5.2 二氧化碳的实验室制法（导学案）化学新教材沪教版九年级上册

5.2 二氧化碳的实验室制法 第1课时 二氧化碳的实验室制法 1.知道实验室制取 CO₂常用的药品（大理石或石灰石与稀盐酸）及反应原理；理解发生装置、收集装置的选择依据，形成 "物质的性质决定制取方法" 的化学观念。 2.通过对药品筛选、装置选择的比较与分析，发展证据推理与模型认知能力，初步建立实验室制取气体的一般思路。 3.通过分组实验制取二氧化碳并进行检验、验满，提高基本实验操作技能，增强合作探究能力。在实验中体会严谨求实的科学态度，关注实验安全与药品节约，感受化学与生活、生产的联系。 重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、装置选择与操作要点。 难点：建立并迁移 "确定原理→选择装置→检验收集" 的制取气体一般思路。 1、设计合理的实验方案要从反应原理、原料、装置、条件和环保多方面综合考虑。 2、实验室制取二氧化碳的药品是大理石（或石灰石）和稀盐酸，反应的化学方程式为。 3、某同学回忆实验室制取氧气的发生和收集装置后，有如下归纳，请根据提示填空。 （1）常见的发生装置类型有固液常温型、固体加热型等， 选择哪种发生装置时应考虑：①反应物的状态；②反应的条件。 （2）收集方法有排水法、向上排空气法、向下排空气法，选择收集方法时应考虑气体的密度和溶解性。 （3）根据反应物的状态和反应的条件确定发生装置，根据气体的密度和溶解性确定收集装置。 （一）课堂导入 【引入】回忆实验室制取氧气的一般流程，结合二氧化碳的性质，说说设计制取二氧化碳的实验方案需要解决哪些问题？ 【结论】实验室制取二氧化碳需要确定反应原理，选择实验装置，制取并收集气体等。 （二）探究反应原理 1. 药品的选择 【想一想】 1.哪些化学反应可以生成二氧化碳？写出相关化学方程式。 2.上述化学反应适合用于实验室制取二氧化碳吗？为什么？ 【结论】 生成二氧化碳的反应 是否适合实验室制取 理由 不适合 收集到的二氧化碳不纯 不适合 收集到的二氧化碳不纯 不适合 反应需要在高温下进行，实验操作不够简便 NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑ 不适合 收集到的二氧化碳不纯 【想一想】碳酸盐与酸常温下就能反应生成二氧化碳，那以下几组试剂是否适合制取二氧化碳？请结合分组实验现象完成下表： 【结论】 实验操作 实验现象 结论 向碳酸钠粉末中加入稀盐酸（稀硫酸） 迅速产生大量的气泡 反应速率过快，不利于收集气体，不适合制取二氧化碳 向块状大理石中加入稀硫酸 有气泡产生，一段时间后气泡逐渐消失 生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面，阻碍反应的进行，不适合实验室制二氧化碳 分别打开浓盐酸和稀盐酸的瓶塞，观察 浓盐酸瓶口有白雾产生，稀盐酸瓶口无现象 浓盐酸具有挥发性，会使二氧化碳不纯（混有氯化氢气体） （1）实验室制取二氧化碳选择的药品是大理石（或石灰石）、稀盐酸 ，反应的化学方程式。 （2）实验室制备气体时，需要考虑的因素有反应速率是否适中、药品是否安全易得、操作是否简便。 【例】按如图1装置进行实验，倾斜锥形瓶，使10mL稀盐酸与碳酸钙充分接触，瓶内气压随时间的变化如图2所示。下列有关说法不正确的是 A．m=1 B．图中d点溶液中只有CaCl2 C．对比a、c或b、d可知，粉末状CaCO3反应更快 D．t时刻，粉末状CaCO3与稀盐酸反应产生的CO2更多 【答案】B 【解析】A、根据单一变量原则，除反应物的接触面积不同外，其他条件均相同，故药品质量应相同，都是1g，A正确。 B、d点反应还未结束，压强还在继续上升，说明盐酸还未反应完，溶液中还有HCl，B错误。 C、对比a、c可知，生成相同体积的气体，粉末状的药品所需时间更短，反应速率更快；对比b、d可知，相同时间内，粉末状的药品制得的二氧化碳体积更多，反应速率更快，C正确。 D、根据图像可知，t时刻，粉末状CaCO3与稀盐酸反应产生的CO2更多，D正确。 故选B。 【变式】下列哪个反应适用于实验室制取二氧化碳 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、有氧气参加反应，会导致制备的二氧化碳气体不纯，A错误。 B、反应在高温条件下才能进行，条件不容易达到，B错误。 C、反应速率适中、生成的气体纯净且操作简单，适合实验室制二氧化碳，C正确。 D、反应在高温条件下进行，反应条件不容易达到，D错误。 故选C。 （三）选择实验装置 1. 发生装置的选择 【想一想】 1.实验室制取二氧化碳的反应物状态和反应条件分别是什么？ 2.发生装置应该选择什么类型？长颈漏斗使用需要注意什么问题？为什么？ 3.以下几种发生装置各有哪些优点？ 【结论】 （1）制取二氧化碳的药品是大理石和稀盐酸，反应物为固体和液体，反应条件不需要加热。 （2）发生装置可选择固液常温型发生装置。 装置 优点 装置简单，操作简便，适合制取少量气体 便于随时添加液体药品 通过分液漏斗控制液体药品的滴加速率，进而控制反应的速率 左图：隔板上方放块状固体，可通过打开/关闭活塞控制装置内压强，进而控制反应的发生和停止 右图：可通过上下拉动可抽动的铜丝，控制反应的发生和停止 （3）完成表格： 2. 检查装置的气密性 【想一想】 下图装置如何检查装置的气密性？ 装置 方法一 方法二 【结论】 （1）方法一：用止水夹加紧橡胶导管，向长颈漏斗中注水，一段时间后液面不下降，证明气密性良好。 （2）方法二：推动注射器活塞，长颈漏斗内液面上升；拉动注射器活塞，长颈漏斗下端冒气泡。 3. 收集装置的选择 【想一想】 1.二氧化碳的密度和溶解性有什么特点？应该选择什么收集方法？ 2.选择收集装置时需要考虑哪些因素？ 3.如何检验及验满？ 【结论】 （1）二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，可以选择向上排空气法收集。 （2）收集装置的选择应考虑气体的密度和溶解性。 （3）检验二氧化碳：将气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳。 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则已经集满。 【例】 “二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是 A．制备CO2 B．收集CO2 C．干燥CO2 D．证明CO2能溶于 【答案】D 【解析】A、长颈漏斗下端没有伸入液面以下，气体从长颈漏斗逸出，A错误。 B、二氧化碳密度比空气大，采用向上排空气法收集，B错误。 C、浓硫酸干燥二氧化碳导管应长进短出，C错误。 D、振荡后软塑料瓶变瘪，可证明二氧化碳能溶于水，D正确。 故选D。 【变式】同学们在实验室里用以下仪器制取二氧化碳，下列说法正确的是 A．仪器⑦的名称是锥形瓶 B．仪器可选择①②④⑦⑧ C．先加稀盐酸再放碳酸钙 D．集气瓶瓶口放带火星的木条验满 【答案】A 【解析】A、仪器⑦的名称是锥形瓶，A正确。 B、实验室制取二氧化碳在常温下反应，无需加热，不需要选择酒精灯，B错误。 C、装药品时应先添加固体药品，后添加液体药品，C错误。 D、检验二氧化碳是否集满应在集气瓶口放燃着的木条，D错误。 故选A。 （四）实验室制取气体的一般思路 1. 实验室制取气体的一般思路 【想一想】 1.结合氧气和二氧化碳的实验室制取，对比归纳共性。 2.以下为实验室制取O2、CO2的常用发生装置和收集装置： 从上述装置中分别选择制取O2、CO2的发生和收集装置，并完成表格： 制取的气体 发生装置（填装置编号） 收集装置（填装置编号） O2 A/B/C E/F CO2 B/C E 【结论】 实验室制取气体的一般思路： （1）确定原理：需要考虑的因素有反应速率是否适中、药品是否安全易得、操作是否简便。 （2）选择装置：选择发生装置应考虑反应物的状态，反应的条件；选择收集装置应考虑气体的密度和溶解性。 （3）确定实验步骤。 （4）制取、收集、检验、验满。 【例】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．是否安全环保 C．反应速率是否适中 D．制得气体的性质 【答案】D 【解析】A、简易装置要求原料廉价易得，获取方便，需要考虑。 B、反应需要安全环保，避免发生危险和污染环境，需要考虑。 C、反应速率需要适中，过快不利于气体收集，过慢会导致供氧效率不足，需要考虑。 D、简易供氧器的目标是制备氧气，无需考虑制得气体的性质。 故选D。 【变式】建立模型是学习化学的重要方法，下列有关模型正确的是(　　) A.自来水净化模型 B.物质构成模型 C.氧化反应模型 D.实验室制取气体的一般思路和方法 【答案】D 【解析】A、自来水净化过程中无需进行蒸馏，A错误。 B、分子是由原子构成的，离子不能构成分子，B错误 C、氧化反应分为缓慢氧化和剧烈氧化，爆炸不一定发生氧化反应，C错误。 D、实验室制取气体的一般步骤为：确定反应原理，选择反应装置，设计实验步骤，实验结束后进行系统反思，D正确。 故选D。 1.实验室制取二氧化碳时不使用稀硫酸是因为(　　) A．不能反应 B．反应发生后生成的微溶物阻止反应继续进行 C．生成的气体不纯净 D．反应速率太快 【答案】B 【解析】碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石的表面阻碍反应的进行，故选B。 2.小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是 A．漏斗下端应该伸入液面以下 B．该装置不能控制反应的发生和停止 C．装置中的铜网不能用多孔塑料隔板代替 D．不能将稀盐酸换成稀硫酸 【答案】D 【解析】A. 气体在U形管右侧产生，不会从漏斗处逸出；漏斗的作用是使装置与大气相通，可通过控制压强控制反应的发生和停止，不能伸入液面以下，A错误。 B.该装置可通过打开/关闭弹簧夹控制反应的发生和停止，B错误； C. 铜网可以用多孔塑料隔板代替，C错误； D. 碳酸钙会与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的进行，D选项正确。 答案选D。 3.根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题： (1)写出图中标号仪器的名称：①_________； (2)实验室制取少量二氧化碳时，发生装置最好选用_____（填字母，下同），收集装置选用____，只能用此收集方法的原因是____________________，如需随时控制反应速率并节约药品，发生装置最好选用__________； (3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用______（填字母）；其反应的化学方程式为___________________________________，反应的基本类型是___________，二氧化锰是该反应的______________。 (4)如用F装置收集氧气，判断氧气是否收集满的方法是___________________________。 【答案】（1）长颈漏斗 （2）C E 密度比空气大，能溶于水 B （3）D 分解反应 生成物 （4）集气瓶口有大气泡冒出 【解析】（1）①的名称是长颈漏斗。 （2）实验室制二氧化碳的药品是大理石与稀盐酸，常温下进行反应，选择固液常温型装置，需要的二氧化碳量少，选择装置C。 二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，收集方法选择向上排空气法，故选E装置。 若要控制反应的速率，则需要控制液体药品的滴加速率，故选装置B，通过分液漏斗控制液体的滴加速率，进而控制反应的速率。 （3）高锰酸钾在加热的条件下分解产生氧气，反应物是固体，条件需要加热，故选装置D。反应的化学方程式为： 。反应物只有一种，生成物有三种，符合“一变多”的特点，属于分解反应，该反应中二氧化锰是生成物。 （4）用排水法收集气体，当集气瓶口有大气泡冒出时，说明气体已经集满。 一、药品：大理石、稀盐酸 二、原理： 三、装置： 1.发生装置：固液常温型 2.收集装置：向上排空气法 四、检验与验满： 1.检验：通入澄清的石灰水→变浑浊 2.验满：燃着的木条放瓶口→熄灭 五、制取气体的一般思路： 确定原理→选择装置→确定步骤→检验验满 考点01 制取二氧化碳的原理 1．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 【解析】A、实验室选择用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，A正确。 B、反应物为固体和液体，反应无需加热，采用固液常温型发生装置，B错误。 C、二氧化碳的密度比空气大，采用向上排空气法收集，C错误。 D、二氧化碳验满需要将燃着的木条放在瓶口，不用带火星的木条，D错误。 故选A。 2．如图是某同学用数字传感器测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成二氧化碳的体积随时间变化的曲线。下列有关说法正确的是 A．0~t3，反应速率不断加快 B．t2~t3产生的气体体积大于t1~t2 C．该过程中盐酸的浓度变化不会影响反应速率 D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲可能变成曲线乙 【答案】D 【解析】A、根据图像斜率可知，反应速率先增加后减小，并非不断加快，A错误。 B、根据图像，t2~t3产生的气体体积为V3-V2，t1~t2产生的气体体积为V2-V1，t2~t3产生的气体体积小于t1~t2，B错误。 C、反应过程中盐酸作为反应物逐渐被消耗，盐酸浓度降低，反应速率下降，C错误。 D、增大反应物的接触面积，加快反应速率，将碳酸钙固体研成粉末，曲线甲可能变成曲线乙，D正确。 故选D。 3．某小组同学按图1装置进行实验，倾斜锥形瓶，使稀盐酸与固体充分接触，瓶内气压随时间的变化如图2所示。下列有关说法不正确的是 A．m=1 B．该实验是探究反应物接触面积对反应速率的影响 C．曲线X表示粉末状碳酸钙，曲线Y表示块状碳酸钙 D．粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多 【答案】D 【解析】A、根据图像，两条曲线最终压强相同，证明反应物的质量相同，m=1，A正确。 B、该实验中分别采用粉末状碳酸钙和块状碳酸钙进行实验，其他条件均相同，该实验是探究反应物接触面积对反应速率的影响，B正确。 C、反应物的接触面积越大，反应速率越快，粉末状碳酸钙与稀盐酸的反应速率更快，曲线X表示粉末状碳酸钙，Y表示块状碳酸钙，C正确。 D、碳酸钙质量相等，最终产生的二氧化碳气体体积相同，D错误。 故选D。 4 . 下列方程式的书写及基本反应类型都正确的是 A．木炭在氧气中燃烧：、化合反应 B．电解水研究水的组成：、分解反应 C．验证质量守恒定律：、化合反应 D．实验室制取二氧化碳：、分解反应 【答案】B 【解析】A、反应物中氧气为气体，生成物中的气态物质无需标注“↑”，A错误。 B、水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，B正确。 C、镁和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，氧化镁的化学式为MgO，化学式书写错误，C错误。 D、实验室制取二氧化碳的反应原理为，D错误。 故选B。 5．氯化钙是一种重要的化工原料，其工业生产的主要流程如图所示。下列说法不正确的是 A．粉碎石灰石是为了增大反应物的接触面积 B．搅拌可以加快反应速率 C．反应釜中发生反应的化学方程式为 D．过滤除去杂质是利用各组分的沸点不同 【答案】D 【解析】A、粉碎石灰石的目的是增大反应物的接触面积，使反应快速充分，A正确。 B、搅拌可以使反应物充分接触，加快反应速率，B正确。 C、反应釜中发生反应的化学方程式为，C正确。 D、过滤可以将难溶性固体与液体分离，其除去杂质是利用各组分溶解性不同，不是沸点不同，D错误。 故选D。 考点02 制取二氧化碳的装置 6．认识的制取及性质。下列装置及部分方案合理的是 A．发生装置 B．收集装置 C．检查气密性 D．验满 【答案】 C 【解析】A、制取二氧化碳的药品为大理石（固体）和稀盐酸（液体），反应无需加热，选择固液常温型装置，A错误。 B、二氧化碳的密度比空气大，应采用向上排空气法收集，B错误。 C、将导管伸入水中，用手紧握试管外壁，有气泡产生，说明气密性良好，C正确。 D、验满时应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入集气瓶内，D错误。 故选C。 7． 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CO2 C．收集CO2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 【解析】A、长颈漏斗可用于随时添加液体药品，A正确。 B、稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面，阻碍反应的进行，选用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，B错误。 C、向上排空气法收集二氧化碳时，为了便于空气排出，应将导管伸入集气瓶底部，C正确。 D、可先将水注入锥形瓶，形成液封，再检查装置气密性，D正确。 故选B。 8．实验室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．将大理石磨成粉末可增加二氧化碳的质量 B．把稀盐酸换成稀硫酸可提高反应速率 C．导管伸到集气瓶底部，收集的气体更纯 D．关闭弹簧夹可使反应停止 【答案】C 【解析】A、原增大接触面积只能加快反应速率，不能增加二氧化碳的产量，A错误。 B、稀硫酸与碳酸钙反应，生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面，阻碍反应进行，不能提高反应的速率，B错误。 C、导管伸到集气瓶底部，便于空气的顺利排出，收集到的气体更纯，C正确。 D、关闭弹簧夹也不能实现固体与液体的分离，不能使反应停止，D错误。 故选C。 9．兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接了压强传感器，如图一所示，测得实验过程中试管内气体压强的变化情况如图二。下列说法正确的是 A．ab段试管中液面逐渐下降 B．a点的对应操作是打开弹簧夹 C．bc段石灰石与稀盐酸处于接触状态 D．此气体的发生装置可控制反应速率 【答案】A 【解析】A、ab段试管内压强升高，说明弹簧夹关闭，气体不能排出，压强增大，液体被压入长颈漏斗内，试管内液面下降，A正确。 B、ab段试管内压强升高，说明a点对应的操作是关闭弹簧夹，B错误。 C、bc段压强不再增大且维持不变，说明此时反应停止，固体与液体脱离，C错误。 D、此气体的发生装置可以控制反应的发生和停止，不能控制反应速率，D错误。 故选A。 10．某研究性学习小组选择合适的试剂和如图所示装置，既可制取气体，又可验证物质的性质。下列说法错误的是 A．装置Ⅰ可用作石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置 B．当打开K1、关闭K2时，装置Ⅱ可用于收集CO2 C．当打开K2、关闭K1时，装置Ⅲ中的试管中放澄清石灰水，可用于检验产生的CO2 D．C处的球形干燥管可以防止气体被试管中液体吸收时发生的倒吸 【答案】B 【解析】A、装置I可用作石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置，A正确。 B、二氧化碳的密度比空气大，导管应“长进短出”。打开K1，关闭K2，无法将空气顺利排出，不能收集二氧化碳，B错误。 C、当打开K2、关闭K1时，装置Ⅲ中的试管中放澄清石灰水，气体被通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，可用于检验二氧化碳，C正确。 D、C处的球形干燥管可以防止气体被试管内液体吸收，导致压强减小，液体发生倒吸，D正确。 故选B。 考点03 制取气体的一般思路 11．如图是实验室制取氧气和二氧化碳的常用发生装置，下列说法正确的是 A．实验室制取两种气体时，先装试剂，再检查装置的气密性 B．检验两种气体时，均可用燃着的木条伸入集气瓶中来验证 C．用图1装置制取氧气，药品可以选用过氧化氢溶液和MnO2 D．用图2装置制取二氧化碳时，长颈漏斗末端应伸入液面以下 【答案】D 【解析】A、制取气体时应先检查装置气密性，后装入药品，A错误。 B、检验氧气用带火星的木条，检验二氧化碳用澄清的石灰水，B错误。 C、图1为固体加热型发生装置，用该装置制取氧气应选择加热高锰酸钾制取氧气，C错误。 D、图2装置制取二氧化碳时，长颈漏斗的下端应伸入液面以下，防止气体逸出，D正确。 故选D。 12． 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 【解析】实验室制取气体时应考虑药品是否安全易得，能反应生成所需要的气体；反应条件是否易于控制，反应速率适中；操作简便易行，安全可靠，节能环保。无需考虑制取气体的颜色和气味，故选D。 13． 下列关于各组实验装置说法错误的是 A．实验室用KMnO4制取氧气，发生装置只能选择甲 B．选用H2O2溶液和MnO2制氧气时，若要控制滴加速率，发生装置可选丙 C．用石灰石和稀盐酸制备CO2时，乙和丁均可以控制反应的发生和停止 D．选用戊收集H2时，进气口为m，若戊装满水进气口仍为m 【答案】C 【解析】A、高锰酸钾在加热的条件下分解产生氧气，反应物为固体，需要加热，只能选择固体加热型装置，A正确。 B、装置丙可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应的速率，B正确。 C、乙装置不能使固体和液体分离，不能控制反应的发生和停止；丁装置有多孔隔板，可控制反应的发生和停止，C错误。 D、氢气的密度比空气小，多功能瓶收集氢气时，气体从短导管通入，便于空气从长导管一端排出，进气口为m；若采用排水法，气体从短导管通入，长导管一端排水，进气口仍为m，D正确。 故选C。 14．实验室分别制取O2和CO2，下列说法不正确的是 A．发生装置可能相同 B．发生装置可能不同 C．收集装置可能相同 D．检验方法一定相同 【答案】D 【解析】A、过氧化氢和二氧化锰混合制氧气与大理石和稀盐酸反应制二氧化碳的发生装置相同，A正确。 B、高锰酸钾制氧气的发生装置与实验室制二氧化碳的发生装置不同，B正确。 C、氧气和二氧化碳的密度均比空气大，均可采用向上排空气法收集，C正确。 D、检验氧气用带火星的木条，检验二氧化碳用澄清的石灰水，D错误。 故选D。 15． 如图是实验室制取气体常用的装置，请按要求填空： (1)写出标有编号的仪器名称：②___________。 (2)用A装置加热高锰酸钾的方法制取氧气，需要在试管口放____________，该反应的文字表达式是_________。 (3)实验室若改用E装置来收集氧气，氧气从______进入（填“a”或“b”）。 (4)用F装置收集氧气进行铁丝燃烧实验，现象是细铁丝剧烈燃烧，________，放出热量，生成黑色固体。 【答案】（1）锥形瓶 （2）一团棉花 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 （3）b （4）火星四射 【解析】（1）②名称为锥形瓶 （2）为了防止高锰酸钾粉末堵塞导管，应在试管口放一小团棉花。 反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。 （3）氧气的密度比空气大，用E装置收集氧气时，气体从b端通入。 （4）铁丝燃烧的现象为：剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.2 二氧化碳的实验室制法 第1课时 二氧化碳的实验室制法 1.知道实验室制取 CO₂常用的药品（大理石或石灰石与稀盐酸）及反应原理；理解发生装置、收集装置的选择依据，形成 "物质的性质决定制取方法" 的化学观念。 2.通过对药品筛选、装置选择的比较与分析，发展证据推理与模型认知能力，初步建立实验室制取气体的一般思路。 3.通过分组实验制取二氧化碳并进行检验、验满，提高基本实验操作技能，增强合作探究能力。在实验中体会严谨求实的科学态度，关注实验安全与药品节约，感受化学与生活、生产的联系。 重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、装置选择与操作要点。 难点：建立并迁移 "确定原理→选择装置→检验收集" 的制取气体一般思路。 1、设计合理的实验方案要从反应_____、原料、______、________和环保多方面综合考虑。 2、实验室制取二氧化碳的药品是 ，反应的化学方程式为 。 3、某同学回忆实验室制取氧气的发生和收集装置后，有如下归纳，请根据提示填空。 （1）常见的发生装置类型有固液常温型、固体 型等， 选择哪种发生装置时应考虑：①反应物的 ；②反应的 。 （2）收集方法有 法、 排空气法、向下排空气法，选择收集方法时应考虑气体的 和 。 （3）根据___________和____________确定发生装置，根据_________________确定收集装置。 （一）课堂导入 【引入】回忆实验室制取氧气的一般流程，结合二氧化碳的性质，说说设计制取二氧化碳的实验方案需要解决哪些问题？ 【结论】实验室制取二氧化碳需要确定 ，选择 ，制取并收集气体等。 （二）探究反应原理 1. 药品的选择 【想一想】 1.哪些化学反应可以生成二氧化碳？写出相关化学方程式。 2.上述化学反应适合用于实验室制取二氧化碳吗？为什么？ 【结论】 生成二氧化碳的反应 是否适合实验室制取 理由 【想一想】碳酸盐与酸常温下就能反应生成二氧化碳，那以下几组试剂是否适合制取二氧化碳？请结合分组实验现象完成下表： 【结论】 实验操作 实验现象 结论 向碳酸钠粉末中加入稀盐酸（稀硫酸） 向块状大理石中加入稀硫酸 分别打开浓盐酸和稀盐酸的瓶塞，观察 （1）实验室制取二氧化碳选择的药品是 ，反应的化学方程式 。 （2）实验室制备气体时，需要考虑的因素有 。 【例】按如图1装置进行实验，倾斜锥形瓶，使10mL稀盐酸与碳酸钙充分接触，瓶内气压随时间的变化如图2所示。下列有关说法不正确的是 A．m=1 B．图中d点溶液中只有CaCl2 C．对比a、c或b、d可知，粉末状CaCO3反应更快 D．t时刻，粉末状CaCO3与稀盐酸反应产生的CO2更多 【变式】下列哪个反应适用于实验室制取二氧化碳 A． B． C． D． （三）选择实验装置 【想一想】 1.实验室制取二氧化碳的反应物状态和反应条件分别是什么？ 2.发生装置应该选择什么类型？长颈漏斗使用需要注意什么问题？为什么？ 3.以下几种发生装置各有哪些优点？ 【结论】 （1）制取二氧化碳的药品是大理石和稀盐酸，反应物为固体和液体，反应条件不需要加热。 （2）发生装置可选择固液常温型发生装置。 （3）完成表格： 装置 优点 2. 检查装置的气密性 【想一想】 下图装置如何检查装置的气密性？ 装置 方法一 方法二 【结论】 （1）方法一：用止水夹加紧橡胶导管，向长颈漏斗中注水， ，证明气密性良好。 （2）方法二：推动注射器活塞， ；拉动注射器活塞， 。 3. 收集装置的选择 【想一想】 1.二氧化碳的密度和溶解性有什么特点？应该选择什么收集方法？ 2.选择收集装置时需要考虑哪些因素？ 3.如何检验及验满？ 【结论】 （1）二氧化碳的密度比空气 ， 溶于水，可以选择 法收集。 （2）收集装置的选择应考虑气体的 和 。 （3）检验二氧化碳： ，证明气体是二氧化碳。 验满： ，则已经集满。 【例】 “二氧化碳的实验室制取与性质”实验涉及的下列实验装置及操作正确的是 A．制备CO2 B．收集CO2 C．干燥CO2 D．证明CO2能溶于 【变式】同学们在实验室里用以下仪器制取二氧化碳，下列说法正确的是 A．仪器⑦的名称是锥形瓶 B．仪器可选择①②④⑦⑧ C．先加稀盐酸再放碳酸钙 D．集气瓶瓶口放带火星的木条验满 （四）实验室制取气体的一般思路 1. 实验室制取气体的一般思路 【想一想】 1.结合氧气和二氧化碳的实验室制取，对比归纳共性。 2.以下为实验室制取O2、CO2的常用发生装置和收集装置： 从上述装置中分别选择制取O2、CO2的发生和收集装置，并完成表格： 制取的气体 发生装置（填装置编号） 收集装置（填装置编号） O2 CO2 【结论】 实验室制取气体的一般思路： （1）确定原理：需要考虑的因素有 。 （2）选择装置：选择发生装置应考虑 ；选择收集装置应考虑 。 （3）确定实验步骤。 （4）制取、收集、检验、验满。 【例】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．是否安全环保 C．反应速率是否适中 D．制得气体的性质 【变式】建立模型是学习化学的重要方法，下列有关模型正确的是(　　) A.自来水净化模型 B.物质构成模型 C.氧化反应模型 D.实验室制取气体的一般思路和方法 1.实验室制取二氧化碳时不使用稀硫酸是因为(　　) A．不能反应 B．反应发生后生成的微溶物阻止反应继续进行 C．生成的气体不纯净 D．反应速率太快 2.小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是 A．漏斗下端应该伸入液面以下 B．该装置不能控制反应的发生和停止 C．装置中的铜网不能用多孔塑料隔板代替 D．不能将稀盐酸换成稀硫酸 3.根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题： (1)写出图中标号仪器的名称：①_________； (2)实验室制取少量二氧化碳时，发生装置最好选用_____（填字母，下同），收集装置选用____，只能用此收集方法的原因是____________________，如需随时控制反应速率并节约药品，发生装置最好选用__________； (3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用______（填字母）；其反应的化学方程式为___________________________________，反应的基本类型是___________，二氧化锰是该反应的______________。 (4)如用F装置收集氧气，判断氧气是否收集满的方法是___________________________。 一、药品：大理石、稀盐酸 二、原理： 三、装置： 1.发生装置：固液常温型 2.收集装置：向上排空气法 四、检验与验满： 1.检验：通入澄清的石灰水→变浑浊 2.验满：燃着的木条放瓶口→熄灭 五、制取气体的一般思路： 确定原理→选择装置→确定步骤→检验验满 考点01 制取二氧化碳的原理 1．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 2．如图是某同学用数字传感器测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成二氧化碳的体积随时间变化的曲线。下列有关说法正确的是 A．0~t3，反应速率不断加快 B．t2~t3产生的气体体积大于t1~t2 C．该过程中盐酸的浓度变化不会影响反应速率 D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲可能变成曲线乙 3．某小组同学按图1装置进行实验，倾斜锥形瓶，使稀盐酸与固体充分接触，瓶内气压随时间的变化如图2所示。下列有关说法不正确的是 A．m=1 B．该实验是探究反应物接触面积对反应速率的影响 C．曲线X表示粉末状碳酸钙，曲线Y表示块状碳酸钙 D．粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多 4 . 下列方程式的书写及基本反应类型都正确的是 A．木炭在氧气中燃烧：、化合反应 B．电解水研究水的组成：、分解反应 C．验证质量守恒定律：、化合反应 D．实验室制取二氧化碳：、分解反应 5．氯化钙是一种重要的化工原料，其工业生产的主要流程如图所示。下列说法不正确的是 A．粉碎石灰石是为了增大反应物的接触面积 B．搅拌可以加快反应速率 C．反应釜中发生反应的化学方程式为 D．过滤除去杂质是利用各组分的沸点不同 考点02 制取二氧化碳的装置 6．认识的制取及性质。下列装置及部分方案合理的是 A．发生装置 B．收集装置 C．检查气密性 D．验满 7． 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CO2 C．收集CO2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 8．实验室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．将大理石磨成粉末可增加二氧化碳的质量 B．把稀盐酸换成稀硫酸可提高反应速率 C．导管伸到集气瓶底部，收集的气体更纯 D．关闭弹簧夹可使反应停止 9．兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接了压强传感器，如图一所示，测得实验过程中试管内气体压强的变化情况如图二。下列说法正确的是 A．ab段试管中液面逐渐下降 B．a点的对应操作是打开弹簧夹 C．bc段石灰石与稀盐酸处于接触状态 D．此气体的发生装置可控制反应速率 10．某研究性学习小组选择合适的试剂和如图所示装置，既可制取气体，又可验证物质的性质。下列说法错误的是 A．装置Ⅰ可用作石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置 B．当打开K1、关闭K2时，装置Ⅱ可用于收集CO2 C．当打开K2、关闭K1时，装置Ⅲ中的试管中放澄清石灰水，可用于检验产生的CO2 D．C处的球形干燥管可以防止气体被试管中液体吸收时发生的倒吸 考点03 制取气体的一般思路 11．如图是实验室制取氧气和二氧化碳的常用发生装置，下列说法正确的是 A．实验室制取两种气体时，先装试剂，再检查装置的气密性 B．检验两种气体时，均可用燃着的木条伸入集气瓶中来验证 C．用图1装置制取氧气，药品可以选用过氧化氢溶液和MnO2 D．用图2装置制取二氧化碳时，长颈漏斗末端应伸入液面以下 12． 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 13． 下列关于各组实验装置说法错误的是 A．实验室用KMnO4制取氧气，发生装置只能选择甲 B．选用H2O2溶液和MnO2制氧气时，若要控制滴加速率，发生装置可选丙 C．用石灰石和稀盐酸制备CO2时，乙和丁均可以控制反应的发生和停止 D．选用戊收集H2时，进气口为m，若戊装满水进气口仍为m 14．实验室分别制取O2和CO2，下列说法不正确的是 A．发生装置可能相同 B．发生装置可能不同 C．收集装置可能相同 D．检验方法一定相同 15． 如图是实验室制取气体常用的装置，请按要求填空： (1)写出标有编号的仪器名称：②___________。 (2)用A装置加热高锰酸钾的方法制取氧气，需要在试管口放____________，该反应的文字表达式是_________。 (3)实验室若改用E装置来收集氧气，氧气从______进入（填“a”或“b”）。 (4)用F装置收集氧气进行铁丝燃烧实验，现象是细铁丝剧烈燃烧，________，放出热量，生成黑色固体。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $