。 （2）某同学欲用高锰酸钾制取氧气，他选用的发生装置是 （填序号），实验时在该装置试管内靠近管口位置放一团棉花，其目的是 ；请你帮他写出反应的文字或符号表达式： ；如果选择装置⑤收集氧气当看到 现象说明氧气已经收集满。 （3）同学们欲用大理石和盐酸制取并获得一瓶干燥纯净的二氧化碳，选用装置 外，还选用了装置⑥两次，装置⑥中的液体依次是饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸，其作用分别是 、 ，气体应从装置⑥的（填“E”或“F”） 端进入。如果用装置⑥用排水法收集氢气气体从 端通入。 【答案】 （1） 酒精灯 锥形瓶 （2） ① 防止加热时试管内粉末状物质进入导管 或 集气瓶口有大气泡冒出 （3） ②④ 除去HCl气体 除去水蒸气 F E 【详解】 （1）由图可知，仪器a为酒精灯，仪器b为锥形瓶； （2）用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选①； 实验时在该装置试管内靠近管口位置放一团棉花，其目的是：防止加热时试管内粉末状物质进入导管； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的符号表达式为：；如果选择装置⑤，即排水法收集氧气，当看到集气瓶口有大气泡冒出时说明氧气已经集满； （3）实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选②，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选④，故应选用装置②④； 选用了装置⑥两次，装置⑥中的液体依次是饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸，盐酸具有挥发性，会使制得的二氧化碳中混有氯化氢，饱和碳酸氢钠溶液能与氯化氢反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故饱和碳酸氢钠溶液的作用是除去HCl气体，浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，故浓硫酸的作用是除去水蒸气； 气体应从装置⑥的F端通入，这样反应比较充分，从而除去杂质；如果用装置⑥用排水法收集氢气，氢气的密度比水小，从E端通入。 【变式5-2】（24-25九年级上·江苏淮安·阶段练习）如图所示是实验室制取气体的装置图： （1）写出仪器的名称：a ，b ； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为 。在试管口放一小团棉花的目的是 ；可用C装置来收集氧气的原因是 。 （3）用装置B和D组合制取气体，实验结束后应先 后 ，这样做的目的是 。 （4）利用装置F可以完成的实验有 。（填序号） ①瓶内装澄清石灰水，气体从c端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳； ②气体从d端通入，收集氧气； ③瓶内装满水，C端接量筒，气体从d端通入，测量氧气体积 【变式5-3】（2025·江苏连云港·一模）二氧化碳应用广泛，研究其制备方法具有重要意义、实验室现有石灰石、稀硫酸和稀盐酸，以及仪器。 （1）利用上述仪器和石灰石、稀盐酸可以制取。 ①与实验有关的图标表示 （填字母）。 A．洗手    B．排风    C．护目镜    D．明火 ②应选择的四个仪器是 （填字母）。 ③一般有5个步骤：Ⅰ、检查装置气密性；Ⅱ、按要求组装好仪器；Ⅲ、向所选仪器中注入稀盐酸；Ⅳ、收集气体；Ⅴ、向所选仪器中放入几小块石灰石。 正确的操作顺序：Ⅱ、 （填序号）。 ④反应的化学方程式为 。 （2）利用图1所示装置探究等质量粉末状、块状石灰石分别与稀盐酸、稀硫酸在相同条件下反应，容器中浓度随时间变化的曲线如图2所示。 ①表示粉末状石灰石与稀硫酸反应的曲线是 （填“a”“b”或“c”）。 ②根据实验事实，总结影响石灰石与酸反应快慢的因素： 。 【答案】 （1） C bceg Ⅰ、Ⅴ、Ⅲ、Ⅳ （2） b 石灰石的颗粒大小、酸的种类（合理即可） 【详解】 （1）①此图标表示护目镜，故选C；②在实验室中石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，属于固液常温型；二氧化碳能溶于水且密度比空气大，只能用向上排空气法收集，应选择的仪器锥形瓶、双孔橡皮塞、长颈漏斗、集气瓶，则应选用的仪器是：bceg；③实验室制取CO2的操作步骤是：连（连接仪器、按要求装配好仪器）→查（检查装置的气密性）→加（向锥形瓶中装入几小块石灰石）→倒（向长颈漏斗中注入稀盐酸）→收（用向上排空气法收集），则正确的操作顺序为：Ⅱ、Ⅰ、Ⅴ、Ⅲ、Ⅳ； ④稀盐酸与石灰石中的碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：； （2）①稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，会使反应速率减慢；比相同条件下，稀盐酸与石灰石的反应速率慢；粉末状石灰石与稀硫酸反应速率比块状石灰石与稀硫酸反应速率快，单位时间内生成二氧化碳更快，故选b；②由实验可知，影响石灰石与酸反应快慢的主要因素是石灰石的颗粒大小（表面积大小）、所用酸的种类。 题型06 实验探究二氧化碳制取与收集的最佳条件 本实验通过控制变量法探究盐酸浓度、大理石颗粒大小、反应温度对二氧化碳制取速率的影响，并优化收集方法。 实验设计分为三部分： 1. 反应条件优化：设置3组对比实验（盐酸浓度不同；大理石颗粒分为粉末、小块、大块；水浴控制温度20℃、30℃、40℃），通过排水法测量单位时间内气体体积，确定最佳反应条件组合。 2. 收集方法改进：对比向上排空气法与排水法的收集效率，使用传感器监测集气瓶内CO₂纯度（排水法需预先饱和CO₂以减少溶解损失）。 3. 装置优化：测试启普发生器与简易注射器装置的密封性、可控性及残渣处理便利性。关键控制点包括：盐酸采用同一批次试剂，大理石取自同一母体以减少成分差异，气体体积测量使用精度±1mL的量筒，每组实验重复3次取平均值。 【典例6】在CO2复习课上，小组合作激发了师生学习的热情： （一）老师设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质。 说明：1、装置I中盛放的药品是石灰石和稀盐酸。 2、装置III中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干。 （1）实验时，打开K1，关闭K2，可用来制备CO2；Ⅰ中反应的化学方程式为 ，检验II中气体收集满的方法是 。 （2）实验时，关闭K1，打开K2，可用于探究CO2的性质。实验时III中出现的现象是 ，有关反应的化学式表达式为 ，该实验说明CO2具有的化学性质是 。 （二）同学们把一瓶CO2气体（排空气法收集，并已验满）倒扣在盛水的水槽中，有的小组没有观察到水压入瓶中，有的小组观察到少量水压入瓶中、针对课堂中出现的现象，化学小组的同学在课外进行了探究。 【提出问题】按教材的说法“1体积水大约能溶解1体积CO2”，水槽中的水足够把集气瓶中的CO2气体全部溶解，为什么集气瓶中的水面不上升或上升很少呢？ 【作出猜想】1．排空气法收集到的CO2气体可能不纯。 2．……。 【进行实验】小组同学分别用排空气法和排水法各收集2瓶CO2，重复图B实验，在不同时间测得压入的水量占集气瓶容积的百分数，数据见表1。 （已知：CO2在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度很小） 表1   24小时内CO2溶解情况 气体样本 1 2 3 4 收集方法 向上排空气法 向上排空气法 排水法 排水法 2小时 13.7% 15.0% 15.3% 15.1% 24小时 35.7% 56.3% 94.2% 93.6% 【得出结论】课堂中同学们没有观察到预期实验现象的原因是 。 【实验反思】该实验引发了同学们对向上排空气法收集CO2的纯度及CO2收集方法的思考。 （1）向上排空气法收集CO2的纯度。 小组同学用容积为150mL的集气瓶，装入部分水，留一定量的空气，用CO2排出这些水。用此法收集到占空气体积分数不同的CO2气体，再将燃着的木条伸入集气瓶中，观察是否熄灭。试验不同浓度的CO2使燃着的木条熄灭的情况，实验结果见表2。 表2   占空气体积分数不同的CO2使燃着的木条熄灭情况 实验1 实验2 实验3 实验4 集气瓶中预留水的体积 60mL 45mL 42mL 39mL CO2的体积分数 40% 30% X 26% 燃着的木条状况 灭 灭 灭 不灭 上表中X的值为 。 （2）排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照 小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）CO2气体，记录所需时间，如表3所示。 表3   排水法和向上排空气法收集1瓶气体所需时间对照 1 2 3 4 排水法 35" 43" 43" 43" 排空气法 1'57" 1'15" 1'4" 1'12" ①每次收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，其原因是 。 ②综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法做出评价： 。 【答案】 （一） （1）；将燃着的木条放至导管口a处，木条熄灭，说明气体已满； （2）干燥试纸无变化，湿润试纸由下至上依次变红；；二氧化碳能与水发生反应； （二） （1）28%； （2）填排出装置内的空气；填排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短。 【详解】 （一） （1）反应物是碳酸钙和盐酸，生成物是氯化钙、水、二氧化碳，其化学方程式为 ，故填； 由于二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧，所以将燃着的木条放至导管口a处，木条熄灭，说明收集满，故填将燃着的木条放至导管口a处，木条熄灭，说明气体已满； （2）因为酸能使湿润的石蕊试纸变红，并且二氧化碳与水反应生成碳酸，其化学方程式为，碳酸呈酸性，所以湿润试纸变红，而干燥的不变红；又因为二氧化碳密度比空气大，所以最下面的试纸先变红，上边的后变红，故填干燥试纸无变化，湿润试纸由下至上依次变红；；二氧化碳能与水发生反应； （二） （1）根据表格数据，集气瓶内预留水的体积为42mL，集气瓶容积为150mL，则收集完成后，瓶内气体中二氧化碳的体积分数为 ，故填28%； （2）①收集气体时，需要反应开始一段时间后再收集，目的是排出装置内的空气，防止气体不纯。故填排出装置内的空气； ②从实验数据可以看出排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短，故填排水法比排空气法收集的气体纯度高且收集时间短。 【变式6-1】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 【答案】B 【详解】A、这两个反应均是在常温下进行，反应条件相同，不符合题意； B、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，这两个反应，反应物之间的接触面积不同，说明反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行，符合题意； C、块状大理石与大理石粉末的主要成分相同，都是碳酸钙，不符合题意； D、稀盐酸和稀硫酸溶液中均含氢离子，化学性质相似，不符合题意。 故选B。 【变式6-2】（24-25九年级上·江苏·阶段练习）按表进行实验室制取并收集二氧化碳的实验，取等质量的同种大理石和足量的酸反应（杂质不与酸反应），产生二氧化碳的体积随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 编号 药品 ① 块状大理石、10%硫酸 ② 块状大理石、7%盐酸 ③ 粉末状大理石、7%盐酸 A．实验①、②、③对应的曲线分别为丙、乙、甲 B．实验①和②对比，说明酸的浓度影响反应速率 C．实验②和③完全反应后，产生二氧化碳的质量相等 D．实验②和③对比，说明固体的颗粒大小影响反应速率 【答案】B 【详解】A、大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，且大理石是粉末状的，反应的速率最快，所以实验③对应的如图变化曲线为甲，稀硫酸与碳酸钙反应生成水和微溶于水的硫酸钙，硫酸钙附着在大理石表面阻止反应进一步发生，反应速率最慢，所以实验①对应的如图变化曲线为丙，则实验②对应的为曲线乙，则实验①、②、③对应的曲线分别为丙、乙、甲，故选项说法正确； B、实验①和②对比，所用酸的种类不同，没有可比性，故选项说法错误； C、由曲线可知，实验②和③中完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的，故选项说法正确； D、实验②和③中选择酸都是7%盐酸溶液，②中是块状大理石，③中是大理石粉末，实验②和③中对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒大小，故选项说法正确； 故选：B。 【变式6-3】某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。 （1）下图是实验室中常用的仪器 ①仪器A的名称是 。 ②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？ （填标号） （2）该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶CO2，表中“—”表示气泡太少，不再收集。 序号 反应物 收集每瓶气体所用时间（单位：秒） 盐酸 浓度 盐酸 体积 大理石 形状 第1瓶 第2瓶 第3瓶 第4瓶 第5瓶 第6瓶 实验1 10% 70mL 颗粒 8 9 10 12 14 19 实验2 块状 11 12 15 17 21 23 实验3 7.5% 70mL 颗粒 10 12 13 15 17 26 实验4 块状 t 14 16 19 22 24 实验5 5% 70mL 颗粒 14 18 19 32 63 — 实验6 块状 20 31 59 — — — ①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？ ②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验 （填标号）。 A．2和3    B．2和4    C．4和5    D．1和6 ③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是： <t< 。 （3）该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体，你认为该做法合理吗？说出你的观点并阐述理由。 。 【答案】 （1）长颈漏斗 ABD （2）盐酸浓度和大理石的形状 B 11 14 （3）合理，因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢，收集的气体是否纯净对该实验无影响。（其他合理即可） 【详解】 （1）①仪器A的名称是长颈漏斗； ②实验室常用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，选用固液常温型反应装置，添加盐酸无需拆开装置则选用双孔橡胶塞，需要用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞，故填：ABD； （2）①根据表中数据可知，盐酸浓度和大理石的形状是变量，因此该小组研究盐酸浓度和大理石的形状对反应快慢的影响； ②根据表中数据可知，为了分析浓度对反应快慢的影响，盐酸浓度不同时，其他变量必须相同，实验2和4中盐酸浓度不同，加入盐酸的体积相同，大理石的形状相同，故选：B； ③根据实验数据反映出的规律，盐酸浓度10%时，和块状的大理石反应生成第一瓶气体所需的时间是11秒，盐酸浓度7.5%时，和块状的大理石反应生成第二瓶气体所需的时间是14秒，表中数值t的合理范围是：11<t<14； （3）本题是开放性试题，言之有理即可。如合理，因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢，收集的气体是否纯净对该实验无影响。 题型07 数字化实验在二氧化碳制备中的应用 数字化实验在二氧化碳制备中的应用数字化实验技术通过传感器实时采集数据，显著提升了二氧化碳制备实验的精确度。实验中采用气压传感器记录生成气体压强曲线，通过软件自动绘制反应速率-时间曲线，直观展示不同浓度盐酸对反应初速率的影响。 【典例7】（24-25九年级上·江苏扬州·月考）如图是连接压强传感器的CO2气体制取发生装置和实验过程某段时间试管内气压强变化的情况。下列说法正确的是 A．a点对应操作是关闭活塞 B．de段可在导管口收集气体 C．ab段试管中变化是：f→g→h D．bc段固体与液体脱离接触 【答案】C 【详解】A、a点开始压强明显下降，应该是生成二氧化碳气体逸出试管，所以活塞为打开状态，该选项说法不正确； B、cd段压强增大，说明活塞关闭，装置内气体压强增大，液面降低，de段压强不再变化，说明反应停止，固液分离，则导管口没有气体生成，该选项说法不正确； C、ab段压强减小，是因为打开弹簧夹，气体逸出，长颈漏斗中液体流入试管，试管内液面上升，和固体接触发生反应。则依次为：f→g→h，该选项说法正确； D、bc段固体和液体接触，反应正常进行，该选项说法不正确。 故选C。 【变式7-1】（双选）将一定质量CaCO3粉末加入装有一定质量的稀盐酸的容器中，测得产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如下图所示，下列判断错误的是： A．0-300s内，溶液中钙元素质量在增大 B．0-300s内，容器内溶液的质量逐渐减小 C．0-100s内，反应生成CO2的速率先慢后快 D．0-100s内产生的CO2体积比100-300s内的少7.2amL 【答案】BD 【详解】A、0-300s内，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，此时还未完全反应，溶液中钙元素质量逐渐增大，不符合题意； B、0-300s内，碳酸钙和稀盐酸反应：，100份质量的碳酸钙置换出44份质量的二氧化碳，溶液的质量逐渐增大，符合题意； C、由图可知，0-100s内，反应生成CO2的速率先慢后快，不符合题意； D、0-100s内产生的CO2体积为2.8amL，100-300s内产生二氧化碳的体积为10amL-2.8amL=7.2amL，故0-100s内产生的CO2体积比100-300s内的少：7.2amL-2.8amL=4.4amL，符合题意。 故选BD。 【变式7-2】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，某同学倾斜锥形瓶，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．对比分析a、b点可知，曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应 B．对比分析c、d点可知，相同的气压时，碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快 C．最终瓶内压强是碳酸钙粉末与稀盐酸反应产生的气体压强较大 D．其他条件相同时，碳酸钙粉末产生的CO2质量多 【答案】B 【详解】A、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，故选项说法错误； B、对比分析c、d点可知，相同的气压时，①所需的时间短，说明单位时间内产生的气体多，反应速率快，碳酸钙粉末与稀盐酸接触面积大，反应速率更快，故选项说法正确； C、由图可知，最终曲线①、②的气压相等，故选项说法错误。 D、两份碳酸钙的质量相等，碳酸钙的形状只对反应的速率产生影响，最终生成二氧化碳的质量相等，故选项说法错误。 故选B。 【变式7-3】将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量 CaCO3粉末的容器中，相同条件下测得两者产生的 CO2体积（V）与反应时间（t）的 关系如下图所示。下列判断正确的是 A．300s 时，两个容器内反应Ⅰ比反应Ⅱ剩余的碳酸钙多 B．0~100s 内，反应Ⅰ、Ⅱ生成 CO2的速率均先快后慢 C．实验室可以用一定浓度的稀硫酸与 CaCO3粉末反应制备 CO2 D．反应Ⅱ中，0~100s 内产生的CO2体积比100~200s 内的少5a mL 【答案】C 【详解】A. 300s 时，两个容器内反应Ⅰ比反应Ⅱ生成二氧化碳多，则参加反应的碳酸钙多，剩余的碳酸钙少，选项错误； B. 由图可知，0~100s 内，反应Ⅰ、Ⅱ生成 CO2 的速率均先慢后快，选项错误； C. 由图可知，实验室可以用一定浓度的稀硫酸与 CaCO3 粉末反应制备 CO2，选项正确； D. 反应Ⅱ中，0~100s 内产生的CO2 体积为2.8a mL，0~ 200s 内产生的CO2 体积为7.8a mL ，0~100s 内产生的CO2 体积比100~200s 内的少5a mL-2.8a mL=2.2 mL，选项错误。 故选C。 题型08 多功能瓶的使用 装置 操作目的 收集密度比空气大的气体 收集密度比空气小的气体 排水法收集气体（集气瓶中装满水） 排水法收集气体并测定气体体积 测气体流速 （装入适量的水） 气体进出方向 a进气体 b出空气 b进气体 a出空气 b进气体 a出水 短进长出 a进气体 b出气体 举例 收集CO2、O2 收集H2 收集不溶于水的气体，如O2 、H2 收集H2、O2等气体，并测定气体体积 根据气泡速率比较气体流速 【典例8】（23-24九年级上·江苏无锡·阶段练习）供给呼吸是氧气的一种重要用途。医疗急救的过程中，通常需要给病人吸氧。吸氧设备中有医用氧气湿化器，其功能类似于“多功能瓶”。下列关于“多功能瓶”的说法正确的是    A．输氧时，氧气应从短导管进入 B．可以观察气体的流速 C．集气时，多功能瓶必须装满水 D．不能检验气体的性质 【答案】B 【详解】A、输氧时，氧气若从短导管进入，由于氧气不溶于水，氧气密度比水小，氧气会聚集在水的上方，短导管连着人，会导致人无法呼吸到氧气，故A错误； B、气体从长进短出，可用来观察气泡的快慢来判断输出氧气的速度，故B正确； C、使用“多功能瓶”集气时，若用排空气法收集，多功能瓶不用装满水，故C错误。 D、“多功能瓶”若装有澄清石灰水，二氧化碳从长进短出，可以检验二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质，故D错误。 故选B。 【变式8-1】用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是 A．收集 B．收集 C．检验 D．监控气体流速 【答案】B 【解析】A、二氧化碳密度比空气大，用图示装置收集二氧化碳气体，气体从长管通入，故A能达到实验目的； B、氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，用图示装置收集氧气，气体从短管通入，故B不能达到实验目的； C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体，用图示装置检验二氧化碳气体，气体应与澄清石灰水充分接触，则气体应从长管进入瓶中，故C能达到实验目的； D、氧气不易溶于水，用图示装置监控气体流速，气体应该从长管通入，可通过产生气泡的快慢判断气体的流速，故D能达到实验目的； 故选B。 【变式8-2】氢氧化钠溶液能和二氧化碳反应，下图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是    A．气体从b端通入，收集氧气 B．瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳 C．瓶内装有氢氧化钠溶液，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳 D．在a端接量筒，瓶内装满水，测量气体的体积 【答案】A 【解析】A.氧气的密度略大于空气的密度，收集氧气时，气体应从a端通入，选项A不能完成； B.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，瓶内装有澄清石灰水，气体从a端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳，选项B能完成； C.氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应，瓶内装有氢氧化钠溶液，气体从a端通入，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳，选项C能完成； D.气体的密度小于水的密度，在a端接量筒，瓶内装满水，能测量气体的体积，选项D能完成。 不能完成的实验是A，故选：A。 【变式8-3】医院给病人输氧气时，利用如图装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。说法正确的是_______。 A．b导管连接供给氧气的钢瓶 B．b导管连接病人吸氧气的塑料管 C．该装置可用来观察是否有氧气输出 D．该装置不能用来观察输出氧气的速度 E．该装置可以使病人获得湿润的氧气 【答案】BCE 【详解】 A、b导管连接供给氧气的钢瓶会将装置内的水排出，故不正确； B、b导管连接病人吸氧气的塑料管，故正确； C、可以通过水下是否有气泡判断是否有氧气输出，故正确； D、可以通过水下气泡的多少快慢判断气体的流速，故不正确； E、氧气从a进b出能湿润氧气，有利于病人健康，故正确。 故选：BCE。 题型09 实验室制取气体的一般思路和方法 1. 依据反应原理确定发生装置——依据反应物的状态和反应条件 A、B固液不加热型发生装置 C 固体加热型发生装置 （1）反应物是固体和液体，反应在常温下进行，应选用的发生装置为A或B（填字母,下同）。  （2）反应物是固体,反应需要加热,应选用的发生装置为C。 2．依据收集原理确定收集装置——依据气体的性质 （1）装置D适用于收集不易（或难）溶于水,且不与水反应的气体,如氧气。  （2）装置E适用于收集密度比空气的大,且不与空气中的成分发生反应的气体,如二氧化碳。  （3）装置F适用于收集密度比空气的小,且不与空气中的成分发生反应的气体,如氢气。  （4）使用装置G收集密度大于空气的气体,气体从a端通入;收集密度小于空气的气体,气体从b端通入。当装置G中装满水,收集气体时,应将气体从b端通入。  【典例9】实验室可利用Zn与稀硫酸的反应制取H2。 （1）用浓硫酸配制稀硫酸的操作为 （填字母），用玻璃棒引流，并不断搅拌。 A. 将浓硫酸缓缓注入盛有水的烧杯中 B. 水缓缓注入盛有浓硫酸的烧杯中 （2）Zn与稀硫酸反应的化学方程式为 。 （3）图-1所示的仪器B、D的名称为 、 ，组装制取H2的发生装置应选用的仪器为 （填字母）。 （4）为收集并准确测量H2的体积，在装入药品前，需检查装置的 。 （5）相同条件下H2密度比空气小，利用该性质可以通过 法收集H2，若用图-2所示装置测量生成H2的体积，H2应从 （填“甲”或“乙”）管通入。 （6）为探究影响Zn与稀硫酸反应快慢的因素，进行以下三组实验，室温下，取颗粒大小相同的锌粒与足量的稀硫酸反应，测量产生10mLH2（通常状况）所需的时间，下表为实验数据： 实验编号 硫酸的质量分数/% 硫酸的体积/mL 锌粒的质量/g 时间/s 1 10 10 1 78 2 10 10 2 57 3 40 10 1 9 ①比较实验1、2的数据，可以得出的结论是 。 ②由实验数据可知，该实验中对Zn与稀硫酸反应快慢影响较大的因素是 。 ③比较不同条件下锌粒与稀硫酸反应的快慢有不同的方法，除测量产生相同体积的H2所需的时间，还可采用的测量方法是 （写出一种）。 【答案】 （1） A （2）Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2 （3）酒精灯 长颈漏斗 ACD （4）气密性 （5）向下排空气 乙 （6）在相同的条件下，锌粒的质量越大，反应生成相同体积的氢气越快 硫酸的质量分数 相同时间收集到氢气的体积 【详解】 （1）由于浓硫酸溶于水放出大量的热，因此用浓硫酸配制稀硫酸的操作为将浓硫酸缓缓注入盛有水的烧杯中，并用玻璃棒引流，并不断搅拌。故填：A。 （2）Zn与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，其反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2。故填：Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2。 （3）图-1所示的仪器B是酒精灯，常用的加热仪器；D是长颈漏斗，制取H2的发生装置为固液常温型，应选用的仪器有锥形瓶、双孔导管、长颈漏斗。故填：酒精灯；长颈漏斗；ACD。 （4）在制取气体的实验中，装入药品前，都需检查装置的气密性。故填：气密性。 （5）由于在相同条件下H2密度比空气小，利用该性质可以通过向下排空气法收集H2，若用图-2所示装置测量生成H2的体积，是通过测量排出的水来定的，因此H2应从乙管通入，使水从甲管排出到量筒中。故填：向下排空气；乙。 （6）①比较实验1、2的数据可知，变化量为锌粒的质量，比较时间可以得出的结论是在相同的条件下，锌粒的质量越大，反应生成相同体积的氢气所需的时间越短。故填：在相同的条件下，锌粒的质量越大，反应生成相同体积的氢气所需的时间越短。 ②比较三组数据可知，当硫酸的质量分数变化时，反应生成相同体积的氢气所需的时间更短，因此该实验中对Zn与稀硫酸反应快慢影响较大的因素是硫酸的质量分数。故填：硫酸的质量分数。 ③比较不同条件下锌粒与稀硫酸反应的快慢有不同的方法，除测量产生相同体积的H2所需的时间，还可采用相同时间收集到氢气的体积来测量。故填：相同时间收集到氢气的体积。 【变式9-1】确定某气体的实验室制法时，不需要考虑的是 A．气体的用途 B．反应所需条件和药品 C．气体的验证 D．实验装置 【答案】A 【详解】气体发生装置的选择要考虑反应物状态和反应条件；收集装置的选择要考虑气体的密度和是否溶于水能否和水发生反应；收集到气体之后要进行验满和验证；不需要考虑气体的用途。 故选A。 【变式9-2】实验室制取硫化氢（H2S）气体的原理:室温下，块状不溶性的硫化亚铁（FeS）固体与稀硫酸反应（另一产物为硫酸亚铁）。 （1）写出该反应的化学方程式: 。 （2）若想控制反应的发生和停止，可选用的发生装置为 （填字母，下同）。 （3）已知硫化氢气体密度比空气大，能溶于水。可使用的气体收集方法为 ；若使用装置H进行收集，气体应从 （选填“a”或“b”）端通入。 【答案】 （1） （2）D （3）E向上排空气法 a 【分析】块状不溶性的硫化亚铁（FeS）固体与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢。 【详解】 （1）室温下，块状不溶性的硫化亚铁（FeS）固体与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢，反应的化学方程式为。 （2）有孔塑料板上方放置反映的固体块状药品，下方用分液漏斗连通 ，注入液体药品使液体与固体接触,反应发生。想停止时，可关闭导气管的橡胶开关 内部因继续反应产生气体使压强增大 会把液体压到隔板以下，使其不与固体接触 ，停止反应，故若想控制反应的发生和停止，可选用的发生装置为D。 （3）硫化氢气体密度比空气大，能溶于水，故可使用的气体收集方法为装置E向上排空气法；若使用装置H进行收集，气体应从长管进，空气从短管排出，故从a端通入。 【点睛】硫化氢气体密度比空气大，能溶于水，故可使用的气体收集方法为向上排空气法。 【变式9-3】天然气是一种比较清洁的化石能源，主要成分为甲烷（化学式为CH4），现对甲烷的制取、性质、应用做以下研究。查阅资料得知：①通常状况下，甲烷是一种无色无味难溶于水的气体，密度比空气小；②实验室中常用无水醋酸钠（CH3COONa）和氢氧化钠两种固体药品，研磨均匀混合，通过加热制取甲烷，同时还生成碳酸钠。 请回答相关问题： （1）上图中仪器a的名称是 ；仪器b的名称是 。 （2）实验室用B装置制取氧气，发生反应的化学方程式是 。 （3）A-E中，可用于制取并收集甲烷的装置为 （填字母）。 （4）用装置F收集了一瓶纯净的甲烷气体，在装置H中进行燃烧实验。可用水将G中气体压出，通H中，则水应从 端（选填“m”或“n”）注入。 （5）点燃后，干冷烧杯内壁看到的现象是 ，同时还生成二氧化碳气体，试写出甲烷燃烧的化学方程式 。 （6）利用装置C制取二氧化碳的优点是 ，反应的化学方程式为 ，可利用D装置收集二氧化碳的理由是 。 【答案】 （1）分液漏斗 水槽 （2） （3）BE （4）m （5）有水雾出现 （6）可以控制反应的发生和停止 二氧化碳密度比空气大，且不易与空气中的组分发生反应 【详解】 （1）仪器a是实验室常用漏斗类型之一：分液漏斗，b则是常用容器之一：水槽 （2）用B装置制取氧气，说明反应物是固体，且反应需要加热，但是由于加热高锰酸钾时，需要在试管口塞一小团棉花，而加热氯酸钾和二氧化锰的混合物则不需要，B装置中的试管口没有塞棉花，说明该装置是采用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，化学反应化学方程式为： （3）由题目所给的信息得知，制取甲烷采用无水醋酸钠（CH3COONa）和氢氧化钠两种固体药品，研磨均匀混合，通过加热制取甲烷，说明反应物都是固体，且需要加热，B装置符合制取要求；通常状况下，甲烷是一种无色无味难溶于水的气体，密度比空气小，则可以使用向下排空气法收集甲烷，则E符合要求，故选择BE （4）可以用水将G中气体压出，通入H中，则由于气体只能从短的一端导管出，所以水应该从m端注入 （5）点燃后，烧杯内壁看到的现象应当是有水雾出现，同时还生成了二氧化碳气体，甲烷燃烧的化学方程式为： （6）C装置可以通过控制止水夹的开合来控制装置内气体压强的大小，进而控制反应的发生和停止，利用固液混合反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：，D装置是向上排空气法收集气体，因为二氧化碳密度比空气大，且不易与空气中的组分发生反应，故可以使用D装置收集 1 / 2 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 $