6.3 二氧化碳的实验室制取（5大题型，举一反三题型专练，辽宁专用）化学新教材人教版九年级上册

**基本信息** 该专项以二氧化碳实验室制取为载体，构建“原理-装置-检验-综合-普适”的递进式方法体系，注重科学探究与证据推理，实现从具体实验到气体制取通用思路的迁移。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |题型01|1典例+3变式|反应原理选择（药品、方程式）|从反应物性质（如稀硫酸与碳酸钙反应障碍）推导最佳反应| |题型02|1典例+3变式|装置选择（反应物状态/条件、气体性质）|依据反应类型（固液常温）和气体密度/溶解性选择装置| |题型03|1典例+3变式|检验验满（化学性质应用）|利用CO₂与石灰水反应特性及密度进行定性验证| |题型04|1典例+3变式|综合操作（步骤、装置改进）|整合操作顺序与装置功能优化（如控制反应启停）| |题型05|1典例+3变式|气体制取普适思路（反应选择-装置-验证）|从CO₂制取提炼“反应-装置-验证”通用模型，体现物质性质决定实验设计的化学观念|

第三节 二氧化碳的实验室制取（题型突破·举一反三） 题型01 制取二氧化碳的原理 题型02 制取二氧化碳的实验装置 题型03 二氧化碳的检验、验满 题型04 二氧化碳制取的综合考查 题型05 实验室制取气体的一般思路 ▌题型01 制取二氧化碳的原理 实验室制取二氧化碳的药品是_______和_______，反应原理是_______ 【典例1】（24-25九年级上·辽宁·单元复习）为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，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．实验前需检查装置气密性 D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留 【变式1-1】（2022·辽宁沈阳·二模）下列方法中最适用于实验室制取二氧化碳的是 A．碳在空气中充分燃烧 B．稀盐酸和碳酸钙粉末反应 C．常温下稀盐酸与石灰石反应 D．高温煅烧石灰石 【变式1-2】（2026·辽宁沈阳·期末）下列关于二氧化碳的说法中错误的是 A．由二氧化碳分子构成 B．能溶于水，能与水反应生成碳酸 C．实验室用大理石和稀硫酸制取二氧化碳 D．可用作灭火剂、气体肥料、化工原料 【变式1-3】（25-26九年级上·辽宁盘锦·期末）宁宁同学设计了两个实验测定化学反应前后物质的质量关系（气球浮力忽略不计），甲、乙两实验开始前装置如图所示。下列说法正确的是 A．甲中加热锥形瓶时观察到黑色粉末变红 B．甲中锥形瓶内反应前后固体质量保持不变 C．乙中若取用石灰石的量不足，会影响实验结果 D．甲、乙两组实验中气球的作用都是平衡气压，形成密闭体系 ▌题型02 制取二氧化碳的实验装置 图甲、乙是实验室制取气体时常用的发生装置，A、B、C是实验室制取气体时常用的收集装置。    实验室制取二氧化碳时，选择的发生装置为上图的______，原因是反应物为______，反应条件是______，收集装置为上图的______。 【典例1】（2025·辽宁盘锦·模拟预测）下列关于二氧化碳的实验室制法正确的是 A．制CO2的药品 B．发生装置 C．收集气体 D．处理实验后药品 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】（24-25九年级上·辽宁沈阳·期中）实验室用下列装置制取气体，下列有关说法错误的是 A．装置①④组合用于实验室制取氧气，药品为氯酸钾和二氧化锰 B．装置②中的小试管在实验中起液封和节约药品的作用 C．装置③可用于实验室制二氧化碳，借助弹簧夹能控制反应的开始与结束 D．装置③⑤组合用于实验室制取二氧化碳，燃着的木条应放在a端验满 【变式2-2】（25-26九年级下·辽宁抚顺·期中）实验室制取二氧化碳的相关选项中正确的是 A．反应试剂 B．发生装置 C．收集方法 D．气体验满 【变式2-3】（24-25九年级下·辽宁沈阳·阶段检测）下列关于二氧化碳的实验室制法正确的是 A．制的药品 B．发生装置 C．验满 D．收集 ▌题型03 二氧化碳的检验、验满 检验二氧化碳的方法：将气体通入______中，石灰水变______，说明是二氧化碳，反应的化学方程式为______。 验满二氧化碳方法为______。 【典例1】（25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测）规范的操作方法是实验安全和成功的重要保证，下列实验操作中正确的是 A．取固体试剂 B．量取液体体积 C．收集二氧化碳 D．加热液体 【变式3-1】（25-26九年级上·辽宁朝阳·期末）化学是一门以实验为基础的科学，化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。下列实验操作正确的是 A． B． C． D． 【变式3-2】（25-26九年级上·辽宁阜新·期末）下列实验不能达到实验目的的是 A．验证质量守恒定律    B．鉴别和 C．熄灭酒精灯 D．二氧化碳的验满 【变式3-3】（25-26九年级上·辽宁盘锦·期末）下列实验相关操作正确的是 A．检查气密性 B．加热液体 C．倾倒液体 D．检验二氧化碳 ▌题型04 二氧化碳制取的综合考查 实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检验装置气密性 ②按要求装配好仪器 ③向长颈漏斗中注入稀盐酸 ④收集气体 ⑤向广口瓶中放入几小块大理石，其中正确的顺序是_________。 常见的发生装置 相比简易装置，装置①的优点是__________________； 装置②的优点是___________________。 常见的收集装置 类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置图 ⑦__________ ⑧__________ 适用范围 收集__________溶于水且不与水反应的气体，如等 收集密度比空气__________且不与空气成分反应的气体，如等 收集密度比空气__________且不与空气成分反应的气体，如等 优缺点 收集的气体纯度高，但不干燥 收集的气体较干燥，但纯度不高 注意事项 a．用排水法收集气体时，集气瓶应装满水，当导管口有连续均匀的气泡冒出时方可收集，收集时导管只需伸到集气瓶瓶口即可； b．用排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部，便于排尽集气瓶内空气； c．当使用固固加热型发生装置和排水法收集装置制取气体时，实验结束后，应先__________，再__________，目的是防止______________________________。 【典例1】（25-26九年级上·辽宁丹东·期末）化学兴趣小组要在实验室完成氧气和二氧化碳制取和性质检验的实验。 【活动一】制取氧气和二氧化碳(如图1) (1)在A装置中，仪器a的名称是_______，棉花团的作用是_______。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式为：_______，选择的发生装置是_______，若采用D装置收集CO2，验证CO2是否收集满瓶的方法是_______。 (3)要想收集一瓶氧气用于细铁丝在氧气中燃烧的实验，收集装置最好选择_______，理由是_______。 【活动二】验证氧气和二氧化碳的性质(如图2、图3) (4)图2中，螺旋状铁丝的一端所系火柴的作用是：_______，集气瓶底部水的作用是：_______。 (5)图3中，左侧导管缓慢均匀通入纯净干燥的CO2，实验中观察到_______的现象，可得出CO2与H2O反应的结论。能更好证明CO2密度大于空气密度的设计方案是烧杯_______(填“A”或“B”)。 【活动三】测定样品中CaCO3的质量分数 (6)称取28g石灰石样品放在烧杯中，向其中逐渐加入稀盐酸使样品充分反应(杂质不参加反应)，共加入稀盐酸的质量为93g，反应后烧杯中物质的总质量为110g。计算：反应生成CO2的质量为_______g；样品中CaCO3的质量分数为_______(精确到0.1%)。 【变式4-1】（25-26九年级上·辽宁沈阳·期末）化学实验是认识物质的重要途径。 I．常见气体的实验室制取与性质 (1)实验室用高锰酸钾制取，A装置的试管口需略向下倾斜，目的是_______。用装置收集，集满后，为防止水倒吸，应先_______(填字母)。 A．将导管移出水面　　　B．熄灭酒精灯 (2)若要制取，理论上需要高锰酸钾的质量为_______g。 (3)实验室制取的药品是_______，可选用的发生装置是_______。 (4)利用装置探究的化学性质，能证明与水反应的现象是_______。一段时间后，澄清石灰水变浑浊，由此得出具有的性质是_______(用化学方程式表示)。 Ⅱ．家庭小实验 (5)李明同学自制了一个家庭简易制氧机如图所示。 ①该制氧机制取的化学方程式为_______，属于_______反应(填基本反应类型)。 ②利用可以上下抽拉的线绳，实现与溶液的接触和分离，这样设计的优点是_______。 ③若想利用B瓶监测产生的速率，改进的措施是_______加长并伸入水面以下。 A．将a导管　　　B．将b导管　　　　　C．将a与b导管同时 【变式4-2】（24-25九年级上·辽宁阜新·阶段检测）化学是一门以实验为基础的科学。请完成下列实活动验： 【活动一】根据下列实验装置图回答问题：    (1)仪器的名称是______。 (2)若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置是________（填序号）。 (3)实验室制取二氧化碳，应选择发生装置是______（填字母序号），组装好仪器后应先进行的操作是______。 (4)若用装置收集二氧化碳时，将燃着的木条放在导管______（填“”或“”）口处，观察到燃着的木条熄灭则证明气体已经收集满。 (5)用装置测量二氧化碳的体积时，若中无植物油，则测得的二氧化碳的体积______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 (6)实验室制取气体时，下列因素中不需要考虑的是_______（填序号）。 A．反应条件易于控制，反应速率适中 B．药品容易获得，能生成所要制取的气体 C．所要制取气体的颜色 D．操作简便易行，安全可靠，节能环保 【活动二】兴趣小组同学利用下述实验探究蔗糖的元素组成。 实验装置 实验步骤及现象 Ⅰ.通入，排尽玻璃管中空气，关闭，点燃酒精喷灯。中固体变黑，管内壁出现小水珠。 Ⅱ.打开，改通。中黑色固体剧烈燃烧，中液体变浑浊。 (7)实验Ⅰ，中玻璃管内壁有小水珠产生，由此可知蔗糖中含有___________。 (8)实验Ⅱ的目的是证明蔗糖中含有___________元素。 (9)实验后的操作顺序为__________。（填序号） a.将导管移出石灰水    b.熄灭酒精灯 【变式4-3】（24-25九年级上·辽宁阜新·期中）实验技能是学习化学的基础和保证。 实验一：二氧化碳的实验室制取与性质 (1)仪器①的名称是___________。 (2)制取二氧化碳或其他气体在装入试剂前必须进行的一步操作是___________。 (3)反应原理：用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为___________。 (4)装置选择：用上述原理制取CO2，图1中___________(填标号)是适合的气体发生装置，依据是___________。 (5)气体收集：若用F收集一瓶CO2，将气体从___________(填“a”或“b”)端通入，检验气体集满的操作为___________。若将生成的气体通入澄清石灰水中，能观察到的现象是___________。 (6)性质验证：图2实验中观察到___________现象，能得出二氧化碳与水反应的结论。 (7)通入二氧化碳一段时间后，A B两个烧杯中蜡烛均熄灭，其原因是___________；能证明二氧化碳的密度大于空气的密度是烧杯___________(填“A”或“B”) 实验二：基于特定需求设计和制作简易供氧器。 (8)图3加湿仓中水的作用是___________，图中“O2通道”相当于下图中的___________。 (9)10gNa2O2和10gCaO2固体与水作用生成氧气的质量与时间的关系如图4所示。若给鱼池增氧，应选的药品及理由是___________。 ▌题型05 实验室制取气体的一般思路 实验室里制取气体的一般思路和方法： ①选择适当的反应，包括_______； ②选择合适的_______； ③验证所制得的气体。 【典例1】（25-26九年级上·辽宁铁岭·阶段检测）兴趣小组按照气体制备的一般思路研究有关二氧化碳的制取，请回答下列问题。 【选择方案】 按照表格中的方案进行实验：向反应容器中先加入等质量的大理石(主要成分是碳酸钙，杂质不与酸反应)，再加入等体积的足量酸，测得产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。已知硫酸钙微溶于水。 实验 药品 ① 块状大理石、7%硫酸溶液 ② 块状大理石、7%盐酸溶液 ③ 大理石粉末、7%盐酸溶液 (1)据图分析：最适合在实验室制取二氧化碳的是图中___________(选填“甲”“乙”或“丙”)曲线对应的实验，其编号是表中的___________(选填“①”“②”或“③”)，写出该反应的化学方程式___________。 【确定装置】 (2)实验室制取二氧化碳应选用的发生装置是___________(从A—E中选填字母序号)，可用D装置收集二氧化碳，原因是___________，验满方法是___________。小组同学提出用装置G制取二氧化碳可以控制反应的发生和停止，下列装置中有相同作用的是___________。 【制取并检验】 (3)组装好实验装置后，应先___________，再添加药品。 (4)甲同学将燃着的木条伸入集气瓶，发现木条熄灭，由此证明产生的气体是二氧化碳。 请评价甲同学的观点是否正确并说明理由___________。 (5)已知氨气是一种密度比空气小，且极易溶于水的气体。实验室制取氨气的化学反应原理：，则实验室制取氨气选择的发生装置是___________(填字母序号)。若用F装置收集氨气，气体应从___________端(填“a”或“b”)通入集气瓶。 【变式5-1】（25-26九年级上·辽宁·阶段检测）某化学兴趣小组对贝壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。 [查阅资料]① 贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。 ② 浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。 [设计实验] 实验一：选择药品 分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图甲和图乙的图像。 (1)根据图甲对比分析，曲线___________(填“① ”或“② ”)表示粉末状贝壳与稀盐酸反应。 (2)影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加：二是___________。 实验二：收集气体 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 1 所示： 【实验步骤】 (3)①按实验装置图Ⅰ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，常用___________放在A 处进行验满，收集满后迅速关闭活塞 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，步骤③④过程中体系内压强变化如图2所示。 【总结与拓展】 (4)图2中30s到100s之间压强逐渐减小的原因是___________，(用化学方程式解释)。 (5)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。 实验三：探究性质 将生成的二氧化碳经过除杂后进行以下探究 [初步探究] 如图所示，取2支医用注射器分别抽取10mLCO2和蒸馏水，用胶管连接，交替推动2支注射器的活塞，反复多次至体积不再减少为止。充分混合后，气、液总体积约为12mL。 (6)由实验可知：在实验室条件下，1体积水最多能溶解___________体积的CO2。 (7)实验中反复交替推动注射器活塞的作用是___________。 [深入探究] 小组同学利用图1装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。 步骤1：某同学检验了图1装置的气密性，得到图2图像，说明装置气密性良好。 步骤2：两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水，连接好装置和压强传感器。打开活塞1和2，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞1，一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3。 (8)图3表示注入的是澄清石灰水的是曲线___________(填“I”或“II”)。发生反应的化学方程式为___________。 (9)如图4是注入澄清石灰水后最终瓶中气体的微观示意图(忽略水的挥发，两活塞关闭状态)，则下列符合注入水后瓶中情况的是___________。 A． B． C． D． 【变式5-2】（25-26九年级上·辽宁大连·阶段检测）某款家用制氧机工作原理如图所示，所用制氧剂过碳酸钠是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续放出高纯氧气并放热。 【活动一】探究家用制氧机在使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率影响 小明设计了如下探究实验：20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如表所示。 序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s 实验① 240 2.5 350 500 15.0 实验② x 2.5 500 500 33.3 实验③ 240 0 800 500 待测 (1)实验②中x应为___________。 (2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变___________(填“快”或“慢”)。 (3)若实验③测得所用时间大于35s，___________(填“能”或“不能”)证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂。 (4)加湿过滤仓中的水除了有过滤杂质、加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是___________。 (5)在使用规定量制氧剂的情况下，制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线高度不同，请分析原因___________。 【活动二】自制家庭简易制氧机(如图) (6)A装置中发生反应的化学方程式为___________。 (7)利用可以上下抽拉的线绳，可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点是___________。 (8)若想利用B装置监测产生氧气的速度，小组同学将B装置改进的措施是___________。 (9)胶带起到的作用相当于的实验仪器是___________。 (10)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是___________。 A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保 【变式5-3】（24-25九年级上·辽宁沈阳·阶段检测）氧气在生产、生活中有广泛应用，制取氧气的方法有多种。 (一) 工业制氮气 (1)工业上来用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图1所示实验模拟。 ①浸入液氮3min后、试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条、木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是 ___________________。 ②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离，由实验现象可知，两种气体中沸点比较高的气体是__________。 (二) 实验室制氧气 老师提供了以下实验装置，同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。 (2)仪器a的名称: _____________。 (3)加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是______(填字母序号)，该反应的化学方程式为_____________。若选用E 装置收集O2，已收集满的现象是__________________。 (4)若选F作收集装置, 氧气应从_______(填“a”或“b”) 口通入。 (三) 家庭制氧气 化学制氧机(原理图见图3) 利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（2Na2CO3∙3H2O2）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧气时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (5)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质：利用氧气__________溶于水的性质，使氧气变得湿润； 还可以根据_______________来判断产生氧气的速率。 (6)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法是_________________。 (7)用图4装置制作简易供氧器，选择反应原理时，不需要考虑的因素是 。 A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保 (四) 变压吸附法制氧气 (8)利用变压吸附技术. 以分子筛为吸附剂制取氧气. 由图5、图6可知：过程1中，空气通过分子筛吸附材料时，_______分子更容易被吸附； 过程2中采用 ____________方法，能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸)，分子筛吸附材料恢复吸附能力。过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。 / 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 $ 第三节 二氧化碳的实验室制取（题型突破·举一反三） ▌题型01 制取二氧化碳的原理 【典例1】D 【变式1-1】C 【变式1-2】C 【变式1-3】D ▌题型02 制取二氧化碳的实验装置 【典例1】A 【变式2-1】D 【变式2-2】A 【变式2-3】A ▌题型03 二氧化碳的检验、验满 【典例1】C 【变式3-1】B 【变式3-2】C 【变式3-3】A ▌题型04 二氧化碳制取的综合考查 【典例1】(1) 酒精灯 防止加热时粉末状物质进入导管 (2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ B 将燃着的细木条放在集气瓶口，灭则集满 (3) E 收集O2纯净且方便在瓶底留少量水（合理即可） (4) 引燃细铁丝（合理即可） 防止高温溅落的熔化物炸裂瓶底 (5) 干燥石蕊小花不变色而湿润石蕊小花变红 A (6) 11 89.3% 【变式4-1】(1) 防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂 A (2)47.4g (3) 大理石（或石灰石）和稀盐酸 B (4) 湿润的石蕊棉球变红，干燥的石蕊棉球不变红 (5) 分解反应 可以控制反应的发生与停止 A 【变式4-2】(1)长颈漏斗 (2)AD (3) B 检查装置气密性 (4)b (5)偏小 (6)C (7)氢、氧 (8)碳/C (9)ab 【变式4-3】(1)锥形瓶 (2)检查装置气密性 (3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (4) B 反应物状态为固体和液体，反应条件为常温 (5) a 将燃着的小木条放在b导管口，若小木条熄灭，则二氧化碳已集满 澄清石灰水变浑浊 (6)干燥石蕊小花不变色，湿润石蕊小花变红 (7) 二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧 A (8) 湿润氧气并观察氧气产生的速率 B (9)CaO2能持续较长时间的供氧 ▌题型05 实验室制取气体的一般思路 【典例1】(1) 乙 ② (2) B 二氧化碳密度比空气大 将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则已满 AC (3)检查装置气密性 (4)不正确，不燃烧也不支持燃烧的气体不只有二氧化碳，如氮气等也都能使燃着的木条熄灭 (5) A b 【变式5-1】(1)① (2)浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体 (3) 突然增大后，维持一段时间不变 燃着的木条 (4) (5)可以 (6)0.8 (7)使二氧化碳和水充分接触，使二氧化碳快速充分溶解 (8) II (9)C 【变式5-2】(1)240 (2)慢 (3)不能 (4)观察氧气产生的速率或给气体降温等 (5)夏季温度高，反应速率快，需要加更多的水以降低反应物浓度，使反应平缓；冬季温度低，反应速率慢，需要加较少水以增大反应物浓度，加快反应速率 (6) (7)可以控制反应的发生和停止 (8)将a导管加长并伸入水面以下 (9)铁架台 (10)B 【变式5-3】(1) 先蒸发的为氮气，氮气不可燃也不助燃 氧气/O2 (2)锥形瓶 (3) A 集气瓶口有大气泡冒出 (4)a (5) 不易 产生气泡的速率 (6)将带火星的木条放在出气口，木条复燃，则说明为氧气 (7)BD (8) 氮 降低压强 / 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 $ 第三节 二氧化碳的实验室制取（题型突破·举一反三） 题型01 制取二氧化碳的原理 题型02 制取二氧化碳的实验装置 题型03 二氧化碳的检验、验满及净化 题型04 二氧化碳制取的综合考查 题型05 实验室制取气体的一般思路 ▌题型01 制取二氧化碳的原理 实验室制取二氧化碳的药品是石灰石或大理石和稀盐酸，反应原理是 【典例1】（24-25九年级上·辽宁·单元复习）为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，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．实验前需检查装置气密性 D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留 【答案】D 【详解】A、碳酸钙和稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，故不能用稀硫酸代替稀盐酸，故A不符合题意； B、二氧化碳能溶于水且与水反应，若量气管中液体为水，会使测定结果偏小，故B不符合题意； C、该反应有气体生成，故实验前需检查装置气密性，故C不符合题意； D、只要生成二氧化碳，装置中压强就会变大，量气管中的液体就会被下压，因此Y形管中有二氧化碳残留不会影响测定结果，故D符合题意。 故选D。 【变式1-1】（2022·辽宁沈阳·二模）下列方法中最适用于实验室制取二氧化碳的是 A．碳在空气中充分燃烧 B．稀盐酸和碳酸钙粉末反应 C．常温下稀盐酸与石灰石反应 D．高温煅烧石灰石 【答案】C 【详解】A、碳在空气中充分燃烧需要通入气体空气，不易得到纯净的二氧化碳，且反应装置复杂，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意； B、稀盐酸和碳酸钙粉末反应，反应速度较快，不易操作收集，不合适实验室制取二氧化碳，不符合题意； C、常温下稀盐酸与大理石反应，反应常温下进行，发生装置简单，无气体参与和其他气体生成，易于得到纯净的二氧化碳，反应速度适中易于操作收集，合适实验室制取二氧化碳，符合题意； D、高温煅烧石灰石，反应条件为高温，难于达到，不合适实验室制取二氧化碳，不符合题意； 故选：C。 【变式1-2】（2026·辽宁沈阳·期末）下列关于二氧化碳的说法中错误的是 A．由二氧化碳分子构成 B．能溶于水，能与水反应生成碳酸 C．实验室用大理石和稀硫酸制取二氧化碳 D．可用作灭火剂、气体肥料、化工原料 【答案】C 【详解】A、二氧化碳属于由分子构成的非金属氧化物，由二氧化碳分子构成，故选项说法正确； B、二氧化碳能溶于水，且可与水发生化合反应生成碳酸，故选项说法正确； C、实验室制取二氧化碳应选用大理石和稀盐酸；若选用稀硫酸，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，无法稳定制取二氧化碳，故选项说法错误； D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，密度大于空气，可作灭火剂；二氧化碳是光合作用的反应物，可作气体肥料；也可用于制备碳酸、纯碱等，可作化工原料，故选项说法正确。 【变式1-3】（25-26九年级上·辽宁盘锦·期末）宁宁同学设计了两个实验测定化学反应前后物质的质量关系（气球浮力忽略不计），甲、乙两实验开始前装置如图所示。下列说法正确的是 A．甲中加热锥形瓶时观察到黑色粉末变红 B．甲中锥形瓶内反应前后固体质量保持不变 C．乙中若取用石灰石的量不足，会影响实验结果 D．甲、乙两组实验中气球的作用都是平衡气压，形成密闭体系 【答案】D 【详解】A、甲中加热锥形瓶时，铜粉和氧气反应生成黑色的氧化铜，所以观察到红色粉末变黑。说法错误，不符合题意； B、甲中发生的反应是，根据质量守恒定律可知，反应后氧化铜的质量大于反应前参加反应的铜粉的质量。说法错误，不符合题意； C、 乙中若取用石灰石的量不足，对于测定化学反应前后物质的质量关系没有影响。说法错误，不符合题意； D、甲、乙两组实验中气球的作用都是平衡气压，形成密闭体系。说法正确，符合题意； 故选D。 ▌题型02 制取二氧化碳的实验装置 图甲、乙是实验室制取气体时常用的发生装置，A、B、C是实验室制取气体时常用的收集装置。    实验室制取二氧化碳时，选择的发生装置为上图的___乙___，原因是反应物为固体和液体 ，反应条件是_常温，收集装置为上图的___ B___。 【典例1】（2025·辽宁盘锦·模拟预测）下列关于二氧化碳的实验室制法正确的是 A．制CO2的药品 B．发生装置 C．收集气体 D．处理实验后药品 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、在实验室中常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，故 A 正确； B、发生装置中的长颈漏斗下端要伸入液面以下，以防生成的二氧化碳由长颈漏斗逸出，故 B 错误； C、二氧化碳的密度比空气大，应采用向上排空气法来收集二氧化碳，故 C 错误；   D、实验后的废物不能倒入下水道，以防造成水污染，应倒入废液缸中，故 D 错误。 故选 A 。 【变式2-1】（24-25九年级上·辽宁沈阳·期中）实验室用下列装置制取气体，下列有关说法错误的是 A．装置①④组合用于实验室制取氧气，药品为氯酸钾和二氧化锰 B．装置②中的小试管在实验中起液封和节约药品的作用 C．装置③可用于实验室制二氧化碳，借助弹簧夹能控制反应的开始与结束 D．装置③⑤组合用于实验室制取二氧化碳，燃着的木条应放在a端验满 【答案】D 【详解】A、装置①为固体加热型发生装置，则装置①④组合用于实验室制取氧气，药品可以是氯酸钾和二氧化锰，氯酸钾在二氧化锰和加热条件下分解生成氯化钾和氧气，说法正确，不符合题意； B、装置②中的小试管可以起到缓冲作用，将液体装满后再进入锥形瓶，可以保留液体药品，节约药品，另外小试管内液体直接封住长颈漏斗下端，形成密闭装置，说法正确，不符合题意； C、装置③可用于实验室制二氧化碳，借助弹簧夹能控制反应的开始与结束，夹紧弹簧夹，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，瓶内液体被压入烧杯内，固液分离反应停止，打开弹簧夹，气体导出，使得装置内压强减小，烧杯内液体重新进入瓶内，固液接触反应开始，说法正确，不符合题意； D、装置③⑤组合用于实验室制取二氧化碳，由于二氧化碳密度比空气大，所以二氧化碳应从a端导管口通入，则燃着的木条应放在b端验满，木条熄灭，说明已收集满，说法错误，符合题意。 故选：D。 【变式2-2】（25-26九年级下·辽宁抚顺·期中）实验室制取二氧化碳的相关选项中正确的是 A．反应试剂 B．发生装置 C．收集方法 D．气体验满 【答案】A 【详解】A.实验室制取二氧化碳的标准试剂为大理石（主要成分为）和稀盐酸，反应原理为，试剂选择正确。 B.该反应为固液不加热型反应，不需要酒精灯加热，图中为固体加热型发生装置，错误。 C.二氧化碳密度大于空气密度，应使用向上排空气法收集，图中为向下排空气法，错误。 D.二氧化碳验满时需将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则证明已满，图中将木条伸入瓶内，操作错误。 【变式2-3】（24-25九年级下·辽宁沈阳·阶段检测）下列关于二氧化碳的实验室制法正确的是 A．制的药品 B．发生装置 C．验满 D．收集 【答案】A 【详解】A、在实验室中常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，故A正确； B、在实验室中常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，故应用固液常温型的发生装置，故B错误； C、二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，故将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满，故C错误； D、二氧化碳的密度比空气大，应采用向上排空气法来收集二氧化碳，故D错误； 故选：A。 ▌题型03 二氧化碳的检验、验满 检验二氧化碳的方法：将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊 _，说明是二氧化碳，反应的化学方程式为 。 验满二氧化碳方法为将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则集满。 【典例1】（25-26九年级上·辽宁抚顺·阶段检测）规范的操作方法是实验安全和成功的重要保证，下列实验操作中正确的是 A．取固体试剂 B．量取液体体积 C．收集二氧化碳 D．加热液体 【答案】C 【详解】A、取块状试剂时，应先将试管横放，用镊子将块状固体放在试管口，再慢慢将试管竖立起来。图中直接将块状固体投入直立的试管中，容易打破试管底部，该选项错误； B、读取量筒读数时，视线应与量筒内液体凹液面最低处保持水平，该选项错误； C、二氧化碳密度比空气大，收集二氧化碳时应选择向上排空气法，该选项正确； D、加热液体时，试管内液体体积不能超过试管容积的，图中液体体积超过了试管容积的，该选项错误； 故选：C。 【变式3-1】（25-26九年级上·辽宁朝阳·期末）化学是一门以实验为基础的科学，化学的许多重大发现和研究成果都是通过实验得到的。下列实验操作正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A、倾倒液体时，瓶塞倒放在桌面上，标签向着手心，试管要倾斜，试管口与试剂瓶口紧挨着，图中试管没有倾斜，图中所示操作错误； B、用量筒量取液体时，正确的读数方法是量筒平放，视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平，然后读出液体的体积，图中所示操作正确； C、二氧化碳的密度比空气大，收集二氧化碳时集气瓶应该正放，检验二氧化碳是否集满时，应把燃着的木条放在集气瓶口，图中所示操作错误； D、向试管中装固体药品时，先将试管横放，用镊子把块状固体放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，图中所示操作错误。 故选：B。 【变式3-2】（25-26九年级上·辽宁阜新·期末）下列实验不能达到实验目的的是 A．验证质量守恒定律    B．鉴别和 C．熄灭酒精灯 D．二氧化碳的验满 【答案】C 【详解】A、铜在密闭容器中加热生成氧化铜，没有气体逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律，选项实验能达到实验目的，不符合题意。 B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳不能。将气体分别通入澄清石灰水，能使澄清石灰水变浑浊的是二氧化碳，无明显现象的是一氧化碳，可以达到鉴别目的，不符合题意。 C、熄灭酒精灯要用灯帽盖灭，不能用嘴吹灭，用嘴吹可能会引发灯内酒精燃烧，发生危险。图中用嘴吹灭酒精灯，不能达到正确熄灭酒精灯的目的，符合题意。 D、二氧化碳验满时，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。能达到验满的目的，不符合题意。 故选C。 【变式3-3】（25-26九年级上·辽宁盘锦·期末）下列实验相关操作正确的是 A．检查气密性 B．加热液体 C．倾倒液体 D．检验二氧化碳 【答案】A 【详解】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确，故A选项符合题意； B、给试管中的液体加热时，用酒精灯的外焰加热试管里的液体，且液体体积不能超过试管容积的三分之一，图中液体超过试管容积的三分之一，图中所示操作错误，故B选项不符合题意； C、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨试管口；图中瓶塞没有倒放、标签没有向着手心，所示操作错误，故C选项不符合题意； D、检验二氧化碳应使用澄清石灰水，不能使用燃着的木条，燃着的木条熄灭，不能证明该气体是二氧化碳，也可能是氮气等气体，图中所示操作错误，故D选项不符合题意。 故选A。 ▌题型04 二氧化碳制取的综合考查 实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检验装置气密性 ②按要求装配好仪器 ③向长颈漏斗中注入稀盐酸 ④收集气体 ⑤向广口瓶中放入几小块大理石，其中正确的顺序是②①⑤③④。 常见的发生装置 相比简易装置，装置①的优点是方便添加液体药品； 装置②的优点是可以控制反应速率_。 常见的收集装置 类型 排水法 向上排空气法 向下排空气法 装置图 ⑦水槽 ⑧集气瓶 适用范围 收集难/不易 溶于水且不与水反应的气体，如等 收集密度比空气______大____且不与空气成分反应的气体，如等 收集密度比空气_____小_____且不与空气成分反应的气体，如等 优缺点 收集的气体纯度高，但不干燥 收集的气体较干燥，但纯度不高 注意事项 a．用排水法收集气体时，集气瓶应装满水，当导管口有连续均匀的气泡冒出时方可收集，收集时导管只需伸到集气瓶瓶口即可； b．用排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部，便于排尽集气瓶内空气； c．当使用固固加热型发生装置和排水法收集装置制取气体时，实验结束后，应先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，目的是防止_水槽中的水倒吸进试管中，使试管炸裂_。 【典例1】（25-26九年级上·辽宁丹东·期末）化学兴趣小组要在实验室完成氧气和二氧化碳制取和性质检验的实验。 【活动一】制取氧气和二氧化碳(如图1) (1)在A装置中，仪器a的名称是_______，棉花团的作用是_______。 (2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式为：_______，选择的发生装置是_______，若采用D装置收集CO2，验证CO2是否收集满瓶的方法是_______。 (3)要想收集一瓶氧气用于细铁丝在氧气中燃烧的实验，收集装置最好选择_______，理由是_______。 【活动二】验证氧气和二氧化碳的性质(如图2、图3) (4)图2中，螺旋状铁丝的一端所系火柴的作用是：_______，集气瓶底部水的作用是：_______。 (5)图3中，左侧导管缓慢均匀通入纯净干燥的CO2，实验中观察到_______的现象，可得出CO2与H2O反应的结论。能更好证明CO2密度大于空气密度的设计方案是烧杯_______(填“A”或“B”)。 【活动三】测定样品中CaCO3的质量分数 (6)称取28g石灰石样品放在烧杯中，向其中逐渐加入稀盐酸使样品充分反应(杂质不参加反应)，共加入稀盐酸的质量为93g，反应后烧杯中物质的总质量为110g。计算：反应生成CO2的质量为_______g；样品中CaCO3的质量分数为_______(精确到0.1%)。 【答案】(1) 酒精灯 防止加热时粉末状物质进入导管 (2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ B 将燃着的细木条放在集气瓶口，灭则集满 (3) E 收集O2纯净且方便在瓶底留少量水（合理即可） (4) 引燃细铁丝（合理即可） 防止高温溅落的熔化物炸裂瓶底 (5) 干燥石蕊小花不变色而湿润石蕊小花变红 A (6) 11 89.3% 【详解】（1）据图可知，在A装置中，仪器a的名称是：酒精灯； A装置中棉花团的作用是防止加热时粉末状的物质进入导管； （2）石灰石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙和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↑； 该反应为固体和液体在常温下的反应，则能用图1中的B装置制取； 二氧化碳不支持燃烧，故验满方法为：用燃着的木条放在集气瓶口，若木条火焰熄灭，则CO2已收集满； （3）铁丝在氧气中燃烧实验中，瓶底放少量水或细沙，防止生成物熔化后溅落下来，使集气瓶炸裂，所以利用E装置收集一瓶氧气，用于进行细铁丝在氧气中燃烧的实验，收集O2纯净且方便在瓶底留少量水； （4）图2中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是引燃作用，集气瓶底部的水作用是防止铁的熔化物溅落，而炸裂集气瓶； （5）紫色石蕊遇酸性物质变红，二氧化碳装置时，干燥的紫色石蕊试纸不变红；二氧化碳与湿润紫色石蕊试纸中的水反应生成碳酸，碳酸使湿润紫色石蕊试纸变红；因此证明CO2与水发生了反应的实验现象为干燥的紫色石蕊试纸不变红，湿润紫色石蕊试纸变红； A中导管口在烧杯口处，B中导管口接近烧杯底部，而A烧杯蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳沿着烧杯壁进入到了烧杯的底部，由此证明二氧化碳的密度比空气的大； （6）根据质量守恒定律可知，则生成的二氧化碳的质量为28g+93g-110g=11g； 设样品中碳酸钙的质量为x， x=25g， 则样品中碳酸钙的质量分数为×100%≈89.3%。 【变式4-1】（25-26九年级上·辽宁沈阳·期末）化学实验是认识物质的重要途径。 I．常见气体的实验室制取与性质 (1)实验室用高锰酸钾制取，A装置的试管口需略向下倾斜，目的是_______。用装置收集，集满后，为防止水倒吸，应先_______(填字母)。 A．将导管移出水面　　　B．熄灭酒精灯 (2)若要制取，理论上需要高锰酸钾的质量为_______g。 (3)实验室制取的药品是_______，可选用的发生装置是_______。 (4)利用装置探究的化学性质，能证明与水反应的现象是_______。一段时间后，澄清石灰水变浑浊，由此得出具有的性质是_______(用化学方程式表示)。 Ⅱ．家庭小实验 (5)李明同学自制了一个家庭简易制氧机如图所示。 ①该制氧机制取的化学方程式为_______，属于_______反应(填基本反应类型)。 ②利用可以上下抽拉的线绳，实现与溶液的接触和分离，这样设计的优点是_______。 ③若想利用B瓶监测产生的速率，改进的措施是_______加长并伸入水面以下。 A．将a导管　　　B．将b导管　　　　　C．将a与b导管同时 【答案】(1) 防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂 A (2)47.4g (3) 大理石（或石灰石）和稀盐酸 B (4) 湿润的石蕊棉球变红，干燥的石蕊棉球不变红 (5) 分解反应 可以控制反应的发生与停止 A 【详解】（1）试管口略向下倾斜的目的是：防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂； 用 E（排水法）收集氧气后，为防止水倒吸，应先将导管移出水面（选 A），再熄灭酒精灯。 （2） （3）实验室制取二氧化碳的药品是：大理石（或石灰石）和稀盐酸；发生装置选B（固液不加热型）。 （4）证明与水反应的现象是：湿润的石蕊棉球变红，干燥的石蕊棉球不变红；澄清石灰水变浑浊的化学方程式：。 （5）① 过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气的化学方程式：；属于分解反应。 ② 利用可以上下抽拉的线绳，可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，二氧化锰与过氧化氢溶液接触时，过氧化氢快速分解，二氧化锰与过氧化氢溶液分离时，过氧化氢基本停止分解，因此利用可以上下抽拉的线绳的优点是：可以控制反应的发生与停止。 ③ 改进措施是：若想利用B瓶监测产生O₂的速率，应将气体进口a导管伸入水下，通过观察a导管口气泡产生的速率来判断反应速率。故选A。 【变式4-2】（24-25九年级上·辽宁阜新·阶段检测）化学是一门以实验为基础的科学。请完成下列实活动验： 【活动一】根据下列实验装置图回答问题：    (1)仪器的名称是______。 (2)若用加热高锰酸钾的方法制取一瓶干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置是________（填序号）。 (3)实验室制取二氧化碳，应选择发生装置是______（填字母序号），组装好仪器后应先进行的操作是______。 (4)若用装置收集二氧化碳时，将燃着的木条放在导管______（填“”或“”）口处，观察到燃着的木条熄灭则证明气体已经收集满。 (5)用装置测量二氧化碳的体积时，若中无植物油，则测得的二氧化碳的体积______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。 (6)实验室制取气体时，下列因素中不需要考虑的是_______（填序号）。 A．反应条件易于控制，反应速率适中 B．药品容易获得，能生成所要制取的气体 C．所要制取气体的颜色 D．操作简便易行，安全可靠，节能环保 【活动二】兴趣小组同学利用下述实验探究蔗糖的元素组成。 实验装置 实验步骤及现象 Ⅰ.通入，排尽玻璃管中空气，关闭，点燃酒精喷灯。中固体变黑，管内壁出现小水珠。 Ⅱ.打开，改通。中黑色固体剧烈燃烧，中液体变浑浊。 (7)实验Ⅰ，中玻璃管内壁有小水珠产生，由此可知蔗糖中含有___________。 (8)实验Ⅱ的目的是证明蔗糖中含有___________元素。 (9)实验后的操作顺序为__________。（填序号） a.将导管移出石灰水    b.熄灭酒精灯 【答案】(1)长颈漏斗 (2)AD (3) B 检查装置气密性 (4)b (5)偏小 (6)C (7)氢、氧 (8)碳/C (9)ab 【详解】（1）由图可知，仪器d为长颈漏斗。 （2）加热高锰酸钾属于加热固体的反应，发生装置选A，排空气法收集的氧气更干燥，且氧气密度比空气大，收集装置选D。 （3）实验室制取二氧化碳的反应为固液常温反应，发生装置选B； 制取气体的装置要气密性良好，则组装好仪器后，要先检查装置气密性。 （4）二氧化碳的密度比空气大，用F装置收集时，气体应从a口通入，则验满时，应将燃着的木条放在b口。 （5）二氧化碳能溶于水，若没有植物油，则有部分二氧化碳溶于水中，则会使测得二氧化碳的体积偏小。 （6）A、制取气体时，要考虑反应条件是否易于控制，反应速率是否适中等，该选项不符合题意； B、制取气体时，要考虑药品是否容易获得，且药品要能生成所要制取的气体，该选项不符合题意； C、制取气体时，不需要考虑制取气体的颜色，该选项符合题意； D、制取气体时，要考虑操作是否简便易行，安全可靠，节能环保，该选项不符合题意。 故选C。 （7）A 中玻璃管内壁有小水珠产生，说明生成了水，根据反应前后元素种类不变，则说明蔗糖中含有氢、氧元素。 （8）碳为黑色固体，碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则说明该黑色固体为碳，则说明蔗糖中含有碳元素。 （9）实验结束时，为了防止澄清石灰水倒吸，则应先将导管移出石灰水，再熄灭酒精灯，故顺序为ab。 【变式4-3】（24-25九年级上·辽宁阜新·期中）实验技能是学习化学的基础和保证。 实验一：二氧化碳的实验室制取与性质 (1)仪器①的名称是___________。 (2)制取二氧化碳或其他气体在装入试剂前必须进行的一步操作是___________。 (3)反应原理：用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为___________。 (4)装置选择：用上述原理制取CO2，图1中___________(填标号)是适合的气体发生装置，依据是___________。 (5)气体收集：若用F收集一瓶CO2，将气体从___________(填“a”或“b”)端通入，检验气体集满的操作为___________。若将生成的气体通入澄清石灰水中，能观察到的现象是___________。 (6)性质验证：图2实验中观察到___________现象，能得出二氧化碳与水反应的结论。 (7)通入二氧化碳一段时间后，A B两个烧杯中蜡烛均熄灭，其原因是___________；能证明二氧化碳的密度大于空气的密度是烧杯___________(填“A”或“B”) 实验二：基于特定需求设计和制作简易供氧器。 (8)图3加湿仓中水的作用是___________，图中“O2通道”相当于下图中的___________。 (9)10gNa2O2和10gCaO2固体与水作用生成氧气的质量与时间的关系如图4所示。若给鱼池增氧，应选的药品及理由是___________。 【答案】(1)锥形瓶 (2)检查装置气密性 (3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (4) B 反应物状态为固体和液体，反应条件为常温 (5) a 将燃着的小木条放在b导管口，若小木条熄灭，则二氧化碳已集满 澄清石灰水变浑浊 (6)干燥石蕊小花不变色，湿润石蕊小花变红 (7) 二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧 A (8) 湿润氧气并观察氧气产生的速率 B (9)CaO2能持续较长时间的供氧 【详解】（1）仪器①的名称是锥形瓶； （2）制取二氧化碳或其他气体在装入试剂前必须进行的一步操作是检查装置气密性，以防止装置漏气，影响实验结果； （3）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，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑； （4）装置选择：用上述原理制取CO2，图1中a是适合的气体发生装置，依据是反应物状态为固体和液体，反应条件为常温； （5）二氧化碳密度大于空气，气体收集：若用F收集一瓶CO2，将气体从a端通入，当b端有二氧化碳逸出时，说明二氧化碳集满，二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，能使燃着的木条熄灭，用装置F收集二氧化碳时，其验满的方法是将燃着的木条放到b端管口，若木条熄灭，则已集满；二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，若将生成的气体通入澄清石灰水中，能观察到的现象是澄清石灰水变浑浊； （6）图2实验中二氧化碳不能使干燥的石蕊小花变色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可观察到湿润石蕊小花变红色，则得出二氧化碳与水发生反应的结论；因此图2实验中观察到干燥石蕊小花不变色，湿润石蕊小花变红现象，能得出二氧化碳与水反应的结论。 （7）通入二氧化碳一段时间后，A B两个烧杯种蜡烛均熄灭，其原因是二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧；A烧杯中导管放在烧杯口，二氧化碳密度大于空气，排出烧杯中空气，蜡烛与氧气隔绝，蜡烛熄灭； （8）图2中，氧气通过水，加湿仓中水的作用是湿润氧气并观察氧气产生的速率，图中“O2通道”相当于下图中的B，氧气能和水充分接触； （9）由图可知，若给鱼池增氧，应选的药品为CaO2，因为相同质量的固体，CaO2产生的氧气质量大，且供氧时间长。 ▌题型05 实验室制取气体的一般思路 实验室里制取气体的一般思路和方法： ①选择适当的反应，包括反应物和反应条件； ②选择合适的实验装置； ③验证所制得的气体。 【典例1】（25-26九年级上·辽宁铁岭·阶段检测）兴趣小组按照气体制备的一般思路研究有关二氧化碳的制取，请回答下列问题。 【选择方案】 按照表格中的方案进行实验：向反应容器中先加入等质量的大理石(主要成分是碳酸钙，杂质不与酸反应)，再加入等体积的足量酸，测得产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图所示。已知硫酸钙微溶于水。 实验 药品 ① 块状大理石、7%硫酸溶液 ② 块状大理石、7%盐酸溶液 ③ 大理石粉末、7%盐酸溶液 (1)据图分析：最适合在实验室制取二氧化碳的是图中___________(选填“甲”“乙”或“丙”)曲线对应的实验，其编号是表中的___________(选填“①”“②”或“③”)，写出该反应的化学方程式___________。 【确定装置】 (2)实验室制取二氧化碳应选用的发生装置是___________(从A—E中选填字母序号)，可用D装置收集二氧化碳，原因是___________，验满方法是___________。小组同学提出用装置G制取二氧化碳可以控制反应的发生和停止，下列装置中有相同作用的是___________。 【制取并检验】 (3)组装好实验装置后，应先___________，再添加药品。 (4)甲同学将燃着的木条伸入集气瓶，发现木条熄灭，由此证明产生的气体是二氧化碳。 请评价甲同学的观点是否正确并说明理由___________。 (5)已知氨气是一种密度比空气小，且极易溶于水的气体。实验室制取氨气的化学反应原理：，则实验室制取氨气选择的发生装置是___________(填字母序号)。若用F装置收集氨气，气体应从___________端(填“a”或“b”)通入集气瓶。 【答案】(1) 乙 ② (2) B 二氧化碳密度比空气大 将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则已满 AC (3)检查装置气密性 (4)不正确，不燃烧也不支持燃烧的气体不只有二氧化碳，如氮气等也都能使燃着的木条熄灭 (5) A b 【详解】（1）乙曲线对应的实验生成的二氧化碳量足且反应较平缓，适合实验室制取二氧化碳；稀硫酸和块状大理石反应后生成硫酸钙微溶于水，会逐渐覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，故实验①最终产生的气体较少且反应较慢，对应曲线丙；盐酸浓度相同时，接触面积越大，反应生成二氧化碳的速率越大，实验②用的是块状大理石，对应曲线乙，实验③用的是大理石粉末，对应曲线甲；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和气体二氧化碳，化学方程式为，故填： （2）实验室制取二氧化碳反应为固液不加热型反应，发生装置选B；收集装置选D，用向上排空气法收集，因为二氧化碳密度大于空气；二氧化碳验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则已满；A可以通过挤压塑料软管实现固液分离，C可以通过抽拉铜丝使固液分离，故填：B；二氧化碳密度比空气大；将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则已满；AC； （3）有气体参与或生成的反应，在反应前都要检查装置的气密性，故填：检查装置气密性； （4）不燃烧也不支持燃烧的气体不只有二氧化碳，如氮气等能能使燃着的木条熄灭，故不能用其检验二氧化碳，检验二氧化碳应该用澄清石灰水，二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和水，澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊，故填：不正确，不燃烧也不支持燃烧的气体不只有二氧化碳，如氮气等也都能使燃着的木条熄灭； （5）根据反应的化学方程式可知，实验室制取氨气的反应物为固体，反应条件为加热，发生装置应选A；氨气密度比空气小，若用F装置收集氨气，气体应从b端通入集气瓶，故填：A；b。 【变式5-1】（25-26九年级上·辽宁·阶段检测）某化学兴趣小组对贝壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。 [查阅资料]① 贝壳主要成分为碳酸钙，贝壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。 ② 浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体。 [设计实验] 实验一：选择药品 分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图的三颈烧瓶中反应，采集数据，形成如图甲和图乙的图像。 (1)根据图甲对比分析，曲线___________(填“① ”或“② ”)表示粉末状贝壳与稀盐酸反应。 (2)影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加：二是___________。 实验二：收集气体 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 1 所示： 【实验步骤】 (3)①按实验装置图Ⅰ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，常用___________放在A 处进行验满，收集满后迅速关闭活塞 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，步骤③④过程中体系内压强变化如图2所示。 【总结与拓展】 (4)图2中30s到100s之间压强逐渐减小的原因是___________，(用化学方程式解释)。 (5)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。 实验三：探究性质 将生成的二氧化碳经过除杂后进行以下探究 [初步探究] 如图所示，取2支医用注射器分别抽取10mLCO2和蒸馏水，用胶管连接，交替推动2支注射器的活塞，反复多次至体积不再减少为止。充分混合后，气、液总体积约为12mL。 (6)由实验可知：在实验室条件下，1体积水最多能溶解___________体积的CO2。 (7)实验中反复交替推动注射器活塞的作用是___________。 [深入探究] 小组同学利用图1装置测量了反应前后圆底烧瓶内压强的变化。 步骤1：某同学检验了图1装置的气密性，得到图2图像，说明装置气密性良好。 步骤2：两瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，注射器内各装有85mL的水和澄清石灰水，连接好装置和压强传感器。打开活塞1和2，同时迅速将注射器内液体全部注入各自烧瓶中，关闭活塞1，一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如图3。 (8)图3表示注入的是澄清石灰水的是曲线___________(填“I”或“II”)。发生反应的化学方程式为___________。 (9)如图4是注入澄清石灰水后最终瓶中气体的微观示意图(忽略水的挥发，两活塞关闭状态)，则下列符合注入水后瓶中情况的是___________。 A． B． C． D． 【答案】(1)① (2)浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体 (3) 突然增大后，维持一段时间不变 燃着的木条 (4) (5)可以 (6)0.8 (7)使二氧化碳和水充分接触，使二氧化碳快速充分溶解 (8) II (9)C 【详解】（1）分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图的三颈烧瓶中反应，粉末状贝壳样品与稀盐酸接触面积大，反应速率快，故曲线①表示粉末状贝壳与稀盐酸反应； （2）浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，故影响实验测定准确性的原因：一是水蒸气含量增加：二是浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体； （3）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，开始气体被压缩，压强增大，装置气密性良好，压强不变，则若压强传感器的读数突然增大后，维持一段时间不变，证明装置气密性良好。 ③碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，则打开活塞 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，常用燃着的木条放在A 处进行验满，收集满后迅速关闭活塞 A，并用止水夹夹住导气管 B 处。 （4）二氧化碳和水反应生成碳酸，装置内压强变小，则图2中30s到100s之间压强逐渐减小的原因用化学方程式表示为。 （5）经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法可以收集到CO2气体。 （6）取2支医用注射器分别抽取10mLCO2和蒸馏水，用胶管连接，交替推动2支注射器的活塞，反复多次至体积不再减少为止。充分混合后，气、液总体积约为12mL，说明10mL水溶解了8mL的二氧化碳，故在实验室条件下，1体积水最多能溶解0.8体积的CO2； （7）实验中反复交替推动注射器活塞的作用是：使二氧化碳和水充分接触，使二氧化碳快速充分溶解； （8）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，二氧化碳溶于水，且和水反应生成碳酸，澄清石灰水吸收二氧化碳的能力比水强，故注入澄清石灰水的烧瓶中压强下降的多，故图3表示注入的是澄清石灰水的是曲线Ⅱ；发生反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：； （9）相同条件下，氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的能力比水强，故注入水后，最终瓶中二氧化碳的含量比注入澄清石灰水后，二氧化碳的含量多，故选C。 【变式5-2】（25-26九年级上·辽宁大连·阶段检测）某款家用制氧机工作原理如图所示，所用制氧剂过碳酸钠是一种白色固体，使用时通常还会加入水和少量二氧化锰。过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气。该反应过程下能持续放出高纯氧气并放热。 【活动一】探究家用制氧机在使用时加入水和二氧化锰对过碳酸钠的制氧速率影响 小明设计了如下探究实验：20℃时，取一定质量的过碳酸钠和二氧化锰，并加入不同体积的水，测得相关数据如表所示。 序号 过碳酸钠质量/g 二氧化锰质量/g 加水体积/mL 收集氧气的体积/mL 所用时间/s 实验① 240 2.5 350 500 15.0 实验② x 2.5 500 500 33.3 实验③ 240 0 800 500 待测 (1)实验②中x应为___________。 (2)对比实验①②可知，适当增加水量，产氧速率变___________(填“快”或“慢”)。 (3)若实验③测得所用时间大于35s，___________(填“能”或“不能”)证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂。 (4)加湿过滤仓中的水除了有过滤杂质、加湿氧气的作用外，还可以起到的作用是___________。 (5)在使用规定量制氧剂的情况下，制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线高度不同，请分析原因___________。 【活动二】自制家庭简易制氧机(如图) (6)A装置中发生反应的化学方程式为___________。 (7)利用可以上下抽拉的线绳，可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，这样设计的优点是___________。 (8)若想利用B装置监测产生氧气的速度，小组同学将B装置改进的措施是___________。 (9)胶带起到的作用相当于的实验仪器是___________。 (10)选择制作简易供氧器的反应原理时，不需要考虑的因素是___________。 A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保 【答案】(1)240 (2)慢 (3)不能 (4)观察氧气产生的速率或给气体降温等 (5)夏季温度高，反应速率快，需要加更多的水以降低反应物浓度，使反应平缓；冬季温度低，反应速率慢，需要加较少水以增大反应物浓度，加快反应速率 (6) (7)可以控制反应的发生和停止 (8)将a导管加长并伸入水面以下 (9)铁架台 (10)B 【详解】（1）根据控制变量法，实验①和实验②中只有加水体积不同，其他条件应相同，所以实验②中x应为240； （2）对比实验①②，实验①加水体积为350mL，所用时间为15.0s；实验②加水体积为500mL，所用时间为33.3s。因为产生等量氧气，所用时间越长，产氧速率越慢，所以适当增加水量，产氧速率变慢； （3）若实验③测得所用时间大于35s，只能说明二氧化锰能改变过氧化氢分解的速率，但要证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需要验证二氧化锰在反应前后的质量和化学性质不变，所以若实验③测得所用时间大于35s，不能证明二氧化锰是过碳酸钠分解的催化剂； （4）加湿过滤仓中的水除了有过滤杂质、加湿氧气的作用外，还可以通过观察产生气泡的速率，从而判断产生氧气的速率；由于反应过程中放热，因此产生的氧气温度较高，水可以起到降温的作用； （5）在使用规定量制氧剂的情况下，制氧机反应仓上夏季和冬季的水位线高度不同，是因为夏季和冬季温度不同，夏季温度高，反应速率快，需要加更多的水以降低反应物浓度，使反应平缓；冬季温度低，反应速率慢，需要加较少水以增大反应物浓度，加快反应速率； （6）在A装置中，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：； （7）利用可上下抽拉的线绳实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离，当需要反应时，将线绳下拉使二氧化锰与过氧化氢溶液接触，反应发生；当不需要反应时，将线绳上拉使二氧化锰与过氧化氢溶液分离，反应停止，这样设计的优点是可以控制反应的发生与停止； （8）a导管与气体发生装置相连，要监测产生氧气的速度，需将a导管加长并伸入水面以下，通过观察B装置中导管口产生气泡的快慢判断产生氧气的速度； （9）胶带起到固定作用，相当于的实验仪器是铁架台； （10）A、原料是否价廉易得是选择制作简易供氧器反应原理时需要考虑的因素，因为要考虑成本，故该选项不符合题意； B、所制气体的性质与反应原理并无直接关联，不需要考虑，故该选项符合题意； C、反应速率是否适中很重要，适中的反应速率便于操作和收集气体等，故该选项不符合题意； D、在家庭简易制氧机中，制得气体是否纯净，影响氧气的质量，需要考虑，故该选项不符合题意； E、实验条件是否易于控制关系到制氧过程能否顺利进行，故该选项不符合题意； F、是否安全、环保是必须考虑的，要保障使用过程的安全和对环境友好，故该选项不符合题意，故选：B。 【变式5-3】（24-25九年级上·辽宁沈阳·阶段检测）氧气在生产、生活中有广泛应用，制取氧气的方法有多种。 (一) 工业制氮气 (1)工业上来用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如图1所示实验模拟。 ①浸入液氮3min后、试管内产生约占其容积1/3的液态空气。取出试管，液态空气沸腾，伸入燃着的木条、木条熄灭；1min后伸入带火星的木条，观察到木条复燃。导致木条熄灭的原因是 ___________________。 ②上述实验利用氮气与氧气的沸点不同实现分离，由实验现象可知，两种气体中沸点比较高的气体是__________。 (二) 实验室制氧气 老师提供了以下实验装置，同学们选择装置用过氧化氢分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。 (2)仪器a的名称: _____________。 (3)加热高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是______(填字母序号)，该反应的化学方程式为_____________。若选用E 装置收集O2，已收集满的现象是__________________。 (4)若选F作收集装置, 氧气应从_______(填“a”或“b”) 口通入。 (三) 家庭制氧气 化学制氧机(原理图见图3) 利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠（2Na2CO3∙3H2O2）加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧气时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内有黑色粉末翻腾，变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (5)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质：利用氧气__________溶于水的性质，使氧气变得湿润； 还可以根据_______________来判断产生氧气的速率。 (6)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法是_________________。 (7)用图4装置制作简易供氧器，选择反应原理时，不需要考虑的因素是 。 A．原料是否价廉易得 B．所制气体的性质 C．反应速率是否适中 D．制得气体是否纯净 E．实验条件是否易于控制 F．是否安全、环保 (四) 变压吸附法制氧气 (8)利用变压吸附技术. 以分子筛为吸附剂制取氧气. 由图5、图6可知：过程1中，空气通过分子筛吸附材料时，_______分子更容易被吸附； 过程2中采用 ____________方法，能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸)，分子筛吸附材料恢复吸附能力。过程1和过程2交替进行，可连续生产大量高纯度氧气。 【答案】(1) 先蒸发的为氮气，氮气不可燃也不助燃 氧气/O2 (2)锥形瓶 (3) A 集气瓶口有大气泡冒出 (4)a (5) 不易 产生气泡的速率 (6)将带火星的木条放在出气口，木条复燃，则说明为氧气 (7)BD (8) 氮 降低压强 【详解】（1）①由于液氮的沸点低，则先蒸发的为氮气，氮气不可燃也不助燃，则木条会熄灭。 ②氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则说明后面蒸发的为氧气，说明氧气沸点比氮气高。 （2）由图可知，仪器a为锥形瓶。 （3）高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应，发生装置选A； 高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为：； E装置为排水法收集装置，当观察到集气瓶口有大气泡冒出，说明氧气已收集满。 （4）氧气密度比空气大，用F装置收集时，气体应从a口通入； （5）将氧气通入水中，氧气可排出，说明氧气不易溶于水；通过观察产生气泡的速率，从而判断产生氧气的速率。 （6）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，则检验方法为：将带火星的木条放在出气口，木条复燃，则说明为氧气。 （7）选择制作简易供氧器的反应原理时，需要考虑的因素有原料是否价廉易得、反应速率是否适中、实验条件是否易于控制、是否安全、环保，不需要考虑所制气体的性质和制得气体是否纯净，故选：BD。 （8）由图可知，氮分子的吸附率更高，则氮分子更容易被吸附； 分子筛吸附氮气后，压强会增大，则可通过降低压强的方法将氮气放出。 / 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 $