第5章 第2节 二氧化碳的实验室制法-【通成学典】2026-2027学年九年级上册化学拔尖特训(沪教版·新教材)

拔尖特训·化学（沪教版）九年级上 第2节 二氧化碳的实验室制法 自一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基 1.[2025重庆江北质检]实验室有大理石、高锰酸钾、二氧化锰、稀 盐酸、木块、火柴、棉花和如图所示的仪器。 臣 (1)写出仪器②的名称： ③ (2)利用图中仪器和所给试剂可以制取气体A,则气体A是 双孔 (3)若补充 (填仪器名称)，则还可以制取气体B;能用排 ⑤ ⑦ ⑧ (第1题图) 水法收集气体B,是因为该气体 (填物理性质)。 (4)下列选项中，符合实验室制取气体的一般思路和方法的是 (填字母)。 ①选择适当的反应，包括反应物和反应条件 ②判断反应的基本类型 ③选择合适的实验装置 ④验证所制得的气体 A.①②④ B.②③④ C.①②③ D.①③④ 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能 2.如图所示为实验室制备二氧化碳的收集装置。下列说法中，错误的是 A.植物油的作用是防止二氧化碳溶于水 C0, B.量筒的作用是测量收集到的二氧化碳气体的体积 植物 C.集气瓶上方的空气对二氧化碳的纯度没有影响 水围 D.二氧化碳可以用向上排空气法收集 (第2题图) 3.老师让同学们设计能随时控制反应发生和停止的制取二氧化碳的发生装置。如图所 示为四名同学设计的装置，其中你认为符合要求的是 () 一弹簧夹 弹簧夹 底部有破 带孔 塑料板 U形管 洞的试管 带孔塑料 带孔塑料板 广口瓶 盒小药瓶 ① ② ③ ④ (第3题图) A.①②③④ B.②④ C.① D.①③④ 4.[2025盐城段考]如图甲所示为实验室制取气体的几种发生装置和收集装置，回答下列问题： 传感器 采集信息 ① 块状 5mL10% 形成图像导 b ② 碳酸钙 稀盐酸 3g碳酸 钙粉末 时间 (第4题图) (1)收集气体时一定要用到的主要仪器是 (填仪器名称)，B装置中有一处明显的错误， 应改正为 72 第5章奇妙的二氧化碳 (2)实验室中一般不用C装置收集二氧化碳的原因是 ,选用 D或E收集气体时需将导管伸入集气瓶底部，这样做的目的是 (3)利用数字化实验可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。如图乙所示，倾斜 锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应，利用传感器测得瓶内气压的变化曲线。 I.下列说法中，正确的是 (填字母)。 A.曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应 B.b点表示碳酸钙与盐酸反应已停止 C.碳酸钙粉末与盐酸反应产生的CO2的质量较大 D.对比分析c、d点可知，碳酸钙粉末与稀盐酸的反应速率更快 Ⅱ.由此数字化实验可知 5.[2025淄博期中]某化学小组的同学要测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分0 数，进行如下实验：取25g石灰石样品放人烧杯，然后向里面逐滴加入一定质8.8 量、某浓度的稀盐酸，直至与样品充分反应（杂质不反应），产生的二氧化碳质等 量随反应时间的变化关系如图所示。分析并回答下列问题： t/min (1)反应生成二氧化碳的质量是 (第5题图) (2)从图中可看出，随着反应的进行，产生二氧化碳的速率越来越小。请分析原因： (3)石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 ]三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 6.用图甲所示的装置制取干燥的CO2,并对CO2的部分性质进行探究。 NaOH溶液 自稀盐酸 采集信息 80 饱和 形成图像 齧 6 试剂X 石灰石/ NaHCO. 40.- 20 溶液 压强传感器 0 100200300400 时间/s 乙 (第6题图) 【查阅资料】 ①HCl+NaHCO3-NaCl+CO2个+H2O;CO2+2NaOH-NaCO3+H2O。 ②浓硫酸具有吸水性；稀硫酸不具有吸水性。 (1)装置A中发生反应的化学方程式为 (2)①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是 ②装置C中试剂X应该选用 (填字母)。 a.稀硫酸 b.浓硫酸 c.澄清石灰水 (3)收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NOH溶液的注射器和压强传感器密 封连接，缓慢地将NaOH溶液注入锥形瓶中，采集信息形成图像，如图乙所示。 ①检验图甲装置D中CO2已经集满的方法是 ②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是 ③反应结束后，锥形瓶中的压强保持在40kPa,说明 “答案与解析”见P40 73酸，碳酸使石蕊溶液变红。通过上面分析可知，①②③可 用同一化学原理解释。 3.D根据题干可知，反应①是碳酸钙在高温条件下反应 生成氧化钙和二氧化碳，甲是氧化钙，其化学式为CO,A、 B错误。反应②是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，属于化 合反应，C错误。反应③可能是氢氧化钙与二氧化碳反应 生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为C(OH)2十 CO2=CaCO3￥十HO,D正确。 4.C二氧化碳不能使被石蕊溶液染成紫色的干燥纸花变 红，A错误；CO2一般不助燃，可用于一般可燃物燃烧灭 火，但CO2能支持某些活泼金属燃烧，所以CO2不能用于 一切灭火，B错误：二氧化碳能与多种物质发生化学反应， 是重要的化工原料，常用于生产纯碱、小苏打、化肥、塑料 等，C正确；能使燃着的木条熄灭的还有N2等，D错误。 易错警示 对二氧化碳性质的准确理解 (1)二氧化碳不支持燃烧是相对的，只能说二氧化碳 一般情况下不支持燃烧，如，点燃的镁条在二氧化碳中能继 续燃烧，反应的化学方程式为2Mg十CO,点槛2MEO叶C (2)二氧化碳不能使紫色石蕊变红。将二氧化碳通 入紫色石蕊溶液中，溶液变红，能使石蕊溶液变红的不 是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应生成的碳酸 5.C曲线①中ab段压强迅速增大，是因为迅速注入的蒸 馏水占据了一定体积，气体被压缩，A正确；cd段压强明显 减小，可能是振荡操作使二氧化碳与水充分接触、充分溶 解、充分反应，所以压强明显减小，B正确；曲线③加入水后 压强上升最小，说明注入水的体积最小，故对应的实验是 注人20L蒸馏水，C错误；终点气压高于初始气压的原因 可能是在25℃时，1体积水最多吸收二氧化碳的量小于 1体积，D正确。 6.CCO2的密度比空气大，向集气瓶内通入CO2气体 后，左端丘乓球上升，A、B错误；倒入足量Ca(OH)2溶液， CO2能与Ca(OH)3反应生成CaCO3沉淀和HO,CO2被 消耗，杠杆逐渐恢复原状，C正确；其他条件不变，H2的密 度比空气小，且H不能与Ca(OH)2溶液反应，将CO2换 成H2不会产生同样的现象，D错误。 7.(1)湿润的紫色石蕊纸花变红(2)下层(3)不成立 溶液先变红后变紫O2(4)防止空气与溶液接触 (5)2HSO3+O2=2HS0 〔解析)(1)二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色 石蕊变红。向图甲装置中通入C○2后，二氧化碳接触湿润 的紫色石蕊纸花会反应生成碳酸，则装置A中的现象是紫 色石蕊纸花变红。(2)二氧化碳密度大于空气，不能燃烧 也不支持燃烧，向图甲装置中通入CO2后，CO2先接触到 下层蜡烛，观察到装置C中下层的蜡烛先熄灭。(3)实验 1:将图乙中红色液体继续加热至沸腾，溶液仍为红色，说明 溶液不变为紫色不是因为加热不充分，则猜想1不成立：实 验3：实验结论是猜想2不成立，则溶液不变为紫色与氮气 无关，实验现象是溶液先变红后变紫：实验4：实验结论是 猜想3成立，则溶液不变为紫色与氧气有关，实验操作应是 先通入适量SO2,再改通入氧气，最后用酒精灯微热。 (4)根据猜想，溶液不变为紫色可能与空气中的氮气、氧气 有关，空气中含有氮气和氧气，无法控制单一变量，因此要 避免空气接触试管中的溶液，则图丙试管中植物油的作用 是防止空气与溶液接触。(5)根据结论，溶液不变为紫色 与氧气有关，则亚硫酸(H,SO,)易与空气中的氧气反应生 成硫酸(HSO,),导致溶液不变为紫色。 第2节二氧化碳的实验室制法 1.(1)水槽(2)二氧化碳(3)铁架台不易溶于水 (4)D 〔解析)(2)由于缺少夹持装置，题图中的仪器只能组装出 固液常温型制气装置。由于实验试剂中没有过氧化氢溶 液，则制取气体A的反应是大理石与稀盐酸反应生成二氧 化碳和氯化钙、水，气体A是二氧化碳。(3)题图中还缺少 一种仪器，若补充后就可以制取气体B,结合图中仪器和所 给试剂，可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，因此需补充 的仪器是铁架台；氧气能用排水法收集，是因为氧气不易 溶于水且不与水反应，其中不易溶于水属于氧气的物理性 质。(4)实验室在制取气体时，首先要选择适当的反应，包括 反应物和反应条件，其中试剂要方便易得，条件要相对简单、安 全等；然后根据反应物的状态、反应条件确定发生装置，再根据 气体的性质确定收集装置，最后收集并验证所制得的气体。 2.C二氧化碳能溶于水，所以植物油的作用是防止二氧 化碳溶于水，A正确；量筒内水的体积即为收集的二氧化 碳的体积，所以量筒的作用是测量收集到的二氧化碳气体 的体积，B正确；集气瓶上方的空气会造成收集的二氧化碳 气体不纯，C错误；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排 空气法来收集，D正确。 3.A实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧 化碳，①②中固体试剂放在带孔塑料板上，关闭弹簧夹，固 液接触时反应产生的气体使装置内压强增大，从而将液体 压入长颈漏斗或U形管左侧管内，使固液分离，反应停止； 打开弹簧夹，气体逸出，装置内压强减小，固体试剂和液体 试剂重新接触，反应发生，故①②装置可以随时控制反应 的发生和停止，符合要求：③④中通过上下移动底部有破 洞的试管或粗铜丝，可以随时控制固体试剂和液体试剂的 接触和分离，即能随时控制反应的发生和停止，符合要求， ①②③④都符合题意。 4.(1)集气瓶右侧的导管在锥形瓶内稍露出橡胶塞 反应的化学方程式为CaCO3+2HC1-CaCL+HO+ (2)二氧化碳能溶于水，且能与水反应尽可能排尽集气 CO2个。(2)①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液能与挥发出 瓶底部的空气，使收集到的气体较为纯净(3)I.D 的HC发生反应，所以其作用是吸收HC1气体。②装置 Ⅱ.反应物间的接触面积越大，反应速率越快 C是为了吸收水蒸气，则X应选用具有吸水性的浓硫酸。 〔解析)(3)I.曲线①气压变化得较快，说明生成二氧化 (3)①二氧化碳一般不支持燃烧，验满的方法是在锥形瓶 碳的速率较快，故曲线①表示碳酸钙粉末与盐酸反应，A 瓶口放置燃着的木条，若木条熄灭，则表明已集满。②氢 错误；b点后的气压还在增大，故反应没有停止，B错误；等 氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠，反应过程中消耗二 质量的块状碳酸钙和碳酸钙粉末反应产生的CO2的质量 氧化碳气体，二氧化碳气体减少，锥形瓶内压强减小。 是相等的，C错误。 ③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa,则说明锥形 5.(1)8.8g(2)稀盐酸浓度不断降低(3)80% 瓶内有其他气体剩余，即收集到的二氧化碳气体不纯。 〔解析)(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化 专题特训十常见气体的制取 碳，由图示可知，反应生成二氧化碳的质量是8.8g。 (2)从图中可看出，随着反应的进行，产生二氧化碳的速率 1.(1)前防止生成的气体从长颈漏斗口逸出(2)BE (3)③④C集气瓶口(4)ab 越来越小，原因是稀盐酸浓度不断降低。(3)设石灰石样 解析)（1)组装装置A时，应先放好酒精灯，再固定试管： 品中碳酸钙的质量为x。 装置B中长颈漏斗必须伸入液面以下，防止生成的气体从 CaCO,+2HCI-CaCl +H.O+COz 100 44 长颈漏斗口逸出。(2)用二氧化锰作催化剂，分解过氧化 8.8g 氢溶液制取氧气，在常温下进行，可节约能源；排水法收集 100 x 448.8g x=20g 的氧气比较纯净，故选择装置BE。(3)装置A是用加热固 体的方法制取气体，试管口无棉花团，说明小明选择的试 石灰石样品中碳酸钙的质量分数为公gX10%=80% 剂是氯酸钾和二氧化锰：除装置E外，还可用向上排空气 6.(1)CaCO3+2HC1一CaC2+HO+CO2↑(2)①除 法收集氧气，即选择装置C收集氧气，验满的操作方法是 去CO2中的HC1气体②b(3)①将燃着的木条置于 将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃。 锥形瓶瓶口，木条熄灭②CO2与NaOH反应，使锥形瓶 (4)氧气的密度比空气大，所以用装置F收集氧气时，氧气 中CO2气体减少，压强变小③收集到的CO2气体不纯 应从长管进：若将装置F中装满水，用排水法收集氧气时， 〔解析)(1)装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳， 则氧气应从短管进，水从长管出。 易错警示 实验室制取氧气的注意事项 方法 操作 目的 ①用高锰酸钾制取氧气时，应在试管口放一团 防止加热时试管内的粉末状物质随气流进入导 棉花 管，堵塞导管 ②伸入试管内的导管不宜过长 有利于气体排出 ③试管口应略向下倾斜 防止冷凝水回流到热的试管底部，引起试管炸裂 加热高锰酸钾 ④给试管加热时先均匀加热，再集中加热 防止试管受热不均而破裂 或氯酸钾 ⑤用排水法收集时，应等气泡连续均匀冒出时 (加二氧化锰) 防止因收集过早而使氧气不纯净 再收集 ⑥用向上排空气法收集时，导管口应接近集气 有利于排尽集气瓶内的空气，收集到较纯净的 瓶底部 氧气 ⑦用排水法收集氧气实验完毕后，应先从水槽 防止水槽中的水倒流入热的试管，引起试管 中撤出导管，再熄灭酒精灯 炸裂 过氧化氢溶液 ①发生装置中的长颈漏斗末端的管口要插入液 防止产生的氧气从长颈漏斗口逸出 (加二氧化锰) 面以下 分解 ②伸进容器中排气的导管不宜过长 有利于气体排出 41