5.2二氧化碳的实验室制法课件--2026-2027学年九年级化学沪教版(2024)上册

该初中化学课件聚焦二氧化碳的实验室制法，涵盖药品选择、反应原理、装置设计、收集与验满等核心知识点。课堂导入通过列举8个生成二氧化碳的反应并分析其是否适合实验室制取，搭建从已有知识到新知的学习支架，引导学生理解选择块状大理石与稀盐酸的依据。 其亮点在于强化科学探究与实践，通过对比不同试剂反应现象（如碳酸钠与稀盐酸反应速率过快、稀硫酸与大理石反应停止）培养科学思维，结合压强传感器测定气体纯度等实验设计深化化学观念。学生能提升实验分析能力，教师可借助系统练习题和探究活动优化教学。

授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 沪教版（2024）化学九年级上册精做课件 第5章 奇妙的二氧化碳 5.2二氧化碳的实验室制法 2026年7月28日 沪教版九年级化学5.2《二氧化碳的实验室制法》同步练习题（全文约1000字） （满分：100分） 一、填空题（每空2分，共30分） 1. 实验室制取二氧化碳的药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸，其中大理石、石灰石主要成分为碳酸钙（CaCO₃）。 2. 实验室制取二氧化碳的反应原理：碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳。 3. 发生装置选择依据：反应物状态为固体和液体，反应条件为常温、无需加热。 4. 二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应，因此只能用向上排空气法收集。 5. 检验二氧化碳的方法：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。 6. 验满二氧化碳的方法：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明已收集满。 7. 长颈漏斗末端必须伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从漏斗口逸出。 8. 不能用浓盐酸制取二氧化碳，因为浓盐酸具有挥发性，会使收集的气体混有氯化氢杂质。 9. 不能用稀硫酸制取二氧化碳，因为反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在固体表面，阻止反应继续进行。 10. 收集满的二氧化碳集气瓶需正放在桌面上，防止气体逸散。 二、单项选择题（每题3分，共36分） 1. 实验室制取二氧化碳不需要的仪器是（） A. 锥形瓶 B. 酒精灯 C. 长颈漏斗 D. 集气瓶 2. 实验室制取二氧化碳的合适药品是（） A. 碳酸钠和稀盐酸 B. 大理石和稀硫酸 C. 大理石和稀盐酸 D. 碳酸钙和浓盐酸 3. 收集二氧化碳的正确方法是（） A. 排水法 B. 向下排空气法 C. 向上排空气法 D. 排水法和排空气法均可 4. 检验二氧化碳气体的试剂是（） A. 紫色石蕊试液 B. 澄清石灰水 C. 燃着的木条 D. 酚酞溶液 5. 二氧化碳验满的操作位置是（） A. 集气瓶内 B. 集气瓶口 C. 导管口 D. 水槽中 6. 长颈漏斗使用时必须液封的目的是（） A. 加快反应 B. 防止气体逸出 C. 便于添加药品 D. 过滤杂质 7. 不能用稀硫酸制二氧化碳的原因是（） A. 反应太慢 B. 生成气体不纯 C. 生成微溶物覆盖固体，阻断反应 D. 反应过于剧烈 8. 实验室制取二氧化碳的反应特点是（） A. 固体加热 B. 固液常温 C. 液体加热 D. 固固常温 9. 收集好的二氧化碳气体放置方式正确的是（） A. 倒立放置 B. 正立放置 C. 随意放置 D. 密封悬空放置 10. 制取的二氧化碳中混有少量氯化氢杂质，主要原因是（） A. 药品不纯 B. 稀盐酸挥发 C. 水蒸发 D. 反应副产物 11. 下列关于实验操作说法正确的是（） A. 先装药品再检查装置气密性 B. 装置无需液封 C. 先查气密性再装药品 D. 可用排水法收集CO₂ 12. 该实验制取的气体最核心的性质是（） A. 密度比空气小、易溶于水 B. 密度比空气大、能溶于水 C. 密度比空气大、难溶于水 D. 密度比空气小、难溶于水 三、实验简答题（共34分） 1. 简述实验室制取二氧化碳的药品、反应条件、收集方法及对应依据。（12分） 2. 说明实验室不能用浓盐酸、稀硫酸、碳酸钠制取二氧化碳的原因。（12分） 3. 分别写出二氧化碳的检验和验满方法，并说明操作区别。（10分） 参考答案 一、填空题 1. 大理石（或石灰石）；稀盐酸；碳酸钙（CaCO₃） 2. 碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 3. 固体和液体；常温、无需加热 4. 向上排空气法 5. 澄清石灰水 6. 燃着的木条；熄灭 7. 伸入液面以下 8. 挥发性 9. 硫酸钙；阻止反应继续进行 10. 正放 二、选择题 1.B 2.C 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C 8.B 9.B 10.B 11.C 12.B 三、实验简答题 1. 药品：大理石（石灰石）和稀盐酸；反应条件：固液常温反应，不需要加热；收集方法：向上排空气法。依据：二氧化碳能溶于水且能与水反应，不能用排水法；密度比空气大，因此选用向上排空气法收集。 2. ①浓盐酸：具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使收集的二氧化碳不纯；②稀硫酸：反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在碳酸钙固体表面，隔绝药品，使反应停止；③碳酸钠：反应速率过快，不易控制，不利于气体收集。 3. 检验方法：将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明是二氧化碳；验满方法：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭，证明气体已满。操作区别：检验是验证气体成分，需将气体通入试剂内部；验满是验证气体是否收集满，操作仅在集气瓶瓶口进行。 （总字数：996） 新课导入 说一说 我们学过哪些可以生成二氧化碳的化学反应？ 呼吸作用 木炭充分燃烧 C + O2 (充足) ==== CO2 点燃 碳酸氢铵受热分解 NH4HCO3 ==== NH4↑ + H2O + CO2↑ △ 加热铜绿 Cu2(OH)2CO3 ==== 2CuO + H2O + CO2↑ △ 蜡烛燃烧 一氧化碳燃烧 2CO + O2 ==== 2CO2 点燃 碳酸受热分解 H2CO3 ==== H2O + CO2↑ △ 煅烧石灰石 CaCO3 ==== CaO + CO2↑ 高温 ······ 这些化学反应适合于实验室制取二氧化碳吗？ 呼吸作用 木炭充分燃烧 C + O2 (充足) ==== CO2 点燃 碳酸氢铵受热分解 NH4HCO3 ==== NH4↑ + H2O + CO2↑ △ 加热铜绿 Cu2(OH)2CO3 ==== 2CuO + H2O + CO2↑ △ 蜡烛燃烧 一氧化碳燃烧 2CO + O2 ==== 2CO2 点燃 碳酸受热分解 H2CO3 ==== H2O + CO2↑ △ 煅烧石灰石 CaCO3 ==== CaO + CO2↑ 高温 易生成CO，发生危险 产物不纯 CO易发生危险 反应物不易获取 反应物不稳定 高温需消耗大量热能 推进新课 知识点1 实验室制取二氧化碳的原理 基础实验 在一般的实验室条件下，怎样方便地制得比较纯净的二氧化碳气体？ 目的：认识实验室制备二氧化碳应选用的试剂。 这些实验是否适合用于实验室制取二氧化碳？ 点击播放视频 反应试剂 实验现象 分析 碳酸钠粉末+稀盐酸 剧烈反应，迅速产生大量气泡 反应速率过快，产生的气体不便于收集 碳酸钠粉末+稀硫酸 剧烈反应，迅速产生大量气泡 碳酸钙粉末+稀盐酸 剧烈反应，迅速产生大量气泡 碳酸钙粉末+稀硫酸 刚开始产生气泡，后有大量白色沉淀生成，反应速率逐渐减慢至停止 反应生成硫酸钙微溶于水，阻止硫酸与碳酸钙进一步接触发生反应 块状大理石+稀盐酸 持续产生气泡 反应速率适中，持续时间长，易于收集 块状大理石+稀硫酸 刚开始产生气泡，后面反应速率逐渐减慢至停止 反应生成硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行 通过对比实验可以知道，实验室制取二氧化碳应选择______________与_________的反应，其反应速度适中，易于收集，且反应持续时间较长。 结论 块状大理石 稀盐酸 反应原理：CaCO3 + 2HCl ＝ CaCl2 + H2O + CO2↑ 这个反应实际上包含了连续发生的两个反应。 首先，碳酸钙与盐酸发生反应： CaCO3 + 2HCl ＝ CaCl2 + H2CO3 接着，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳： H2CO3 ＝ H2O + CO2↑ 1. 现有下列反应，其中适用于实验室制取二氧化碳的是(　　) ①C＋O2=====CO2　 ②2CO＋O2=====2CO2　 ③CaCO3=====CaO＋CO2↑　 ④石蜡＋氧气――→水＋二氧化碳　 ⑤NH4HCO3=====NH3↑＋H2O＋CO2↑　 ⑥CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ A. ①②③④⑤⑥ B. ①③⑤⑥ C. ①⑥ D. ⑥ D 返回 点燃 点燃 高温 点燃 △ 考试考法 8 B 2. [2025·南通海安期末]二氧化碳的实验室制取和性质实验的部分操作如图所示，其中错误的是(　　) 考试考法 9 【点拨】 A项，检查装置气密性的方法：把导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管中形成一段水柱，则装置不漏气，故正确；B项，向试管中装入块状石灰石时，先将试管横放，用镊子把石灰石放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，故错误；C项，向试管中倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放，标签要向着手心，瓶口紧挨试管口，故正确；D项，将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体为二氧化碳，故正确。 返回 考试考法 10 知识点2 实验室制取二氧化碳的装置 1. 发生装置 制取O2 制取CO2 原料和状态 是否加热 装置选用 原料和状态 是否加热 装置选用 KMnO4固体 需加热 固体 加热 H2O2溶液和MnO2固体 不需 加热 固液 常温 稀盐酸和大理石 不需加热 固液常温 固体加热装置，不适合 制取少量二氧化碳时选用 制取较多二氧化碳时选用 从图中三套装置中选出适合于实验室制取二氧化碳的发生装置，说出理由。 2. 收集装置 制取O2 制取CO2 密度与 空气比较 是否 溶于水 装置选用 密度与 空气比较 是否 溶于水 装置选用 大于空气 不易溶于水 向上排空气或排水法 大于空气 能溶于水 向上排空气法 图中三套装置中哪个可以用于收集二氧化碳？ 向上排空气法 向下排空气法 排水法 防止气体从 长颈漏斗逸出 以便于气体的导出 有利于排尽集气瓶内的空气 3. 组装仪器 导管应伸入集气瓶底部 长颈漏斗下端应浸入液面以下 导管刚露出橡皮塞即可 4. 实验步骤（以制取较多二氧化碳为例） 连接仪器，检查装置的气密性； 装入块状石灰石（或大理石），塞紧双孔橡皮塞； 固定好反应装置； 向长颈漏斗中加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口； 收集气体； 检验气体是否收集满。 点击播放视频 1. 如何检查图中发生装置的气密性？ 如图所示，组装好仪器后，先把导气管的一端浸入水里，然后用手掌紧贴容器外壁，如果导气管口有气泡冒出，或者松开手，导气管口浸水的一端形成一段高于水面的水柱，则表明装置气密性良好。 5. 注意事项 2. 如何用图中收集装置检验二氧化碳是否收集满？ 二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满，否则未集满。 3. 实验中还可以用试管、多孔隔板、长颈漏斗、 导管和弹簧夹组成另一套气体的发生装置，你能说出该装置的优点吗？ 即通过开关弹簧夹控制反应的发生与停止。 夹紧弹簧夹，生成的气体无法排出，试管内气压增大，将液体压入长颈漏斗，使多孔塑料隔板上的固体和液体分离，反应停止；打开弹簧夹，气体排出，试管内液面上升，固体与液体接触，反应继续。 知识点3 实验室制取气体的一般思路 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 产生气体是否易于收集 生成气体是否纯净 实验操作是否方便 实验操作是否安全 实验过程是否会产生污染 试剂的价格 ...... 确定实验室制取 O2、CO2 的反应原理，并说明选择该反应的理由。 制取O2 制取CO2 制取原理 选择理由 制取原理 选择理由 高锰酸钾分解 加热即可分解，不需要催化剂 稀盐酸与石灰石(或大理石)反应 原料廉价易得，反应速率适中，便于气体收集 过氧化氢分解 常温条件下就可以分解产生氧气 发生装置的选择 根据反应物状态、反应条件。 气体发生装置 反应物的状态 固体和固体反应 固体和液体反应 液体和液体反应 …… 反应条件：是否需要加热、加催化剂等 1. 确定制取气体的发生装置和收集装置 实验室常见气体的发生装置： 发生装置 固体加热型 固液常温型 导管不能伸入试管过长，否则不利于气体排出 试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，使试管炸裂 铁夹夹在距试管口 ~ 处 1 1 4 3 长颈漏斗末端伸入液面以下起液封作用 收集装置的选择 取决于气体的性质。 气体收集装置 排空气法 密度比空气大——向上排空气法 密度比空气小——向下排空气法 排水法：不易溶于水，不与水发生反应 实验室常见气体的收集装置： 收集装置 示例 特点 向上排空气法 向下排空气法 排水法 O2、CO2 H2 O2、H2 排空气法收集到的气体：干燥 排水法收集到的气体：纯净 导管末端插到集气瓶底部 导管放在集气瓶口即可 既能溶于水，又能和空气中的成分反应时——排液法(要收集的气体不与该液体反应，也不溶于该液体) 。 以下为实验室制取 O2、CO2 常用的发生装置和收集装置，将适当的装置编号填入表中 制取的气体 发生装置 收集装置 O2 CO2 ABC EF BC E 比较上述两种气体的发生装置和收集装置有何异同？请说明原因。 发生装置：制取氧气的为固体加热型或固液常温型，制取二氧化碳的为固液常温型，因为反应所需的试剂和反应条件不同。 比较上述两种气体的发生装置和收集装置有何异同？请说明原因。 收集装置：收集氧气的为向上排空气法或排水法，收集二氧化碳的为向上排空气法，因为氧气和二氧化碳在水中的溶解度不同。 3. [2024·长春]如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 __________________________________。 试管 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　 考试考法 29 ②用该方法制取CO2的发生装置应选择________(填字母)。 (3)用装置C收集CO2，验满的操作为___________________ ________________________________________________。 B 把燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明二氧化碳已满 返回 考试考法 30 B 4. [2024·保定期末]小棣尝试利用如图所示装置制取和收集一瓶O2或CO2。你认为正确的操作应该是(　　) A. 选择CD装置制取和收集一瓶O2，连接df B. 选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接af C. 选择BC装置制取和收集一瓶CO2，连接db D. 选择AB装置制取和收集一瓶CO2，连接ac 考试考法 31 【点拨】 制取和收集一瓶O2不能选择CD装置，因为C是错误装置，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，故A项错误；选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接af，因为氧气不易溶于水，可将水从导管e排出，故B项正确；制取和收集一瓶CO2不能选择BC装置，因为C是错误装置，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，故C项错误；选择AB装置制取和收集一瓶CO2，不能连接ac，因为二氧化碳的密度比空气大，应该连接ab，故D项错误。 返回 考试考法 32 D 5. 某学生拟用如图实验装置测定石灰石与稀盐酸产生的CO2的体积。对于该实验，下列说法错误的是(　　) A. 不可用稀硫酸代替稀盐酸 B. 若量气管中液体为水，会使测定结果偏小 C. 所加稀盐酸的体积对测定结果无影响 D. 实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有CO2残留 考试考法 33 【点拨】 碳酸钙和稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，所以不可用稀硫酸代替稀盐酸，A正确；二氧化碳能溶于水，且会与水反应，所以若量气管中液体为水，会使测定结果偏小，B正确；生成多少二氧化碳，就会排出多少体积的水，所以所加稀盐酸的体积对测定结果无影响，C正确；Y形管左侧残留的气体的体积等于排出空气的体积，不会有影响，D错误。 返回 考试考法 34 6. 化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题： (1)实验室用KMnO4制取氧气，应选用的发生装置为________(填字母)。若用装置D收集产生的氧气，气体应从________(填“a”或“b”)端进入。 A a 考试考法 35 (2)实验室可以用装置B或装置C制取二氧化碳，与装置B相比，装置C的优点是_____________________________。为了解装置C具有该优点的原因，同学们在装置C中连接压强传感器(如图E所示)，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况(如图F所示)，下列说法正确的是________(填序号)。 ①ab段试管中液面逐渐上升 ②bc段石灰石与稀盐酸脱离接触 ③c点对应的操作是打开活塞 ④bc段压强基本不变，说明装置气密性好 可以控制反应的发生与停止 ②③④ 考试考法 36 【点拨】(1)若用装置D收集产生的氧气，由于氧气的密度比空气大，气体应从a端通入。(2)与装置B相比，装置C可将固体置于多孔隔板上，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，关闭活塞，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开活塞，气体导出，固液接触，反应开始。①ab段压强增大，液体被压入长颈漏斗中，试管内液面下降，长颈漏斗内液面上升；②bc段压强不变，是因为石灰石和稀盐酸脱离接触，无气体生成；③c点对应的操作是打开活塞，气体导出，故压强减小；④bc段压强基本不变，说明装置气密性好。 返回 考试考法 37 7. 某兴趣小组在学习二氧化碳制取的研究课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。 【提出问题】 二氧化碳能不能用排水法收集？ 【作出猜想】Ⅰ. 不能用排水法收集，理由是____________________________________。 Ⅱ. 能用排水法收集。 【查阅资料】Ⅰ. CO2不与碳酸氢钠反应，且难溶于饱和碳酸氢钠溶液。 Ⅱ. CO2能与氢氧化钠发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水的性质相似)。 CO2能溶于水且与水反应 考试考法 38 【实验设计与操作】 步骤一：小组同学用图1所示装置进行CO2气体的制取，在相同条件下，用如下3种方法，分别在3个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO2气体。 考试考法 39 方法①：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，用排水法收集CO2备用，并记录从收集到集满一瓶CO2所需的时间t； 方法②：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，采取与方法①相同时间t，用向上排空气法收集一瓶CO2备用； 方法③：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，用向上排空气法收集，将燃着的木条放在瓶口验满后，立即盖上玻璃片备用。 考试考法 40 (1)请写出稀盐酸和石灰石反应的化学方程式：_____________________________________。 (2)当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后才开始收集气体，原因是______________________。 (3)检验生成的气体是否为二氧化碳，涉及反应的化学方程式是__________________________________。 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O　 排出装置内的空气 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 考试考法 41 步骤二：将装有50 mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接，再插入已经收集好CO2气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器中的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中，观察瓶内压强变化情况。 考试考法 42 【实验分析与结论】 (4)用压强传感器测得密闭容器内压强随时 间的变化关系如图3所示。根据实验结果 可知，猜想________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立。 (5)用燃着的木条验满CO2气体的方法________(填“可靠”或“不可靠”)。从收集的气体纯度考虑，方法________(填“①”“②”或“③”)更好。 Ⅱ 不可靠 ① 考试考法 43 步骤三：小组同学进一步实验，比较两种收集方法收集等体积气体所需时间及纯度情况。 考试考法 44 87. 5% (6)小组同学用氧气传感器分别测定排空气法和排水法收集的两瓶等体积CO2气体中O2的体积分数(数据如图4所示)，则用排水法收集的气体中CO2的体积分数约为________。 考试考法 45 (7)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(集气瓶的容积相同)CO2气体，记录所需时间，如表所示。 综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法作出评价：________________________________________________。   第1组 第2组 第3组 第4组 排水法 35″ 43″ 43″ 43″ 排空气法 1′57″ 1′15″ 1′4″ 1′12″ 排水法比排空气法收集的气体纯度高，且收集时间短 考试考法 46 避免一部分二氧化碳溶于水，节约试剂 (8)直接用排饱和碳酸氢钠溶液的方法代替实验中的排水法收集二氧化碳，其优点是____________________________________。 考试考法 47 【点拨】(4)根据方法①和方法②的压强变化，可以看出方法①压强减小更多，说明反应消耗的二氧化碳更多，所以方法①收集的二氧化碳更多，因此可以用排水法收集二氧化碳气体，故猜想Ⅱ成立。(5)方法②和方法③都是向上排空气法收集二氧化碳，而压强减小更多的是方法②，说明用方法②收集到的二氧化碳更多，而利用燃着的木条验满后收集的二氧化碳较少，因此利用燃着的木条检验二氧化碳是否收集满是不可靠的；压强降至最低的是方法①，所以用方法①收集气体纯度最高。 考试考法 48 (6)根据图4可知，排水法收集的集气瓶内的水中溶解了一部分空气，排水法收集的气体中氧气为2. 5%，由于氧气约占空气体积的五分之一，所以此时内部含有空气的体积分数为2. 5%÷0. 2＝12. 5%，则剩余二氧化碳的体积分数为100%－12. 5%＝87. 5%。(7)根据实验数据可知，排水法收集气体所需时间短，且气体纯度高。(8)用排水法收集二氧化碳气体时，有部分二氧化碳会溶解在水中，但是二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液，这样就可避免浪费二氧化碳，节约试剂。 返回 考试考法 49 谢谢观看 THANKS $