6.3 二氧化碳的实验室制取（教材通解）化学新教材人教版九年级上册

该初中化学资料聚焦二氧化碳的实验室制取，系统梳理药品选择、反应原理、装置确定（发生与收集）、检验验满及实验步骤。通过对比不适用药品（纯CaCO₃、浓盐酸等）理解反应条件，联系氧气制取装置选择依据（反应物状态、反应条件），延伸至工业制法，构建从实验室到工业生产的知识支架。 知识链路以“原理-装置-操作-应用”逻辑递进，通过药品适用性分析培养科学思维，实验步骤规范与装置选择体现化学观念（性质决定实验方法）。易错归纳与判断题强化科学探究与实践能力，助力学生形成气体制取的系统认知，提升解决实际问题的综合素养。

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、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）和稀盐酸（均为混合物）。 （2）反应原理：________________________________________。 ①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？___________________________________。 ②为什么不用浓盐酸？_________________________________________________。 ③为什么不用稀硫酸？__________________________________________，阻碍反应的进一步进行。 二、实验室里制取二氧化碳的装置 （一）发生装置 1、发生装置选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）。 实验室常见的气体发生装置见下图，相关的选择依据见下表： 反应物的状态 反应条件 发生装置 固体与固体 加热 I固固加热型 固体(或液体)与液体 常温 Ⅱ固(液)液常温型 制取原理 反应物的状态 反应条件 二氧化碳 稀盐酸与石灰石(或大理石)反应 稀盐酸为液体，石灰石(或大理石)为固体 _______ 氧气 高锰酸钾分解 高锰酸钾为固体 _______ 过氧化氢分解 过氧化氢为液体 常温，有二氧化锰作催化剂 由于实验室制取二氧化碳所用药品的状态为固体和液体，反应条件是常温，因此实验室制取二氧化碳可选用实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的发生装置(即固液常温型气体发生装置),如图。 注意事项： ①发生装置中若使用长颈漏斗，长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗的下端管口逸出； ②导管不能伸入发生装置内太长，更不能插入到液面以下；若插入到液面下，气体将无法从导管口排出； ③使用长颈漏斗的优点是便于添加液体药品，使用分液漏斗的优点是可以控制反应速率。 （二）收集装置 气体的密度与空气的比较(大或小) 是否溶于水，是否与水反应 二氧化碳 相同条件下，二氧化碳的密度比空气的大 能溶于水，与水反应 氧气 相同条件下，氧气的密度比空气的略大 不易溶于水，也不与水反应 二氧化碳能溶于水，因此收集二氧化碳一般不用_______法；又由于二氧化碳的密度比空气大，因此收集二氧化碳一般用_______法，如图。 注意事项：收集时注意要将导管插到______________。 （三）制取装置 根据制取二氧化碳的反应物的状态、反应条件和二氧化碳的性质等方面的因素，结合实验室氧气的制取，可选择如图所示装置来制取二氧化碳。 三、二氧化碳的检验与验满 （1）检验方法： 将制得的气体___________________________________，则证明是二氧化碳。 （2）验满方法： 用___________________________________，证明二氧化碳气体已经收集满。 四、制取二氧化碳的实验步骤 （1）按要求连接仪器(如图所示)。 （2）检查装置的气密性。具体方法________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________，说明装置气密性良好。 （3）装入药品。先向_______中装入块状大理石(或石灰石),后从_______加入稀盐酸，至锥形瓶中液面浸没长颈漏斗_______。 （4）检验生成的气体是否为二氧化碳。 （5）收集二氧化碳气体。 （6）验证二氧化碳气体是否收集满。 一、二氧化碳的实验室制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 石灰石 反应原理 CaC03+2HCl=====CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3=====CaO+CO2↑ 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 装置 固体加热型 （反应物状态为固体和液体,反应条件为常温） 向上排空气法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若观察到木条熄灭,证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。 二、气体制取的一般思路 （1）确定气体发生装置 实验室常见的气体发生装置见下图，相关的选择依据见下表： 反应物的状态 反应条件 发生装置 固体与固体 加热 I固固加热型 固体(或液体)与液体 常温 Ⅱ固(液)液常温型 （2）确定气体收集装置 易错归纳 检验和验满在试剂选择和方法上的区别 检验——利用某气体的特性，使用某种方法验证该气体是什么气体。 验满——已知该气体是什么气体，使用某种方法来检验该气体已收集满。示例；检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而不用燃着的木条，因为除二氧化碳外，氮气也不支持燃烧。 易错判断 1．实验室里常用稀硫酸与大理石反应来制取少量二氧化碳气体。( ) 2．实验室制取二氧化碳无需酒精灯。( ) 3．实验室制取二氧化碳，可用稀硫酸代替稀盐酸( ) 4．实验室制取氧气的装置不能用于制取二氧化碳( ) 5．一般不用排水法收集二氧化碳。( ) 6．收集二氧化碳气体时，放入集气瓶的导管要接近集气瓶底部。( ) 7．收集二氧化碳时，将带火星的木条放在集气瓶口验满。( ) 8．将燃着的木条伸入集气瓶中，若木条熄灭，说明该气体是二氧化碳。( ) 9．检验二氧化碳气体可以用澄清石灰水或燃着的木条。( ) 1 / 2 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、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）和稀盐酸（均为混合物）。 （2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。 ①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？反应速率太快，不易控制。 ②为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。 ③为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。 二、实验室里制取二氧化碳的装置 （一）发生装置 1、发生装置选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）。 实验室常见的气体发生装置见下图，相关的选择依据见下表： 反应物的状态 反应条件 发生装置 固体与固体 加热 I固固加热型 固体(或液体)与液体 常温 Ⅱ固(液)液常温型 制取原理 反应物的状态 反应条件 二氧化碳 稀盐酸与石灰石(或大理石)反应 稀盐酸为液体，石灰石(或大理石)为固体 常温 氧气 高锰酸钾分解 高锰酸钾为固体 加热 过氧化氢分解 过氧化氢为液体 常温，有二氧化锰作催化剂 由于实验室制取二氧化碳所用药品的状态为固体和液体，反应条件是常温，因此实验室制取二氧化碳可选用实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的发生装置(即固液常温型气体发生装置),如图。 注意事项： ①发生装置中若使用长颈漏斗，长颈漏斗的下端管口要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗的下端管口逸出； ②导管不能伸入发生装置内太长，更不能插入到液面以下；若插入到液面下，气体将无法从导管口排出； ③使用长颈漏斗的优点是便于添加液体药品，使用分液漏斗的优点是可以控制反应速率。 （二）收集装置 气体的密度与空气的比较(大或小) 是否溶于水，是否与水反应 二氧化碳 相同条件下，二氧化碳的密度比空气的大 能溶于水，与水反应 氧气 相同条件下，氧气的密度比空气的略大 不易溶于水，也不与水反应 二氧化碳能溶于水，因此收集二氧化碳一般不用排水法；又由于二氧化碳的密度比空气大，因此收集二氧化碳一般用向上排空气法，如图。 注意事项：收集时注意要将导管插到集气瓶底。 （三）制取装置 根据制取二氧化碳的反应物的状态、反应条件和二氧化碳的性质等方面的因素，结合实验室氧气的制取，可选择如图所示装置来制取二氧化碳。 三、二氧化碳的检验与验满 （1）检验方法： 将制得的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。 （2）验满方法： 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。 四、制取二氧化碳的实验步骤 （1）按要求连接仪器(如图所示)。 （2）检查装置的气密性。具体方法：向长颈漏斗中加水至锥形瓶内的水浸没长颈漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗中加水，直至长颈漏斗内液面高于锥形瓶中液面(形成一段水柱),一段时间后长颈漏斗内液面不下降，说明装置气密性良好。 （3）装入药品。先向锥形瓶中装入块状大理石(或石灰石),后从长颈漏斗加入稀盐酸，至锥形瓶中液面浸没长颈漏斗下端管口。 （4）检验生成的气体是否为二氧化碳。 （5）收集二氧化碳气体。 （6）验证二氧化碳气体是否收集满。 一、二氧化碳的实验室制取 制取方法 实验室制法 工业制法 制取试剂 大理石(或石灰石)与稀盐酸 石灰石 反应原理 CaC03+2HCl=====CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3=====CaO+CO2↑ 依据：发生装置，反应物状态及反应条件；收集装置，气体的溶解性及密度 装置 固体加热型 （反应物状态为固体和液体,反应条件为常温） 向上排空气法 （二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大） 实验步骤 （1）“组”：组装仪器。 （2）“查”：检查装置的气密性。 （3）“装”：将药品装入反应容器(先装固体，再加液体)。 （4）“集”：用向上排空气法收集。 （5）“验”：验满(将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已收集满)。 （6）“放”：集满后盖上玻璃片正放在桌面上。 检验方法 把生成的气体通入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊证明生成的气体是二氧化碳。 验满方法 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若观察到木条熄灭,证明二氧化碳已经收集满。 净化装置 盐酸具有挥发性，故制得的CO2气体中可能混有少量的HCl气体，一般可用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的HCl气体。气体经过饱和碳酸氢钠溶液后，会有水蒸气混入，浓硫酸有吸水性，可用浓硫酸除去水蒸气，进行干燥。 二、气体制取的一般思路 （1）确定气体发生装置 实验室常见的气体发生装置见下图，相关的选择依据见下表： 反应物的状态 反应条件 发生装置 固体与固体 加热 I固固加热型 固体(或液体)与液体 常温 Ⅱ固(液)液常温型 （2）确定气体收集装置 易错归纳 检验和验满在试剂选择和方法上的区别 检验——利用某气体的特性，使用某种方法验证该气体是什么气体。 验满——已知该气体是什么气体，使用某种方法来检验该气体已收集满。示例；检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而不用燃着的木条，因为除二氧化碳外，氮气也不支持燃烧。 易错判断 1．实验室里常用稀硫酸与大理石反应来制取少量二氧化碳气体。( ) 2．实验室制取二氧化碳无需酒精灯。( ) 3．实验室制取二氧化碳，可用稀硫酸代替稀盐酸( ) 4．实验室制取氧气的装置不能用于制取二氧化碳( ) 5．一般不用排水法收集二氧化碳。( ) 6．收集二氧化碳气体时，放入集气瓶的导管要接近集气瓶底部。( ) 7．收集二氧化碳时，将带火星的木条放在集气瓶口验满。( ) 8．将燃着的木条伸入集气瓶中，若木条熄灭，说明该气体是二氧化碳。( ) 9．检验二氧化碳气体可以用澄清石灰水或燃着的木条。( ) 【答案】1．错误 2．正确 3．错误 4．错误 5．正确 6．正确 7．错误 8．错误 9．错误 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $