内容正文:
第26讲 二氧化碳的实验室制取
内容导航
暑期启航·目标明确:暑期提前规划学习任务,明确阶段目标与提升路径
新知先修·体系构建:提前预习核心知识内容,梳理知识脉络,搭建完整框架
重点突破·方法培优:聚焦重难点知识突破,提炼解题思路,培养高效方法
典例精研·即时提升:精选典型例题深度讲解,掌握解题规律,实现即时提升
分层精练·培优拓展:基础巩固与培优拓展结合,分层训练提升综合应用能力
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。
重点01 实验室制取二氧化碳
1.反应原理
(1)试剂选择:块状石灰石(或大理石)与稀盐酸
选择石灰石(或大理石)与稀盐酸的理由:反应速率适中,能持续进行,原料廉价易得。
(2)化学方程式:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(3)确定实验室制取二氧化碳的化学反应原理时,需要考虑的因素有:反应要能持续进行;反应条件容易达到;反应速率便于控制;产生的气体纯度尽可能高。
拓展提升:实验室制取二氧化碳不选择以下试剂的原因:
①不用稀H2SO4的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在石灰石(或大理石)表面,阻止反应的进行。
②不用浓盐酸的原因:浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢(HCl)气体混入生成的CO2中,使制得的气体不纯。
③不用碳酸钠或纯的碳酸钙反应的原因:反应速率太快,不易控制。
【方法技巧】
实验室制取二氧化碳的药品只能写“大理石(或石灰石)”和“稀盐酸”,不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是混合物,不能用化学式表示,它们的主要成分是碳酸钙。纯碳酸钙是粉末状,反应速度太快,来不及收集,也不能使用;“盐酸”是氯化氢气体的水溶液,也是混合物,不能用化学式表示。“HCl”既可以表示盐酸,还可以表示氯化氢气体。
2.制取装置
(1)发生装置:固液不加热型
(2)收集装置:向上排空气法
实验室制取二氧化碳的两种装置
3.实验步骤:
(1)连接仪器
(2)检查装置气密性
(3)装试剂(先装固体试剂后装液体试剂)
(4)收集气体
4.检验方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,若变浑浊,则气体是二氧化碳。
5.验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已集满二氧化碳。
【方法技巧】
检验二氧化碳时不可用点燃的木条(氮气也不能支持燃烧),只有验满二氧化碳时才能用。
重点02 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
(1)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
(1)气体发生装置选择依据:反应物的状态和反应条件;
①反应物的状态: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:是否需要加热、有没有使用催化剂等。
二氧化碳
氧气
药品
大理石(或石灰石)、稀盐酸
过氧化氢
高锰酸钾
反应原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
反应物状态
固体和液体
固体和液体
固体
反应条件
不加热
不加热
加热
发生装置
固液不加热型
固体加热型
(2)气体收集装置选择依据:气体的性质,如密度、是否溶于水、是否与水反应等。
①气体密度:
密度比空气大,不与空气反应的:用向上排空气法(集气瓶口朝上)收集;
密度比空气小,不与空气反应的:用向下排空气法(集气瓶口朝下)收集。
②是否溶于水、是否与水反应:难溶于水,不与水反应的:用排水法收集。
O2、CO2、H2的收集方法及依据
二氧化碳
氧气
氢气
密度
比空气大
比空气大
比空气小
水溶性
能溶于水,与水反应
不易溶于水,不与水反应
难溶于水,不与水反应
收集方法
排水法
排水法;向上排空气法
排水法;向下排空气法
收集装置
拓展提升:各种不同固液不加热型装置的优点
不同装置
优点
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
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。
【易错提醒】
(1)用排水法收集气体时,导管口出现连续均匀的气泡时开始收集;集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满。
(2)用排空气法收集氧气或二氧化碳,验满时木条只能置于瓶口,不能伸进瓶内。
考向01 实验室制取二氧化碳仪器和装置的选择
【典例01】(2025·甘肃武威·一模)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,一定不需要的仪器是
A.导气管 B.试管 C.酒精灯 D.集气瓶
【答案】C
【详解】实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应在常温下即可进行,使用的装置属于“固液常温型”,故可判断一定不需要的仪器是酒精灯,C选项正确。
故选C。
【即时提升1-1】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;
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
【答案】A
【详解】含分液漏斗的装置相对于含试管的装置比较:含分液漏斗的装置可以通过控制分液漏斗中液体滴加的速度和量来控制反应速率,但是不可以控制反应的停止和发生;且方便添加液体药品,制取气体的较多,所以选项A合理。
故选:A
【即时提升1-2】(2025·宁夏·中考真题)在实验室利用图中提供的仪器制备气体,根据要求回答下列问题。
(1)组装制取并收集二氧化碳的装置,选择的仪器是_____(填序号),写出该反应的化学方程式_______。
(2)收集二氧化碳的装置也可用于收集氧气,理由是______。
【答案】(1) ①②④⑥ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)氧气和二氧化碳的密度都比空气大
【详解】(1)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳,属于固液常温型,发生装置用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、带直角导管的双孔橡胶塞;二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,只能采用向上排空气法收集,收集装置需要集气瓶,因此组装制取并收集二氧化碳的装置,选择的仪器是①②④⑥;石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)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CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
故填:①②④⑥;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)由于氧气和二氧化碳的密度都比空气大,因此收集二氧化碳的装置也可用于收集氧气,故填:氧气和二氧化碳的密度都比空气大。
考向02 实验室制取二氧化碳的操作
【典例02】(24-25九年级上·广东佛山·阶段检测)实验室制取二氧化碳,下列装置和操作合理的是
A.检查装置气密性 B.加入大理石
C.制取 D.收集
【答案】D
【详解】A、该装置中的长颈漏斗与外界想通,没有形成密闭系统,无法用此方法检查该装置的气密性,故A操作不规范,故选项不符合题意;
B、取用块状固体时,应“一横、二放、三慢竖”,先将试锥形瓶横放,用镊子把固体放在瓶口,再将锥形瓶慢慢竖起来,不能将固体直接竖直放入锥形瓶中,故B操作不规范,故选项不符合题意;
C、制取二氧化碳时,长颈漏斗要伸入液面以下,形成液封,防止气体从长颈漏斗逸出,故C操作不规范,故选项不符合题意;
D、二氧化碳密度比空气大,使用图示装置收集二氧化碳时要长进短出,故D操作规范,故选项符合题意;
故选:D。
【即时提升2-1】(2025·湖北黄石·二模)某市中考化学实验操作考试中,小峰抽到的考题是CO2的制取,收集和验满。下图五个示意图是小峰的实验操作过程,按评分标准,每项操作得1分,满分5分,若你是评分老师,小峰的最终成绩为
A.1分 B.2分 C.3分 D.4分
【答案】C
【详解】①检查装置气密性:将导管置于水中,用手紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,有气泡冒出,说明装置气密性良好,正确;
②倾倒液体时,瓶塞应倒放,瓶口应紧挨,标签应朝向手心处,图中瓶塞未倒放,错误;
③二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,正确;
④二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明已经集满,不能伸入集气瓶内部,错误;
⑤应用试管刷刷洗试管,刷洗时须转动或上下移动试管刷,但是用力不能太猛,防止损坏试管,正确。
故最终成绩为3分。
故选C。
【即时提升2-2】(24-25九年级上·重庆·阶段检测)实验室制取二氧化碳时,下列相关操作正确的是
A.检查气密性 B.装药品
C.收集气体 D.气体验满
【答案】A
【详解】A.图示装置向外拉注射器的活塞时,装置内气压减小,若观察到长颈漏斗下端冒出气泡,说明该装置的气密性良好,故A正确;
B.实验室制取二氧化碳使添加试剂的顺序为先添加固体试剂,再添加液体试剂,且加入大理石时,应先将试管横放,把大理石放在试管口,再把试管竖立起来,使大理石缓缓滑到试管底部,故B错误;
C.二氧化碳密度比空气大,且不与空气中的成分反应,应采用向上排空气法来收集,故C错误;
D.二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,验满时应将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明二氧化碳已集满,而不是伸入瓶内,故D错误。
故选:A。
考向03 实验室制取气体的综合考查
【典例03】(25-26九年级上·安徽阜阳·期末)实验室制取气体常用下图装置,请根据下图回答问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:①_______。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为____,应选择的发生装置和收集装置的组合是___(填装置的字母)。
(3)某同学若选择E装置收集二氧化碳,检验二氧化碳已收集满的方法是将燃着的木条放在_____(填“a”或“b”)导管口,若木条熄灭,则已收满。
(4)确定实验室制取气体的反应原理时,下列因素中不需要考虑的是____(填字母)。
A.试剂容易获得,能生成所要制取的气体
B.反应条件易于控制,反应速率适中
C.操作简便易行,安全可靠,节能环保
D.所要制取气体的颜色和气味
【答案】(1)长颈漏斗
(2) BC/BE
(3)b
(4)D
【详解】(1)由图可知,标号①的仪器名称为长颈漏斗;故填:长颈漏斗。
(2)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳,即石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)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,该反应属于固液常温型,选择的发生装置为B;二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,只能采用向上排空气法收集,选择的收集装置为C或E;故填: ;BC或BE。
(3)二氧化碳的密度比空气大,可采用向上排空气法收集,若选择E装置收集二氧化碳,气体从a导管口通入,空气从b导管口排出,检验二氧化碳已收集满的方法是将燃着的木条放在b导管口,若木条熄灭,则已收满;故填:b。
(4)A、确定实验室制取气体的反应原理时,需要考虑药品容易获得,能生成所要制取的气体,故选项不符合题意。
B、确定实验室制取气体的反应原理时,需要考虑反应条件易于控制,反应速率适中,故选项不符合题意。
C、确定实验室制取气体的反应原理时,需要考虑操作简便易行,安全可靠,节能环保,故选项不符合题意。
D、确定实验室制取气体的反应原理时,不需要考虑所要制取气体的颜色和气味,故选项符合题意。
故选D。
【即时提升3-1】结合下列实验装置,回答有关问题。
(1)标号①的名称为 ;
(2)实验室用分解过氧化氢的方法制取氧气,应选择的发生装置是 (填字母);为了得到更纯的氧气,收集装置最好选 (填字母);如果要控制该反应的反应速率,则对发生装置的改进方法是 。
(3)A与C装置比较,A的优点是可以控制反应的发生和停止,请你写出一个利用A装置此优点制取气体的化学方程式 ;
(4)用装置G收集CO2气体时,气体应从 (填“a”或“b”)端通入,检验CO2可以用澄清的石灰水,反应的化学方程式是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) C F 将长颈漏斗改为分液漏斗
(3)
(4) a
【详解】(1)标号①的名称为长颈漏斗。
(2)实验室用分解过氧化氢的方法制取氧气,反应为固液不加热反应,应选择的发生装置是C;氧气不易溶于水,排水法收集到气体较为纯净,故为了得到更纯的氧气,收集装置最好选F;如果要控制该反应的反应速率,则对发生装置的改进方法是将长颈漏斗改为分液漏斗,通过分液漏斗的活塞控制液体的滴加速率来控制反应速率。
(3)A与C装置比较,A的优点是可以控制反应的发生和停止,适合块状固体和液体不加热反应,故可为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,。
(4)用装置G收集CO2气体时,二氧化碳气体密度大于空气,气体应长进短出,从a端通入,检验CO2可以用澄清的石灰水,反应为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水:。
【即时提升3-2】实验室制取气体的常见装置如下图示,下列说法正确的是
A.制备时,装置①中的棉花是为了防止固体进入导管
B.装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管
C.装置④和⑤均可用于实验室制备气体时收集
D.装置⑥用于收集时,应从导管a处通入
【答案】A
【详解】A、制备氧气时,用高锰酸钾加热制取氧气,装置①中的棉花是为了防止试管内固体粉末进入导管,进而堵塞导管,正确;
B、装置②中的仪器包括长颈漏斗,而非分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞等,错误;
C、氧气的密度比空气大,不易溶于水,可用向上排空气法或排水法来收集,则装置③和⑤均可用于收集氧气,错误;
D、二氧化碳密度比空气大,装置⑥用于收集二氧化碳时,应从导管 b 处通入二氧化碳,将空气从 a 导管排出,错误。
故选A。
考向04 实验室制取气体的一般思路和方法
【典例04】某同学在确定一种气体的实验室制法时,不需要考虑的是
A.反应所需条件和试剂的状态 B.实验原理
C.气体的验证 D.气体的用途
【答案】D
【详解】A、反应所需条件和试剂的状态:需要考虑。反应条件(如加热、常温)和试剂状态(固体、液体)直接影响实验装置的选择。例如,固体加热制氧气(如高锰酸钾)需用试管和酒精灯装置;液体反应制氢气(如锌粒和稀硫酸)需用锥形瓶。忽略这一点可能导致装置错误或实验失败。故A不符合题意。
B、实验原理:需要考虑。实验原理指化学反应方程式,是制取气体的基础。例如,制二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应。选择原理时需考虑反应是否可行、安全,以及生成的气体是否纯净。故B不符合题意。
C、气体的验证:需要考虑。验证是确认生成气体身份的关键步骤,例如氧气用带火星的木条复燃验证,二氧化碳用澄清石灰水变浑浊验证。在实验室制法中,验证方法需提前设计,以确保气体正确无误。故C不符合题意。
D、气体的用途:不需要考虑。气体的用途(如氧气用于呼吸、二氧化碳用于灭火)属于应用层面,与实验室制法的设计无关。制法只关注如何生成气体,而不涉及其后续使用。忽略用途不会影响制法的选择或操作。故D符合题意。
故选D。
【即时提升4-1】(24-25九年级上·贵州贵阳·阶段检测)欲在实验室制取某气体时,下列因素中不需要考虑的是
A.药品容易获得,能生成所要制取的气体
B.反应条件易于控制,反应速率适中
C.操作简便易行,安全可靠,节能环保
D.所要制取气体的颜色和气味
【答案】D
【详解】A、实验室制取气体,首先得有合适的药品。药品容易获得,才能保证实验可进行,并且这些药品要能通过反应生成所要制取的气体,这是制取气体的基础,不符合题意。
B、反应条件易于控制很重要,比如有的反应需要加热,有的在常温下即可,如果条件难控制,实验就不好操作。反应速率也得适中,速率太快,气体来不及收集;速率太慢,实验效率太低,不符合题意。
C、操作简便易行,能让实验在常规实验室条件下顺利开展;安全可靠是为了保障实验人员和设备的安全;节能环保符合现代实验的理念和要求,不符合题意。
D、所要制取气体的颜色和气味,只是气体本身的物理性质,不会影响气体的制取过程,比如制取氧气,不管氧气是无色无味的,制取方法都是根据反应原理、条件等确定,符合题意。
故选D。
【即时提升4-2】掌握实验室制取气体的一般思路和方法是化学学习的必备能力。已知常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,水溶液显碱性。下列两种反应原理均可用于实验室制备氨气:
①浓氨水和生石灰固体混合:
②氯化铵和氢氧化钙固体混合加热:
下列说法中正确的是
A.若要制取较为纯净的氨气,可以用装置来收集
B.若用装置制取氨气,应选择的反应原理是②
C.若用原理①制取氨气时,要获得平稳气流,最佳发生装置是
D.若用收集氨气,则进气口应该连接口
【答案】B
【详解】A、氨气极易溶于水,装置D是排水法收集气体,此装置不能用来收集氨气,故选项说法错误;
B、A装置是固体加热装置,反应原理②是氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,故选项说法正确;
C、原理①是浓氨水和氧化钙反应生成氨气和氢氧化钙,要获得平稳气流,需要控制氨水的滴加速率,可以使用B装置,故选项说法错误;
D、氨气密度比空气小,若用G收集氨气,则进气口应该连接c口,故选项说法错误。
故选:B。
基础巩固
1.(25-26九年级上·上海普陀·期中)实验室制取二氧化碳气体时,使用的药品正确的是
A.块状大理石和稀硫酸 B.大理石粉末与浓盐酸
C.块状大理石与稀盐酸 D.大理石粉末与稀硫酸
【答案】C
【详解】A、块状大理石(主要成分碳酸钙)与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,但是生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面,阻止反应进一步进行,不符合题意;
B、大理石粉末(主要成分碳酸钙)与浓盐酸反应可以生成二氧化碳,但是浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,使制取的二氧化碳气体中混有氯化氢杂质,导致气体不纯,且反应速度过快,不易控制,不符合题意;
C、粉末状反应物与酸接触面积大,反应速率过快,且硫酸钙为微溶物,不适合制备二氧化碳,符合题意;
D、大理石粉末(主要成分碳酸钙)与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳,但是生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面,阻止反应进一步进行,不符合题意。
故选:C。
2.(2026·广东·一模)下列关于二氧化碳的实验室制法中,错误的是
A.确定试剂
B.检查气密性
C.收集气体
D.检验气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、石灰石主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳,实验室制取二氧化碳的常用试剂为石灰石和稀盐酸,试剂选择正确。
B、该发生装置带有长颈漏斗,与外界直接相通,未将长颈漏斗下端液封时,用手紧握试管,气体会从长颈漏斗逸出,无法检验装置气密性,操作错误。
C、二氧化碳密度大于空气,用多功能瓶收集时采用“长进短出”的方式,符合向上排空气法要求,操作正确。
D、检验二氧化碳时,将气体通入澄清石灰水,导管伸入液面下,若石灰水变浑浊即可证明是二氧化碳,操作正确。
3. 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。
4.(2026·广东·二模)下列关于CO2的制取、收集、验满及性质实验的操作,正确的是
A.制备 B.收集
C.验满 D.不支持燃烧
【答案】D
【详解】A.实验室制取应选择稀盐酸和石灰石,稀硫酸与石灰石反应生成微溶的,会覆盖在石灰石表面,阻止反应持续进行,错误。
B.密度大于空气,用万能瓶收集时应“长管进、短管出”,错误。
C.验满需将燃着的木条放在集气瓶口,错误。
D.向放有阶梯蜡烛的烧杯中倾倒,低处蜡烛先熄灭,可验证不支持燃烧、密度大于空气的性质,正确。
5.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。
6.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。
7.如图是实验室制取二氧化碳气体的常用装置,下列说法正确的是
A.试剂X为稀硫酸
B.甲装置中的分液漏斗下端须浸入液面以下
C.选择乙装置收集,气流方向为a进b出
D.选择乙装置利用浓硫酸干燥,气流方向为b进a出
【答案】C
【详解】A、实验室使用稀盐酸制取二氧化碳,不使用稀硫酸。因为稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙,硫酸钙微溶于水,会附着在固体药品表面阻碍反应进行。错误;
B、由图甲可知,利用分液漏斗制取二氧化碳,分液漏斗将活塞旋紧,即为密闭容器,不需要将分液漏斗下端浸入液面以下。错误;
C、二氧化碳密度比空气大,收集二氧化碳时应采用向上排空气法,气体应从长管a通入,将空气从短管b排出。正确;
D、乙作洗气装置,需要药品和气体充分接触,则气体通入药品中,所以二氧化碳从a进入。错误。
故选C。
8.(2025·安徽合肥·一模)下列关于实验室制取、收集、检验二氧化碳的说法中不正确的是
A.用大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B.用向上排空气法收集二氧化碳
C.用澄清石灰水检验二氧化碳
D.为了得到平稳的气流,加入液体试剂的装置选用分液漏斗
【答案】A
【详解】A、稀硫酸与大理石(CaCO3)反应会生成微溶的硫酸钙,覆盖在大理石表面阻止反应持续进行。实验室通常用稀盐酸与大理石反应制取二氧化碳,选项错误;
B、二氧化碳密度比空气大,可溶与水,只能使用向上排空气法收集,选项正确;
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验室用澄清石灰水检验二氧化碳,选项正确;
D、为了得到平稳的气流,加入液体试剂的装置选用分液漏斗,通过分液漏斗控制滴加液体的速率,从而控制反应速率,产生平稳的气流,选项正确;
故选A。
9.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。
10.下图是实验室制取气体的部分装置。下列说法错误的是
A.用高锰酸钾制氧气时发生装置可选择装置①
B.装置②工作时长颈漏斗下端应该形成液封
C.用装置③制二氧化碳可获得平稳的气流
D.用装置④收集氧气时气体应由b端进入
【答案】C
【详解】A、高锰酸钾制氧气需要加热,发生装置属于固体加热型,因此可以选择装置①,说法正确,不符合题意;
B、装置②工作时长颈漏斗下端应该形成液封,以免生成的气体从长颈漏斗逸出,说法正确,不符合题意;
C、用装置③制二氧化碳的优点是可以控制反应的发生和停止,说法错误,符合题意;
D、氧气密度比空气大,因此用装置④收集氧气时气体应由b端进入,说法正确,不符合题意。
故选:C。
11.确定气体的实验室制取方法时,不需要考虑的是
A.反应所需试剂的状态和反应条件 B.实验装置 C.气体的用途 D.气体的密度
【答案】C
【详解】A.确定气体的实验室制取方法时,需要考虑反应所需试剂的状态,根据反应物的状态和反应条件来确定发生装置,该选项不符合题意;
B.确定气体的实验室制取方法时,需要考虑实验装置,包括气体发生装置和收集装置,该选项不符合题意;
C.确定气体的实验室制取方法时,不需要考虑气体的用途,该选项符合题意;
D.确定气体的实验室制取方法时,需要考虑气体的密度和反应条件,收集装置的选择需根据气体的密度和溶解性来确定,发生装置的确定需根据反应所需试剂的状态和反应条件来确定,该选项不符合题意。
故选:C。
12.(25-26九年级上·江苏盐城·期末)实验室按下表进行二氧化碳的制备实验,取等质量的同种石灰石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是
实验编号
试剂
Ⅰ
块状石灰石、10%稀硫酸
Ⅱ
块状石灰石、7%稀盐酸
Ⅲ
粉状石灰石、7%稀盐酸
A.实验Ⅰ对应的曲线为曲线乙
B.实验Ⅲ对应的曲线为曲线丙
C.实验Ⅰ和Ⅱ对比,说明影响反应速率的因素只是反应物的浓度
D.实验Ⅱ和Ⅲ反应结束后,两实验消耗盐酸的质量相等
【答案】D
【详解】A、虽然实验Ⅰ中稀硫酸浓度大,但与大理石反应时会生成微溶性硫酸钙,阻碍反应进行,实验Ⅱ与Ⅲ对比,相同条件下,反应物接触面积越大,反应速率越快,综上所述,曲线甲表示的是实验Ⅲ,曲线乙表示实验Ⅱ,曲线丙表示实验Ⅰ;选项错误;
B、由A的分析可知,实验Ⅲ对应的曲线为曲线甲,选项错误;
C、实验Ⅰ和Ⅱ的变量有酸的种类和浓度两个变量,无法进行有效对比,选项错误;
D、实验中所用石灰石样品为等质量的同种石灰石,所用石灰石中的碳酸钙质量相等,由于盐酸足量,所以消耗等量的碳酸钙,实验Ⅱ和Ⅲ消耗盐酸的质量相等,选项正确;
故选D。
13.(25-26九年级上·黑龙江大庆·开学考试)某兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中,连接上压强传感器,如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是
A.ab段试管中液面逐渐下降 B.bc段石灰石反应完全
C.c点对应的操作是关闭弹簧夹 D.图像所示过程中一直生成二氧化碳气体
【答案】A
【详解】A、实验室通常利用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,图示装置可以随时控制反应的发生和停止,具体原理是:反应过程中,关闭弹簧夹,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大理石脱离接触,此时反应停止,重新打开弹簧夹,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大理石与稀盐酸重新接触,反应发生,根据图二,ab段装置内压强不断增大,则试管中的液体药品逐渐被压到长颈漏斗中,试管中液面逐渐下降,此选项正确;
B、bc段装置内压强保持不变,说明装置内不再产生二氧化碳,可能是石灰石完全反应,可能是稀盐酸完全反应,也可能是稀盐酸与多孔隔板上的大理石脱离接触,此选项错误;
C、c点后装置内压强减小,对应的操作是打开弹簧夹,此选项错误;
D、图像所示过程中压强先增大后减小,而cd段装置内压强不断减小,是因为打开了弹簧夹,二氧化碳流向装置外,所以不能确定c点时石灰石或稀盐酸是否完全反应,因此不能确定图像所示过程中是否一直生成二氧化碳气体,此选项错误。
故选A。
14.(23-24九年级上·广西河池·期末)根据如图回答问题。
(1)图1中A、B都是制取二氧化碳的装置,其中标号①仪器的名称是______。实验室制取二氧化碳的化学方程式是______。
(2)用图2装置收集二氧化碳气体,气体应从______管进去(填“a”或“b”),原因是______,验满的具体方法是:______。
(3)相对于A装置,B装置的优点是______,注射器中的药品是______(填名称)。
【答案】(1) 锥形瓶
(2) a 二氧化碳的密度比空气的大 将带火焰的小木条放在b端管口处,如果木条火焰熄灭,证明已经收集满二氧化碳
(3) 可以控制反应的速率,从而节约药品 稀盐酸
【详解】(1)从图1中可以看出,其中标号①的仪器是实验常用制取二氧化碳的反应容器,仪器的名称是锥形瓶;
实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸制取二氧化碳,由碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:;
(2)用图2装置收集二氧化碳气体,气体应从a管进入,因为二氧化碳密度比空气密度大,会沉积在集气瓶底部,故答案为:a;二氧化碳的密度比空气的大;
实验室常用带火焰的小木条验满二氧化碳,具体操作为:将带火焰的小木条放在b端管口处,如果木条火焰熄灭,则证明集气瓶中二氧化碳已集满;
(3)比较A、B两个装置,能够看出B装置较A装置多了一个注射器,注射器能够控制滴加稀盐酸的速度,及时观察反应现象,控制反应用量,故B装置的优点是可以控制反应的速率,从而节约药品;
已知制取二氧化碳的反应物为碳酸钙和稀盐酸,稀盐酸为液体溶液,故注射器中的药品是稀盐酸。
15.(2026·安徽安庆·二模)下图是实验室中常见装置,回答下列问题。
(1)仪器①的名称是___________。
(2)用装置A进行实验时,首先应___________(填序号)。
①加试剂 ②加热 ③检查装置气密性
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,若想控制反应的速率,应选择的发生装置是___________(填字母),反应的化学方程式为___________。
(4)用装置D收集,验满的操作为___________。
【答案】(1)锥形瓶
(2)③
(3) C
(4)将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满
【详解】(1)略;
(2)使用气体发生装置进行实验时,为避免装置漏气导致实验失败、浪费药品,第一步必须检查装置气密性,之后才能加试剂、加热,因此选③;
(3)要控制反应速率,需要可调节液体滴加速率的装置:C装置的分液漏斗带有活塞,能通过控制稀盐酸的滴加速度调节反应速率,B装置的长颈漏斗无此功能;大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应化学方程式:;
(4)二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧,且密度比空气大,用向上排空气法收集时,验满操作:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。
培优拓展
16.(2026·安徽合肥·三模)实验室制取二氧化碳,下列药品选用、组建装置、检验和验满的操作中不正确的是
A.药品选用 B.组建装置
C.检验 D.验满
【答案】A
【详解】A.实验室制取二氧化碳应选用石灰石和稀盐酸,不能使用稀硫酸。反应为,生成的微溶于水,会附着在石灰石表面阻碍反应持续进行,错误;
B.该装置为固液常温型发生装置,长颈漏斗末端伸入液面下可防止气体逸出,符合制取二氧化碳的装置要求,正确;
C.二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,气体从长管进、短管出可与石灰水充分接触,正确;
D.二氧化碳密度大于空气,用向上排空气法收集,验满时将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭说明已集满,正确。
17.(2026·上海浦东新·二模)关于实验室制取说法正确的是
A.原料选择石灰石和稀盐酸 B.采用固液加热型发生装置
C.可用向下排空气法收集 D.用带火星的木条验满
【答案】A
【详解】A. 实验室制取二氧化碳的原料为石灰石(或大理石)和稀盐酸,该选项正确。
B. 该反应的反应物为固体和液体,反应不需要加热,应选用固液不加热型发生装置,该选项错误。
C. 二氧化碳密度大于空气,应采用向上排空气法收集,该选项错误。
D. 二氧化碳验满需将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭则证明已满,带火星的木条用于氧气的验满,该选项错误。
18.(2026·江苏苏州·一模)用如图所示装置制备并收集二氧化碳,下列说法正确的是
A.改成粉末状可以增加二氧化碳的质量
B.实验可以把稀盐酸换成稀硫酸
C.用弹簧夹夹紧橡胶管可以让反应停止
D.收集满一瓶后,盖上毛玻璃片可以减少二氧化碳的逸散
【答案】D
【详解】A. 反应物总质量不变时,将块状大理石改成粉末状仅能增大反应速率,不会增加生成二氧化碳的质量,错误。
B. 稀硫酸和大理石反应会生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面阻止反应持续进行,不能替换成稀硫酸,错误。
C. 该装置没有多孔隔板,夹紧弹簧夹后无法实现固液分离,不能让反应停止,错误。
D. 分子在不断运动,收集满二氧化碳后盖好毛玻璃片,可减少二氧化碳的逸散,正确。
19.(2026·河南周口·模拟预测)兴趣小组用如图所示的微型实验装置进行二氧化碳的制取和性质的验证实验。下列描述错误的是
A.石蕊溶液浸湿的纸质小花变红是因为二氧化碳气体显酸性
B.“Y”字形管右侧可观察到澄清石灰水变浑浊
C.“Y”字形管左侧观察到有气泡冒出
D.若“Y”字形管右侧无明显现象是因为盐酸浓度太大
【答案】A
【详解】A. 二氧化碳本身不显酸性,纸质小花变红是因为二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸使石蕊溶液变红,错误。
B. “Y”字形管左侧反应生成的二氧化碳进入右侧,与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,可观察到澄清石灰水变浑浊,正确。
C. “Y”字形管左侧大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,可观察到有气泡冒出,正确。
D. 若盐酸浓度过大,会挥发出大量氯化氢气体,氯化氢先与澄清石灰水中的氢氧化钙发生中和反应,导致无法生成碳酸钙沉淀,“Y”字形管右侧无明显现象,正确。
20.(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。
21.(24-25九年级上·陕西咸阳·阶段检测)化学实验是进行科学探究的重要方式之一,下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验操作
实验目的
测量CO2的体积
制取CO2
CO2的验满
收集CO2
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、将二氧化碳从短管通入,水从长管排出,植物油能将二氧化碳与水隔绝开,防止二氧化碳溶于水,排出水的体积就是收集到气体的体积,选项正确;
B、实验室用实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,选用固液常温型发生装置,长颈漏斗伸入液面以下进行液封,防止气体从长颈漏斗逸出,选项正确;
C、验满时应将燃着的木条放在瓶口,不能伸入瓶中,选项错误;
D、二氧化碳密度比空气大,应长进短出,选项正确;
故选C。
22.(2026·甘肃兰州·一模)“追梦”活动小组利用下列装置在实验室中制取气体并探究气体的性质。请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是______。
(2)实验室中制取二氧化碳,通过三组实验对药品进行优化选择:①wg块状大理石、7%的稀盐酸;②wg块状大理石、7%的稀硫酸; ③wg粉末状大理石、7%的稀盐酸。产生CO2的体积随时间变化曲线如图所示(已知酸足量且大理石中杂质不与酸反应)。实验①对应图中曲线___(填写“甲”或“乙”或“丙”)。若使用装置G收集CO2,证明CO2已收集满的操作和现象是______。
(3)实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,该反应的化学方程式为___,若要控制液体滴加速率,获得平稳气流,应选择的发生装置是__(填装置序号)。
(4)若用F装置收集氧气,做铁丝燃烧的实验时,观察到集气瓶底炸裂的原因可能是______。
(5)制取气体需要多个环节:①选择发生和收集装置;②气体的检验和验满;③明确反应原理。实验室制取气体的一般思路是______(填字母序号)。
A.①②③ B.②①③ C.③①② D.③②①
【答案】(1)试管
(2) 乙 将燃着的木条放在导管口n处,木条熄灭
(3) B
(4)集气瓶底未做防护(未放水/细沙)
(5)C
【详解】(1)图中仪器a为试管。
(2)三组实验的反应速率分析:③粉末状大理石与稀盐酸:接触面积大,反应速率最快,对应曲线甲;①块状大理石与稀盐酸:接触面积适中,反应速率适中,对应曲线乙;②块状大理石与稀硫酸:反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在大理石表面,阻碍反应持续进行,反应速率最慢,对应曲线丙,因此实验①对应曲线乙;
CO2密度比空气大,用装置G(万能瓶)收集时,气体从m端进、n端出,因此在n端验满:将燃着的木条放在导管口n处,观察到燃着的木条熄灭则证明气体已经收集满。
(3)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为;
装置B中的分液漏斗可通过活塞控制液体的滴加速率,从而获得平稳的气流;装置A中的长颈漏斗无法控制滴加速率,因此选B。
(4)铁丝在氧气中燃烧会生成高温的四氧化三铁熔融物,若集气瓶底未做防护(未放水或细沙),熔融物直接接触瓶底会导致局部过热,使集气瓶炸裂。
(5)实验室制取气体的正确流程为:
③明确反应原理:确定制取气体的化学反应方程式;
①选择发生和收集装置:根据反应物状态、反应条件选择发生装置,根据气体的密度、溶解性选择收集装置;
②气体的检验和验满:根据气体的化学性质进行检验,根据收集方法进行验满;
因此顺序为③①②,对应选项C。
23.(2026·四川成都·一模)我校“Zn有灵犀”实验社的同学们在化学老师的指导下,开展了一系列实验活动。
Ⅰ.实验室制取气体
(1)高锰酸钾制取,还需要补充_____(填一种仪器名称),写出该反应的化学方程式________。
(2)实验室制取二氧化碳除需要用到毛玻璃片之外,还需使用的仪器有_____(填序号)。
Ⅱ.有同学又组装了下图装置进行如下实验:
(3)检验气体:注射器吸取少量澄清石灰水。加入稀盐酸后,注射器抽取锥形瓶中气体。观察到________现象,说明有生成。写出该现象对应的化学方程式______。
(4)收集气体:加入一定量稀盐酸后,关闭活塞。一段时间后,注射器稳定,示数为10mL。有同学认为实际产生气体体积应小于10mL,其理由是_______。
【答案】(1)试管
(2)ABCF
(3)澄清石灰水变浑浊
(4)测量的体积包含了滴入的稀盐酸的体积
【详解】(1)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置中的仪器可以选择DEG,氧气不易溶于水,且与水不反应,且根据图中装置,应选择排水法收集,收集装置中的仪器可以选择BH,故还需要补充试管;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
(2)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,属于固液不加热反应,二氧化碳溶于水,密度比空气略大,可用向上排空气法收集,则实验室制取二氧化碳除需要用到毛玻璃片之外,还需使用的仪器有:ABCF;
(3)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故观察到澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,该反应的化学方程式为:;
(4)加入一定量稀盐酸后,关闭活塞。一段时间后,注射器稳定,示数为10mL。有同学认为实际产生气体体积应小于10mL,其理由是:测量的体积包含了滴入的稀盐酸的体积。
24.(2026·广西河池·一模)化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。
(1)写出图中仪器①的名称:________。
(2)写出用装置________(填字母)制取二氧化碳的化学方程式:________。
(3)实验室收集二氧化碳气体应选择的装置是________(填字母),检验气体是否收集满的方法是________。
(4)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不溶于水的乙炔气体,该反应必须严格控制加水速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置是________(填字母);如果用图中装置G收集乙炔,气体应从________(填“a”或“b”)端管口通入。
【答案】(1)试管
(2) A
(3) E 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,如果木条熄灭,说明二氧化碳已经集满
(4) A b
【详解】(1)仪器①的名称是试管。
(2)实验室制取二氧化碳是在常温下,用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应,所以发生装置选 A或B(固液不加热型),但B装置中导管进入试管内过长,属于不合理装置,故选A;反应的化学方程式为:。
(3)二氧化碳密度比空气大,且能溶于水,所以选择向上排空气法收集,对应装置为E;
根据二氧化碳不支持木条的燃烧,验满二氧化碳的方法是将燃着的木条放在集气瓶瓶口,如果木条熄灭,说明二氧化碳已经集满。
(4)制取乙炔是常温下固体(块状电石)和液体(水)反应,且需要严格控制加水的速度,装置 A 中的注射器可以精准控制加水的速率,避免反应过于剧烈,所以最适合的发生装置是 A;
G图为排水法收集气体的装置,收集气体时,气体由b管通入,气体在液面聚集,随着气体的通入,压强增大,将水由a管排出,气体被贮存在瓶内,故答案为:b。
25.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。
1 / 30
学科网(北京)股份有限公司
$
第26讲 二氧化碳的实验室制取
内容导航
暑期启航·目标明确:暑期提前规划学习任务,明确阶段目标与提升路径
新知先修·体系构建:提前预习核心知识内容,梳理知识脉络,搭建完整框架
重点突破·方法培优:聚焦重难点知识突破,提炼解题思路,培养高效方法
典例精研·即时提升:精选典型例题深度讲解,掌握解题规律,实现即时提升
分层精练·培优拓展:基础巩固与培优拓展结合,分层训练提升综合应用能力
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。
重点01 实验室制取二氧化碳
1.反应原理
(1)试剂选择: 状 (或 )与 选择石灰石(或大理石)与稀盐酸的理由:反应 ,能 ,原料廉价易得。
(2)化学方程式:
(3)确定实验室制取二氧化碳的化学反应原理时,需要考虑的因素有:反应要能 ;反应条件 ;反应速率 ;产生的气体纯度 。
拓展提升:实验室制取二氧化碳不选择以下试剂的原因:
①不用稀H2SO4的原因: 。
②不用浓盐酸的原因: 。
③不用碳酸钠或纯的碳酸钙反应的原因:
【方法技巧】
实验室制取二氧化碳的药品只能写“大理石(或石灰石)”和“稀盐酸”,不能写“碳酸钙”或“CaCO3”和“HCl”。因为石灰石和大理石是混合物,不能用化学式表示,它们的主要成分是碳酸钙。纯碳酸钙是粉末状,反应速度太快,来不及收集,也不能使用;“盐酸”是氯化氢气体的水溶液,也是混合物,不能用化学式表示。“HCl”既可以表示盐酸,还可以表示氯化氢气体。
2.制取装置
(1)发生装置:固液不加热型
(2)收集装置:向上排空气法
实验室制取二氧化碳的两种装置
3.实验步骤:
(1)连接仪器
(2)检查
(3)装试剂(先装 试剂后装 试剂)
(4)收集气体
4.检验方法:将制得的气体通入 ,若 ,则气体是二氧化碳。
5.验满方法: ,证明已集满二氧化碳。
【方法技巧】
检验二氧化碳时不可用点燃的木条(氮气也不能支持燃烧),只有验满二氧化碳时才能用。
重点02 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
(1)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 ,以及 等因素。
2.设计制取气体的实验装置
(1)气体发生装置选择依据: 和 ;
①反应物的状态: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:是否需要加热、有没有使用催化剂等。
二氧化碳
氧气
药品
反应原理
反应物状态
反应条件
发生装置
型
型
(2)气体收集装置选择依据:气体的 ,如 、是否 、是否 等。
①气体密度:
密度比空气大,不与空气反应的:用 (集气瓶口朝 )收集;
密度比空气小,不与空气反应的:用 (集气瓶口朝 )收集。
②是否溶于水、是否与水反应:难溶于水,不与水反应的:用 收集。
O2、CO2、H2的收集方法及依据
二氧化碳
氧气
氢气
密度
比空气
比空气
比空气
水溶性
溶于水,与水反应
溶于水,不与水反应
溶于水,不与水反应
收集方法
收集装置
拓展提升:各种不同固液不加热型装置的优点
不同装置
优点
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。
【易错提醒】
(1)用排水法收集气体时,导管口出现连续均匀的气泡时开始收集;集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满。
(2)用排空气法收集氧气或二氧化碳,验满时木条只能置于瓶口,不能伸进瓶内。
考向01 实验室制取二氧化碳仪器和装置的选择
【典例01】(2025·甘肃武威·一模)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,一定不需要的仪器是
A.导气管 B.试管 C.酒精灯 D.集气瓶
【即时提升1-1】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;
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
【即时提升1-2】(2025·宁夏·中考真题)在实验室利用图中提供的仪器制备气体,根据要求回答下列问题。
(1)组装制取并收集二氧化碳的装置,选择的仪器是_____(填序号),写出该反应的化学方程式_______。
(2)收集二氧化碳的装置也可用于收集氧气,理由是______。
考向02 实验室制取二氧化碳的操作
【典例02】(24-25九年级上·广东佛山·阶段检测)实验室制取二氧化碳,下列装置和操作合理的是
A.检查装置气密性 B.加入大理石
C.制取 D.收集
【即时提升2-1】(2025·湖北黄石·二模)某市中考化学实验操作考试中,小峰抽到的考题是CO2的制取,收集和验满。下图五个示意图是小峰的实验操作过程,按评分标准,每项操作得1分,满分5分,若你是评分老师,小峰的最终成绩为
A.1分 B.2分 C.3分 D.4分
【即时提升2-2】(24-25九年级上·重庆·阶段检测)实验室制取二氧化碳时,下列相关操作正确的是
A.检查气密性 B.装药品
C.收集气体 D.气体验满
考向03 实验室制取气体的综合考查
【典例03】(25-26九年级上·安徽阜阳·期末)实验室制取气体常用下图装置,请根据下图回答问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:①_______。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为____,应选择的发生装置和收集装置的组合是___(填装置的字母)。
(3)某同学若选择E装置收集二氧化碳,检验二氧化碳已收集满的方法是将燃着的木条放在_____(填“a”或“b”)导管口,若木条熄灭,则已收满。
(4)确定实验室制取气体的反应原理时,下列因素中不需要考虑的是____(填字母)。
A.试剂容易获得,能生成所要制取的气体
B.反应条件易于控制,反应速率适中
C.操作简便易行,安全可靠,节能环保
D.所要制取气体的颜色和气味
【即时提升3-1】结合下列实验装置,回答有关问题。
(1)标号①的名称为 ;
(2)实验室用分解过氧化氢的方法制取氧气,应选择的发生装置是 (填字母);为了得到更纯的氧气,收集装置最好选 (填字母);如果要控制该反应的反应速率,则对发生装置的改进方法是 。
(3)A与C装置比较,A的优点是可以控制反应的发生和停止,请你写出一个利用A装置此优点制取气体的化学方程式 ;
(4)用装置G收集CO2气体时,气体应从 (填“a”或“b”)端通入,检验CO2可以用澄清的石灰水,反应的化学方程式是 。
【即时提升3-2】实验室制取气体的常见装置如下图示,下列说法正确的是
A.制备时,装置①中的棉花是为了防止固体进入导管
B.装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管
C.装置④和⑤均可用于实验室制备气体时收集
D.装置⑥用于收集时,应从导管a处通入
考向04 实验室制取气体的一般思路和方法
【典例04】某同学在确定一种气体的实验室制法时,不需要考虑的是
A.反应所需条件和试剂的状态 B.实验原理
C.气体的验证 D.气体的用途
【即时提升4-1】(24-25九年级上·贵州贵阳·阶段检测)欲在实验室制取某气体时,下列因素中不需要考虑的是
A.药品容易获得,能生成所要制取的气体
B.反应条件易于控制,反应速率适中
C.操作简便易行,安全可靠,节能环保
D.所要制取气体的颜色和气味
【即时提升4-2】掌握实验室制取气体的一般思路和方法是化学学习的必备能力。已知常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,水溶液显碱性。下列两种反应原理均可用于实验室制备氨气:
①浓氨水和生石灰固体混合:
②氯化铵和氢氧化钙固体混合加热:
下列说法中正确的是
A.若要制取较为纯净的氨气,可以用装置来收集
B.若用装置制取氨气,应选择的反应原理是②
C.若用原理①制取氨气时,要获得平稳气流,最佳发生装置是
D.若用收集氨气,则进气口应该连接口
基础巩固
1.(25-26九年级上·上海普陀·期中)实验室制取二氧化碳气体时,使用的药品正确的是
A.块状大理石和稀硫酸 B.大理石粉末与浓盐酸
C.块状大理石与稀盐酸 D.大理石粉末与稀硫酸
2.(2026·广东·一模)下列关于二氧化碳的实验室制法中,错误的是
A.确定试剂
B.检查气密性
C.收集气体
D.检验气体
A.A B.B C.C D.D
3. 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
4.(2026·广东·二模)下列关于CO2的制取、收集、验满及性质实验的操作,正确的是
A.制备 B.收集
C.验满 D.不支持燃烧
5.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
6.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
7.如图是实验室制取二氧化碳气体的常用装置,下列说法正确的是
A.试剂X为稀硫酸
B.甲装置中的分液漏斗下端须浸入液面以下
C.选择乙装置收集,气流方向为a进b出
D.选择乙装置利用浓硫酸干燥,气流方向为b进a出
8.(2025·安徽合肥·一模)下列关于实验室制取、收集、检验二氧化碳的说法中不正确的是
A.用大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B.用向上排空气法收集二氧化碳
C.用澄清石灰水检验二氧化碳
D.为了得到平稳的气流,加入液体试剂的装置选用分液漏斗
9.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
10.下图是实验室制取气体的部分装置。下列说法错误的是
A.用高锰酸钾制氧气时发生装置可选择装置①
B.装置②工作时长颈漏斗下端应该形成液封
C.用装置③制二氧化碳可获得平稳的气流
D.用装置④收集氧气时气体应由b端进入
11.确定气体的实验室制取方法时,不需要考虑的是
A.反应所需试剂的状态和反应条件 B.实验装置 C.气体的用途 D.气体的密度
12.(25-26九年级上·江苏盐城·期末)实验室按下表进行二氧化碳的制备实验,取等质量的同种石灰石加入足量酸中(杂质不与酸反应),产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是
实验编号
试剂
Ⅰ
块状石灰石、10%稀硫酸
Ⅱ
块状石灰石、7%稀盐酸
Ⅲ
粉状石灰石、7%稀盐酸
A.实验Ⅰ对应的曲线为曲线乙
B.实验Ⅲ对应的曲线为曲线丙
C.实验Ⅰ和Ⅱ对比,说明影响反应速率的因素只是反应物的浓度
D.实验Ⅱ和Ⅲ反应结束后,两实验消耗盐酸的质量相等
13.(25-26九年级上·黑龙江大庆·开学考试)某兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中,连接上压强传感器,如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是
A.ab段试管中液面逐渐下降 B.bc段石灰石反应完全
C.c点对应的操作是关闭弹簧夹 D.图像所示过程中一直生成二氧化碳气体
14.(23-24九年级上·广西河池·期末)根据如图回答问题。
(1)图1中A、B都是制取二氧化碳的装置,其中标号①仪器的名称是______。实验室制取二氧化碳的化学方程式是______。
(2)用图2装置收集二氧化碳气体,气体应从______管进去(填“a”或“b”),原因是______,验满的具体方法是:______。
(3)相对于A装置,B装置的优点是______,注射器中的药品是______(填名称)。
15.(2026·安徽安庆·二模)下图是实验室中常见装置,回答下列问题。
(1)仪器①的名称是___________。
(2)用装置A进行实验时,首先应___________(填序号)。
①加试剂 ②加热 ③检查装置气密性
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,若想控制反应的速率,应选择的发生装置是___________(填字母),反应的化学方程式为___________。
(4)用装置D收集,验满的操作为___________。
培优拓展
16.(2026·安徽合肥·三模)实验室制取二氧化碳,下列药品选用、组建装置、检验和验满的操作中不正确的是
A.药品选用 B.组建装置
C.检验 D.验满
17.(2026·上海浦东新·二模)关于实验室制取说法正确的是
A.原料选择石灰石和稀盐酸 B.采用固液加热型发生装置
C.可用向下排空气法收集 D.用带火星的木条验满
18.(2026·江苏苏州·一模)用如图所示装置制备并收集二氧化碳,下列说法正确的是
A.改成粉末状可以增加二氧化碳的质量
B.实验可以把稀盐酸换成稀硫酸
C.用弹簧夹夹紧橡胶管可以让反应停止
D.收集满一瓶后,盖上毛玻璃片可以减少二氧化碳的逸散
19.(2026·河南周口·模拟预测)兴趣小组用如图所示的微型实验装置进行二氧化碳的制取和性质的验证实验。下列描述错误的是
A.石蕊溶液浸湿的纸质小花变红是因为二氧化碳气体显酸性
B.“Y”字形管右侧可观察到澄清石灰水变浑浊
C.“Y”字形管左侧观察到有气泡冒出
D.若“Y”字形管右侧无明显现象是因为盐酸浓度太大
20.(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
21.(24-25九年级上·陕西咸阳·阶段检测)化学实验是进行科学探究的重要方式之一,下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验操作
实验目的
测量CO2的体积
制取CO2
CO2的验满
收集CO2
A.A B.B C.C D.D
22.(2026·甘肃兰州·一模)“追梦”活动小组利用下列装置在实验室中制取气体并探究气体的性质。请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是______。
(2)实验室中制取二氧化碳,通过三组实验对药品进行优化选择:①wg块状大理石、7%的稀盐酸;②wg块状大理石、7%的稀硫酸; ③wg粉末状大理石、7%的稀盐酸。产生CO2的体积随时间变化曲线如图所示(已知酸足量且大理石中杂质不与酸反应)。实验①对应图中曲线___(填写“甲”或“乙”或“丙”)。若使用装置G收集CO2,证明CO2已收集满的操作和现象是______。
(3)实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,该反应的化学方程式为___,若要控制液体滴加速率,获得平稳气流,应选择的发生装置是__(填装置序号)。
(4)若用F装置收集氧气,做铁丝燃烧的实验时,观察到集气瓶底炸裂的原因可能是______。
(5)制取气体需要多个环节:①选择发生和收集装置;②气体的检验和验满;③明确反应原理。实验室制取气体的一般思路是______(填字母序号)。
A.①②③ B.②①③ C.③①② D.③②①
23.(2026·四川成都·一模)我校“Zn有灵犀”实验社的同学们在化学老师的指导下,开展了一系列实验活动。
Ⅰ.实验室制取气体
(1)高锰酸钾制取,还需要补充_____(填一种仪器名称),写出该反应的化学方程式________。
(2)实验室制取二氧化碳除需要用到毛玻璃片之外,还需使用的仪器有_____(填序号)。
Ⅱ.有同学又组装了下图装置进行如下实验:
(3)检验气体:注射器吸取少量澄清石灰水。加入稀盐酸后,注射器抽取锥形瓶中气体。观察到________现象,说明有生成。写出该现象对应的化学方程式______。
(4)收集气体:加入一定量稀盐酸后,关闭活塞。一段时间后,注射器稳定,示数为10mL。有同学认为实际产生气体体积应小于10mL,其理由是_______。
24.(2026·广西河池·一模)化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。
(1)写出图中仪器①的名称:________。
(2)写出用装置________(填字母)制取二氧化碳的化学方程式:________。
(3)实验室收集二氧化碳气体应选择的装置是________(填字母),检验气体是否收集满的方法是________。
(4)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不溶于水的乙炔气体,该反应必须严格控制加水速度,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置是________(填字母);如果用图中装置G收集乙炔,气体应从________(填“a”或“b”)端管口通入。
25.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。
17 / 30
学科网(北京)股份有限公司
$