课题3 二氧化碳的实验室制取（4大题型专项训练，天津专用）化学新教材人教版九年级上册

课题3 二氧化碳的实验室制取 题型01 制取二氧化碳的原理 题型02 制取二氧化碳的装置及改进 题型03 制取二氧化碳的实验与操作 题型04 制取二氧化碳的综合考查 题型01 制取二氧化碳的原理 反应原理 1．试剂：稀盐酸、石灰石（或大理石）。 2．化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 3．不选择以下试剂的原因： （1）不用稀硫酸：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）不用浓盐酸：浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。 （3）不用碳酸钠粉末：反应速率太快，不便于收集气体。 【典例1】(24-25九上·天津益中学校·期中)下列示意图与对应的叙述正确的是 A．向一定量锌粉中滴加稀盐酸 B．向一定量碳酸钙中加入稀盐酸 C．加热一定量高锰酸钾固体，锰元素的质量分数变化 D．向盛有二氧化锰的烧杯中加过氧化氢溶液 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】(23-24九上·天津部分区·期末)下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的是 A．图一：加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物 B．图二：在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量 C．图三：向等质量的锌粉、铁粉中分别加入足量等浓度的稀硫酸 D．图四：等质量块状大理石和碳酸钙粉末分别与足量等浓度稀盐酸反应 【变式1-2】(24-25九上·天津南开区·三模)写出下列反应的化学方程式： (1)碳在氧气中充分燃烧 。 (2)锌和硫酸铜溶液反应 。 (3)大理石与稀盐酸反应 。 【变式1-3】(25-26九上·天津双菱中学·期中)某校化学兴趣小组同学为测定其开采的石灰石中碳酸钙的质量分数，在实验室中取一定量石灰石样品于烧杯中，不断加入稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应)，测得烧杯中物质的总质量与加入的稀盐酸的质量关系如图所示。 (1)所取石灰石样品质量为 g； (2)计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留1位小数)。 题型02 制取二氧化碳的装置及改进 制取装置 对装置的改进如 简单 方便添加液体试剂 可控制反应速率 可控制反应发生和停止 【典例2】(24-25·天津河西区·一模)下列有关实验室制取二氧化碳的步骤中，对应正确的是 A．选择制备反应的试剂 B．选择发生的装置 C．选择收集的方法 D．检验气体集满与否 【变式2-1】(22-23九上·天津第二中学·期末)实验室制取O2、H2、CO2都需要选用的仪器是 A．酒精灯 B．水槽 C．集气瓶 D．广口瓶 【变式2-2】(22-23九上·天津南开美达菲中学·月考)下列二氧化碳的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是 A． B． C． D． 【变式2-3】实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的装置中，不能控制反应的发生与停止的是 A． B． C． D． 题型03 制取二氧化碳的实验与操作 过氧化氢制取氧气 1．发生装置 气体 制取原理 化学方程式 试剂状态 反应条件 发生装置 CO2 大理石或石灰石与稀盐酸反应 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 固体和液体 不加热 B或C或D或E O2 高锰酸钾分解 2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 固体 加热 A 过氧化氢分解 2H2O2 2H2O+ O2 ↑ 固体和液体 不加热 B或C或D或E 2. 收集装置 气体 气体的密度 气体的水溶性 收集装置 CO2 CO2密度比空气大 CO2能溶于水 G O2 O2密度比空气略大 O2不易溶于水 F或G 检验和验满 检验 验满 图示 操作 通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳。 用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。 【典例3】(22-23九上·天津和平十一中学·期末)实验室制取CO2有以下几个步骤：①按装置图连接好仪器②向长颈漏斗中加入稀盐酸③向锥形瓶内加入块状石灰石④检查装置的气密性⑤收集反应生成的气体。以上操作的排列顺序正确的是 A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．①②④③⑤ D．①④③②⑤ 【变式3-1】(24-25九上·天津南开·三模)根据下列装置图回答问题 (1)仪器a的名称为 。 (2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 (填字母)，该反应的化学方程式为 。 (3)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 (填字母)。 (4)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)。 (5)装置B中试管口略向下倾斜的原因是 。 【变式3-2】(24-25九上·天津河西区觉民中学·月考)下图是实验室常用的装置。 (1)写出a的仪器名称 。 (2)写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式 。 (3)实验室若选用装置作为制取CO2的发生装置，其优点是 ；写出实验室制取的化学方程式 ，若用G装置收集CO2，气体应从 填“a”或“b”）端通入，如何验满 。 (4)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）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，应选择的制取和收集装置是 （填装置字母）。 【变式3-3】(24-25九上·天津·检测)二氧化碳的实验室制取 制取装置： (1)反应药品：实验室制取CO2常选用 和 。 (2)反应原理： (3)实验步骤：仪器连接→ →装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 (4)气体检验：将待测气体通入 中，若 ，则证明该气体是CO2。 (5)气体收集：CO2气体只能用 收集，是因为 。 (6)气体验满：将燃着的木条放在 ，若 ，则证明已满。 题型04 制取二氧化碳的综合考查 1. 气体发生装置的选择:依据药品的状态和反应条件 实验室制取气体的一般思路和方法 1.确定制取气体的化学反应原理 综合考虑反应的速率大小、气体是否易于收集、是否纯净 2.设计制取气体的实验装置 （1）发生装置：根据反应物的状态和反应条件确定 反应物为固体且要加热的：用固体加热型装置； 反应物为固体和液体且不需要加热的：用固液不加热型装置。 （2）收集装置：根据气体的性质确定 不易溶于水，也不与水反应的气体: 用排水法 密度比空气大，不与空气反应的气体: 用向上排空气法 密度比空气小，不与空气反应的气体: 用向下排空气法 多功能瓶收集气体 气体进入集气瓶后聚集在装置下端，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 ①所有气体从短管（上端）进 ②V排出的水=V气体 植物油作用：防止气体溶解在水中集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体体积，但影响纯度 【典例4】(24-25·天津和平益中学校·一模)化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置回答问题。 (1)写出仪器①的名称 。 (2)实验室选用A装置制取氧气，反应的化学方程式为 ，固定装置时试管口略向下倾斜的原因是 。 (3)若用G装置收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入集气瓶。 (4)实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，选用B装置作为发生装置的优点是 ，请指出C装置中存在的一处错误是 。 (5)甲烷(CH4)是难溶于水的无色气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是 (从A~F装置中选择)。 【变式4-1】(24-25·天津河东区·二模)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 。 (2)若补充一种仪器 (仪器名称)，再利用上述仪器和试剂还可以制取氧气。反应的化学方程式为 。 (3)实验室里用下图所示装置研究二氧化碳的性质。 ①装置A中观察到石蕊溶液由紫色变为红色，用化学方程式说明原因： 。 ②若用装置B来检验二氧化碳，则B中应加入的试剂为 ，反应的化学方程式为 。 【变式4-2】(23-24·天津南开区·三模)在实验室里，同学们欲用如图所示装置制取气体。 (1)写出仪器a的名称 ； (2)实验室利用高锰酸钾制取并收集氧气选用的装置为 （填字母）（A-E中选择），反应的化学方程式为 ； (3)适合于选用BC装置制取气体的是 。 A．石灰石和稀盐酸制取二氧化碳 B．过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气 (4)若用F装置检验二氧化碳，二氧化碳气体应从 （填“b”或者“c”）进入。 (5)下列实验能达到实验目的的是 A B C 目的 验证蜡烛中含有氢元素 验证分子在不断运动 验证质量守恒定律 实验 A．A B．B C．C 【变式4-3】(23-24九下·天津静海区实验中学·开学考)请结合下列实验装置，回答有关问题。 (1)写出仪器名称a ；b 。 (2)实验室通过加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气，在该反应中起催化作用的物质是 。写出该反应的化学方程式 ，将装置A和C连接进行此实验，应现将导管移出水面，然后熄灭 。 (3)实验室若用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用的装置为 (填字母)，加试剂前，连接装置并检查装置的 。写出该反应的化学方程式 ，将生成的二氧化碳通入澄清石灰水，写出反应的化学方程式 。 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题3 二氧化碳的实验室制取 题型01 制取二氧化碳的原理 题型02 制取二氧化碳的装置及改进 题型03 制取二氧化碳的实验与操作 题型04 制取二氧化碳的综合考查 题型01 制取二氧化碳的原理 反应原理 1．试剂：稀盐酸、石灰石（或大理石）。 2．化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 3．不选择以下试剂的原因： （1）不用稀硫酸：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）不用浓盐酸：浓盐酸有挥发性，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。 （3）不用碳酸钠粉末：反应速率太快，不便于收集气体。 【典例1】(24-25九上·天津益中学校·期中)下列示意图与对应的叙述正确的是 A．向一定量锌粉中滴加稀盐酸 B．向一定量碳酸钙中加入稀盐酸 C．加热一定量高锰酸钾固体，锰元素的质量分数变化 D．向盛有二氧化锰的烧杯中加过氧化氢溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、向一定量锌粉中滴加稀盐酸，锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，随着反应的进行，氢气质量逐渐增加，且从零开始增加，待锌完全反应后，不再变化，不符合题意； B、向一定量碳酸钙中加入稀盐酸，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，随着反应的进行，碳酸钙的质量逐渐减小，至碳酸钙反应完全，质量减少至零，不符合题意； C、加热一定量高锰酸钾固体，高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，固体中锰元素的质量不变，但是由于有氧气生成，根据质量守恒定律，反应后固体质量减少，所以锰元素的质量分数增大，至完全反应不再发生变化，不符合题意； D、向盛有二氧化锰的烧杯中加过氧化氢溶液，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，二氧化锰是催化剂，化学反应前后，质量不变，故固体中锰元素的质量不变，符合题意； 故选D。 【变式1-1】(23-24九上·天津部分区·期末)下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的是 A．图一：加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物 B．图二：在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量 C．图三：向等质量的锌粉、铁粉中分别加入足量等浓度的稀硫酸 D．图四：等质量块状大理石和碳酸钙粉末分别与足量等浓度稀盐酸反应 【答案】C 【详解】A、加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物，二氧化锰作为该反应的催化剂，在反应前后质量不变，氯酸钾在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，随着反应的进行，固体的质量不断减小，则固体中二氧化锰的质量分数不断增大，至完全反应不再发生改变，故A图像错误； B、 在密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量，红磷燃烧放出大量的热，温度升高，压强增大；随着反应的进行氧气被消耗，温度逐渐恢复至室温，压强逐渐减小，最终压强一定比反应前小，故B图像错误； C、 向等质量的锌粉、铁粉中分别加入足量等浓度的稀硫酸，锌比铁活泼，则锌的反应速率快，至完全反应所需的时间短，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：，每65份质量的锌能置换出2份质量的氢气，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：，每56份质量的铁能置换出2份质量的氢气，则酸足量，等质量的锌粉、铁粉，铁产生的氢气多，故C图像正确； D、大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其它杂质，则等质量块状大理石和碳酸钙粉末分别与足量等浓度稀盐酸反应，大理石产生的二氧化碳较少，故D图像错误； 故选：C。 【变式1-2】(24-25九上·天津南开区·三模)写出下列反应的化学方程式： (1)碳在氧气中充分燃烧 。 (2)锌和硫酸铜溶液反应 。 (3)大理石与稀盐酸反应 。 【答案】(1)C+O2CO2 (2)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu (3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 【详解】（1）碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为。 （2）锌和硫酸铜溶液反应生成硫酸锌和铜，反应的化学方程式为。 （3）大理石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），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。 【变式1-3】(25-26九上·天津双菱中学·期中)某校化学兴趣小组同学为测定其开采的石灰石中碳酸钙的质量分数，在实验室中取一定量石灰石样品于烧杯中，不断加入稀盐酸(杂质不溶于水也不与酸反应)，测得烧杯中物质的总质量与加入的稀盐酸的质量关系如图所示。 (1)所取石灰石样品质量为 g； (2)计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留1位小数)。 【答案】(1)22 (2)解：根据质量守恒定律，石灰石样品和稀盐酸恰好完全反应时，生成的二氧化碳质量为：22g+100g-113.2g=8.8g。 设该石灰石样品中碳酸钙的质量为x。 x=20g 该石灰石样品中碳酸钙的质量分数： 答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为90.9%。 【分析】由图可知，加入稀盐酸100g后，继续加入稀盐酸，烧杯中物质总质量的增加值等于加入的稀盐酸质量，因此加入稀盐酸100g时，石灰石样品和稀盐酸恰好完全反应，此时加入的石灰石样品和稀盐酸的质量总和与烧杯中剩余物质总质量的差值就是反应中生成的二氧化碳的质量。 【详解】（1）根据图示，在没有加入稀盐酸时烧杯中物质的质量为22g，此时烧杯中的物质是石灰石，因此所取石灰石样品质量为22g。 （2）详见答案。 题型02 制取二氧化碳的装置及改进 制取装置 对装置的改进如 简单 方便添加液体试剂 可控制反应速率 可控制反应发生和停止 【典例2】(24-25·天津河西区·一模)下列有关实验室制取二氧化碳的步骤中，对应正确的是 A．选择制备反应的试剂 B．选择发生的装置 C．选择收集的方法 D．检验气体集满与否 【答案】A 【详解】A、实验室采用大理石和稀盐酸为原料制取二氧化碳，故A正确； B、大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应适用于固-液常温型，故B错误； C、二氧化碳的密度比空气大，能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法进行收集，故C错误； D、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集气瓶口，若木条熄灭，则证明已经收集满，不能将燃着的木条伸入集气瓶中，故D错误。 故选A。 【变式2-1】(22-23九上·天津第二中学·期末)实验室制取O2、H2、CO2都需要选用的仪器是 A．酒精灯 B．水槽 C．集气瓶 D．广口瓶 【答案】C 【详解】A、实验室制取氢气用锌和稀硫酸常温反应，制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应，都不需酒精灯；错误； B、二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，不用水槽；错误； C、要收集气体都要用集气瓶；正确； D、制取气体通常不需要广口瓶；错误； 故选：C。 【变式2-2】(22-23九上·天津南开美达菲中学·月考)下列二氧化碳的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、关闭止水夹，干燥管内压强增大，液面下降，固液分离；打开止水夹后，固液接触，反应进行，能达到随开随制，随关随停的目的，故选项A不符合题意； B、小试管只能起到液封作用，固体放在锥形瓶中，加入酸后酸和固体不能分离，无法控制反应发生和停止，不能随开随制、随关随停，故选项B符合题意； C、可以通过上下移动铜网，使固体和液体接触和分离，达到“随开随制，随关随停”效果，故选项C不符合题意； D、关闭活塞，试管内压强增大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离；打开活塞后，固液接触，反应进行，能达到随开随制，随关随停的目的，故选项D不符合题意。 故选B。 【变式2-3】实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的装置中，不能控制反应的发生与停止的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A、向上抽动铜丝，铜网上的大理石和稀盐酸分离，反应停止，向下推动铜丝，铜网上的大理石与稀盐酸接触反应开始，此装置可以控制反应的发生和停止，故A选项正确。 B、大理石在多孔塑料片上，要产生气体时，打开止水夹，长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石，产生气体，不用时关闭止水夹，压强增大，部分盐酸又被压到长颈漏斗内，使二者分离，反应停止，控制了反应的进行，所以该装置能够使反应随时发生或停止，故B选项正确。 C、大理石和盐酸反应制取二氧化碳时，该装置是控制稀盐酸的滴加速率，但稀盐酸总是会浸没大理石，所以无法控制反应的停止。故C选项错误。 D、捏动下面的软管，稀盐酸接触无纺布包中的大理石，反应发生，松手后稀盐酸与大理石分离，反应停止，故该装置能进行反应的停止和发生。 故选C 题型03 制取二氧化碳的实验与操作 过氧化氢制取氧气 1．发生装置 气体 制取原理 化学方程式 试剂状态 反应条件 发生装置 CO2 大理石或石灰石与稀盐酸反应 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 固体和液体 不加热 B或C或D或E O2 高锰酸钾分解 2KMnO4 △ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 固体 加热 A 过氧化氢分解 2H2O2 2H2O+ O2 ↑ 固体和液体 不加热 B或C或D或E 2. 收集装置 气体 气体的密度 气体的水溶性 收集装置 CO2 CO2密度比空气大 CO2能溶于水 G O2 O2密度比空气略大 O2不易溶于水 F或G 检验和验满 检验 验满 图示 操作 通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳。 用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。 【典例3】(22-23九上·天津和平十一中学·期末)实验室制取CO2有以下几个步骤：①按装置图连接好仪器②向长颈漏斗中加入稀盐酸③向锥形瓶内加入块状石灰石④检查装置的气密性⑤收集反应生成的气体。以上操作的排列顺序正确的是 A．①②③④⑤ B．②①④③⑤ C．①②④③⑤ D．①④③②⑤ 【答案】D 【详解】制取气体时，应首先按图连接实验装置，然后检查气密性，在气密性良好的前提下开始装药品，当有固体药品和液体药品时，先装固体药品再装液体药品，然后收集气体。实验室制取二氧化碳用的是固体石灰石和液体稀盐酸，故实验室制取CO2的步骤为①按装置图连接好仪器，④检查装置的气密性，③向锥形瓶内加入块状石灰石，②向长颈漏斗中加入稀盐酸，⑤收集反应生成的气体，故选D。 【变式3-1】(24-25九上·天津南开·三模)根据下列装置图回答问题 (1)仪器a的名称为 。 (2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，应选用的装置为 (填字母)，该反应的化学方程式为 。 (3)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用的装置为 (填字母)。 (4)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)。 (5)装置B中试管口略向下倾斜的原因是 。 【答案】(1)铁架台 (2) BD或BE (3)AD (4)②①⑤③④ (5)防止冷凝水倒流，炸裂试管 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：铁架台； （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，发生装置可选B，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D或E，故填：BD或BE； 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置可选A，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D，故填：AD； （4）制取二氧化碳的实验步骤为：组装仪器，检查装置的气密性；先向锥形瓶中放入几块石灰石，然后向长颈漏斗中注入稀盐酸，最后收集气体，故操作顺序是：②①⑤③④； （5）装置B中试管口略向下倾斜的原因是：防止冷凝水倒流，炸裂试管。 【变式3-2】(24-25九上·天津河西区觉民中学·月考)下图是实验室常用的装置。 (1)写出a的仪器名称 。 (2)写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式 。 (3)实验室若选用装置作为制取CO2的发生装置，其优点是 ；写出实验室制取的化学方程式 ，若用G装置收集CO2，气体应从 填“a”或“b”）端通入，如何验满 。 (4)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）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，应选择的制取和收集装置是 （填装置字母）。 【答案】(1)铁架台 (2) (3) 可以随时控制反应的发生和停止 a 将燃着的木条放在b口，若木条熄灭，则集满 (4)BF或BE或BG 【详解】（1）仪器a的名称是铁架台； （2）A装置为固体加热型，且试管口有棉花，即为高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为； （3）装置C中，当打开活塞时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭活塞时，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，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，故实验室若选用装置作为制取二氧化碳的发生装置，其优点是可以随时控制反应的发生和停止； 实验室用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与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、二氧化碳和水，化学方程式为； 若用G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，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为将燃着的木条放在b口，若木条熄灭，则集满； （4）实验室常用块状电石（主要成分是）和水在常温下制取乙炔气体，该反应为固液常温型，该反应非常剧烈，发生装置可选择B，因为B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，得到平稳的气流；乙炔是一种密度比空气小、难溶于水的气体，可用向下排空气法或排水法收集，收集装置可选择E或F或G，所以为得到平稳的气流，应选择的制取装置为BF或BE或BG。 【变式3-3】(24-25九上·天津·检测)二氧化碳的实验室制取 制取装置： (1)反应药品：实验室制取CO2常选用 和 。 (2)反应原理： (3)实验步骤：仪器连接→ →装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 (4)气体检验：将待测气体通入 中，若 ，则证明该气体是CO2。 (5)气体收集：CO2气体只能用 收集，是因为 。 (6)气体验满：将燃着的木条放在 ，若 ，则证明已满。 【答案】(1) 大理石(或石灰石) 稀盐酸 (2) (3)检查气密性 (4) 澄清石灰水 石灰水变浑浊 (5) 向上排空气法 二氧化碳能溶于水且密度比空气大 (6) 集气瓶口 木条熄灭 【详解】（1）实验室制取CO2常选用大理石或石灰石与稀盐酸反应。 （2）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式是：； （3）实验步骤：仪器连接，为了能顺利收集气体因此先检查装置的气密性，然后装药品，加入稀盐酸后反应收集气体，故填：检查装置的气密性； （4）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此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 （5）CO2气体密度比空气大且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集； （6）二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，能使燃着的木条复燃，因此验满方法是将燃着的木条平置于集气瓶口，木条熄灭，则已满。 题型04 制取二氧化碳的综合考查 1. 气体发生装置的选择:依据药品的状态和反应条件 实验室制取气体的一般思路和方法 1.确定制取气体的化学反应原理 综合考虑反应的速率大小、气体是否易于收集、是否纯净 2.设计制取气体的实验装置 （1）发生装置：根据反应物的状态和反应条件确定 反应物为固体且要加热的：用固体加热型装置； 反应物为固体和液体且不需要加热的：用固液不加热型装置。 （2）收集装置：根据气体的性质确定 不易溶于水，也不与水反应的气体: 用排水法 密度比空气大，不与空气反应的气体: 用向上排空气法 密度比空气小，不与空气反应的气体: 用向下排空气法 多功能瓶收集气体 气体进入集气瓶后聚集在装置下端，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 ①所有气体从短管（上端）进 ②V排出的水=V气体 植物油作用：防止气体溶解在水中集气瓶上端若有空气，不影响收集的气体体积，但影响纯度 【典例4】(24-25·天津和平益中学校·一模)化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置回答问题。 (1)写出仪器①的名称 。 (2)实验室选用A装置制取氧气，反应的化学方程式为 ，固定装置时试管口略向下倾斜的原因是 。 (3)若用G装置收集氧气，气体应从 (填“a”或“b”)端通入集气瓶。 (4)实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，选用B装置作为发生装置的优点是 ，请指出C装置中存在的一处错误是 。 (5)甲烷(CH4)是难溶于水的无色气体，实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得，实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是 (从A~F装置中选择)。 【答案】(1)铁架台 (2) 防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管 (3)a (4) 控制反应速率(控制药品滴加的量或节约药品) 长颈漏斗下端未伸入液面以下(长颈漏斗末端没有液封) (5)AE或AF 【详解】（1）由图可知，仪器①为铁架台； （2）A装置为固体加热型发生装置，管口有棉花团，应选用高锰酸钾制氧，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故化学方程式为：； 为防止冷凝水倒流到热的试管底部，引起试管的炸裂，所以加热固体药品试管口应略向下倾斜； （3）氧气的密度比空气大，若用G装置收集氧气，气体应长进短出，因此从a端通入； （4）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳，故方程式为：； B装置可以通过注射器控制液体滴加速度，从而控制反应速率，产生平稳的气流（合理即可）； C装置长颈漏斗下端未伸入液面以下，产生的气体会从长颈漏斗逸出，应伸入液面以下进行液封； （5）实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制取甲烷，应选用固体加热型发生装置，甲烷(CH4)难溶于水，相对分子质量16小于29，密度比空气小，所以可采用排水法或向下排空气法收集，故填：AF或AE。 【变式4-1】(24-25·天津河东区·二模)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 。 (2)若补充一种仪器 (仪器名称)，再利用上述仪器和试剂还可以制取氧气。反应的化学方程式为 。 (3)实验室里用下图所示装置研究二氧化碳的性质。 ①装置A中观察到石蕊溶液由紫色变为红色，用化学方程式说明原因： 。 ②若用装置B来检验二氧化碳，则B中应加入的试剂为 ，反应的化学方程式为 。 【答案】(1) ①②⑦⑧ 石灰石和稀盐酸 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则瓶中二氧化碳已集满 (2) 试管 (3) CO2 + H2O=H2CO3 澄清石灰水 CO2 + Ca(OH)2= CaCO3↓ + H2O 【详解】（1）实验室可选择石灰石与稀盐酸来制取二氧化碳，该反应属于固液常温型，二氧化碳能溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法来收集，因此可选择仪器①②⑦⑧； 二氧化碳的验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满； （2）若补充试管，可采用加热高锰酸钾的方法来制取氧气，除试管外还需要①③④⑤⑥； 高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：； （3）①装置A中通入的二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液由紫色变为红色，反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3； ②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沉淀和水，因此用澄清石灰水检验二氧化碳，反应的化学方程式为CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。 【变式4-2】(23-24·天津南开区·三模)在实验室里，同学们欲用如图所示装置制取气体。 (1)写出仪器a的名称 ； (2)实验室利用高锰酸钾制取并收集氧气选用的装置为 （填字母）（A-E中选择），反应的化学方程式为 ； (3)适合于选用BC装置制取气体的是 。 A．石灰石和稀盐酸制取二氧化碳 B．过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气 (4)若用F装置检验二氧化碳，二氧化碳气体应从 （填“b”或者“c”）进入。 (5)下列实验能达到实验目的的是 A B C 目的 验证蜡烛中含有氢元素 验证分子在不断运动 验证质量守恒定律 实验 A．A B．B C．C 【答案】(1)长颈漏斗 (2) AC或AE (3)AB (4)b (5)AC 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是长颈漏斗； （2）实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，该反应为固体加热型，则发生装置应选A，由于氧气不易溶于水且密度比空气略大，可通过排水法或向上排空气法进行收集，则收集装置可选用装置C或E，故实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，选用的装置可以为AC或AE，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为； （3）装置B为固液常温型装置，装置C为向上排空气法收集，说明气体的密度比空气大，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳、过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气都是固液常温型反应，二氧化碳和氧气的密度均比空气大，则适合于选用BC装置制取气体的是AB； （4）若用F装置检验二氧化碳，通常用澄清石灰水，且气体要与液体充分接触，则二氧化碳气体应从b进入； （5）A、蜡烛燃烧过程中，烧杯内壁出现水珠，说明反应生成了水，水是由氢元素和氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应前氧气中只含有氧元素，则进一步说明蜡烛中含有氢元素，能达到实验目的，故A符合题意； B、浓盐酸具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，不能使无色酚酞溶液变色，无法验证分子在不断运动，不能达到实验目的，故B不符合题意； C、红磷燃烧生成五氧化二磷固体，是化学变化，且是密闭容器，能验证质量守恒定律，能达到实验目的，故C符合题意； 故选：AC。 【变式4-3】(23-24九下·天津静海区实验中学·开学考)请结合下列实验装置，回答有关问题。 (1)写出仪器名称a ；b 。 (2)实验室通过加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气，在该反应中起催化作用的物质是 。写出该反应的化学方程式 ，将装置A和C连接进行此实验，应现将导管移出水面，然后熄灭 。 (3)实验室若用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用的装置为 (填字母)，加试剂前，连接装置并检查装置的 。写出该反应的化学方程式 ，将生成的二氧化碳通入澄清石灰水，写出反应的化学方程式 。 【答案】(1) 试管 集气瓶 (2) 二氧化锰/MnO2 酒精灯 (3) BD 气密性 【详解】（1）仪器a的名称为试管，仪器b的名称为集气瓶。 （2）二氧化锰在氯酸钾反应中起催化作为用，反应后生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：； 此过程中用排水法收集氧气时，实验结束后应先将导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水倒吸，引起试管炸裂。 （3）实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，反应物为固液混合物，且不需要加热，故发生装置选B，二氧化碳的密度比空气的大，二氧化碳能溶于水，所以用向上排空气法收集，选用的收集装置为D，故制取装置为BD； 连接装置并检查装置的气密性，保证装置不漏气后，再加入试剂； 石灰石的主要成分为碳酸钙，与稀盐酸反应后生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：； 将生成的二氧化碳通入澄清石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，反应的化学方程式为：。 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $