6.3 二氧化碳的实验室制取(深度学习辅导讲义)化学新教材人教版九年级上册
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内容正文:
第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
实验室制取二氧化碳的化学反应原理1
1.试剂的选择
实验试剂
实验现象
分析
稀盐酸与块状大理石
产生气泡,速率适中
反应速率中,便于气体收集,且原料廉价易得
浓盐酸与块状大理石
剧烈反应,迅速产生大量气泡,并伴有白雾
浓盐酸具有挥发性,会使收集到的气体中混入较多的HCl气体杂质;盐酸浓度大,反应速率太快,不易收集
稀硫酸与块状大理石
刚开始时产生气泡,后来速率减慢并逐渐停止
稀硫酸与大理石(或石灰石)中的碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙覆盖在大理石(或石灰石)的表面会阻碍反应的进一步进行
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)
剧烈反应,迅速产生大量气泡
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)反应的速率太快,不便于收集
通过上述对比实验可知,实验室常用稀盐酸和大理石(或石灰石,主要成分都是碳酸钙,化学式为CaCO3)反应来制取二氧化碳。
2.反应原理的确定
综合考虑,实验室制取二氧化碳的反应原理为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
【易错提醒】药品选择原则
1. 反应速率适中
太快则气体来不及收集、不易控制;太慢则课堂时间内制不满一瓶。
制CO₂不用碳酸钠粉末(反应太快),也不用稀硫酸(生成微溶的CaSO₄覆盖在大理石表面,反应很快停止)。
2. 产物纯净、易分离
制CO₂用稀盐酸不用浓盐酸(浓盐酸挥发出HCl气体,使CO₂不纯)。
3. 原料易得、安全、廉价
制CO₂用大理石(或石灰石)和稀盐酸,原料常见、成本低。
实验室制取二氧化碳的装置2
1.实验室制取气体的装置确定
(1)确定气体发生装置
实验室常见的气体发生装置见下图,相关的选择依据见下表:
反应物的状态
反应条件
发生装置
固体与固体
加热
I固固加热型
固体与液体
常温
Ⅱ固液常温型
示例:
制取原理
反应物的状态
反应条件
二氧化碳
稀盐酸与石灰石(或大理石)反应
稀盐酸为液体,石灰石(或大理石)为固体
常温
氧气
高锰酸钾分解
高锰酸钾为固体
加热
过氧化氢分解
过氧化氢为液体
常温,有二氧化锰作催化剂
【易错提醒】
①长颈漏斗必须液封:长颈漏斗下端管口要完全浸没在液面以下,否则生成的CO₂会从漏斗上端直接逸出,无法收集到足量气体。
②发生装置导管不能过长:锥形瓶内的导管只需刚露出橡胶塞即可,若伸入液面以下,瓶内气体无法顺利导出,会将液体直接压向收集装置。
(2)确定气体收集装置
示例:
气体的密度与空气的比较(大或小)
是否溶于水,是否与水反应
二氧化碳
相同条件下,二氧化碳的密度比空气的大
能溶于水,与水反应
氧气
相同条件下,氧气的密度比空气的略大
不易溶于水,也不与水反应
【易错提醒】
①收集装置导管必须伸底:集气瓶内的导管要一直伸到瓶底,才能完全排尽瓶内原有空气,避免收集到的CO₂纯度不足。
②收集方法不能选错:CO₂能溶于水且密度远大于空气,绝对不能用向下排空气法收集,也不能直接用排水法收集,必须采用向上排空气法。
2.制取二氧化碳的装置
根据制取二氧化碳的反应物的状态、反应条件和二氧化碳的性质等方面的因素,结合实验室氧气的制取,可选择如图所示装置来制取二氧化碳。
3.制取二氧化碳的实验步骤
4.二氧化碳的检验、验满与存放
用品或放置方法
装置图
方法或注意事项
检验
澄清石灰水
将被检验的气体通入澄清石灰水中如果澄清石灰水变浑浊证明该气体为二氧化碳,否则不是
验满
燃着的木条
将燃着的木条放在收集二氧化碳的集气瓶口如果木条熄灭证明已收集满,否则未满
存放
正放在桌面上
收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片盖住(毛面向下),正方在桌面上
【易错提醒】
①验满操作不能伸瓶内:验满时必须将燃着的木条平放在集气瓶口,不能伸入瓶内,否则即使瓶内未集满,木条也可能因接触瓶内中上部的CO₂提前熄灭,造成误判。
②不能用燃着木条检验CO₂:能使燃着木条熄灭的气体不只有CO₂,氮气、稀有气体等也能实现该现象,检验CO₂必须将气体通入澄清石灰水,以石灰水变浑浊作为唯一判定依据。
制取二氧化碳的化学反应原理1
典例1(25-26八年级下·山东烟台·期末)选择制取二氧化碳的反应原理时,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1在实验室中用下图A装置制备并收集二氧化碳,下列说法正确的是
A.改成粉末状石灰石可以增加二氧化碳的质量
B.可用稀硫酸替代稀盐酸进行实验
C.关闭弹簧夹可以让反应停止
D.收集满一瓶后,图B所示盖上毛玻璃片,可以减少二氧化碳的逸散
变式2某实验小组开展探究活动,寻找实验室制取的最佳反应试剂。
该小组利用等质量的块状大理石和碳酸钠粉末,分别与过量且等pH、等体积的稀盐酸和稀硫酸进行四组实验:①大理石和稀盐酸②大理石和稀硫酸③碳酸钠和稀盐酸④碳酸钠和稀硫酸。实验过程中,利用传感器测得浓度随时间变化的曲线如下图。
资料:市售块状大理石的单价低于碳酸钠粉末。
回答下列问题:
(1)实验③的化学反应方程式是______________________________________,为得到平稳的气流,实验室宜选择的发生装置是________(填标号)。
A. B. C.
(2)曲线b代表实验________(填序号)。
(3)反应初期,大理石和稀盐酸反应生成的速率比碳酸钠和稀盐酸的慢,反应结束,大理石和稀盐酸反应生成的总量比碳酸钠和稀盐酸的多。原因是______________________________。
(4)综上,实验室制取的最佳反应试剂是________,理由是_________________________。
制取二氧化碳的装置2
典例1(2026·山东济宁·二模)如图是实验室制取气体的几种常用装置(部分夹持仪器已省略),请回答下列问题。
(1)实验室制取二氧化碳发生反应的化学方程式为_______,选用的发生和收集装置是______(填标号)。
(2)检查装置B气密性的操作是用弹簧夹夹紧乳胶管,______,说明装置不漏气。
(3)检验二氧化碳收集满的方法是_______。
变式1(2026·湖南长沙·期末)如图为某同学设计的制取CO2,的发生装置,没有“控制反应发生和停止”作用的是( )
A. B. C. D.
变式2(26-27九年级上·吉林松原·阶段检测)某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。结合下图回答有关问题:
请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)图中标号的仪器名称①___________,②___________。
(2)在实验室中制取二氧化碳选用的制取装置是_____,B装置中②的作用是___________________ ,若要控制反应速率可以将②换成______________ 。
(3)已知NH3极易溶于水且能与水反应,密度比空气小,实验室可用固体氢氧化钙固体和氯化铵固体加热来制取NH3,发生装置应选择______,若用F装置收集NH3,油层的作用是_________。若用装置G收集氨气,应从____端通入(选填“左”或“右”)。
制取二氧化碳的实验操作3
典例1(2026·广东东莞·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
变式1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
变式2(26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)请你根据所学知识并结合下图所示装置回答有关问题:
(1)写出仪器a的名称___________。
(2)写出实验室用固体纯净物制取氧气的化学方程式___________。
(3)用A、D装置制取氧气的过程有多步操作,其中的两步操作为:①点燃酒精灯,进行加热。②将导管伸入盛满水的集气瓶。①在②___________(填“之前”或“之后”)相对合理。
(4)可用装置B作为实验室制取二氧化碳发生装置,注射器C与装置B相连可用于检查装置B的气密性,步骤如下:
a.向锥形瓶中加入少量水至浸没长颈漏斗下端管口处。
b.将注射器C用橡胶管连接到装置B的导管口处。
c.缓慢拉动注射器C的活塞,观察到___________,说明装置B的气密性良好。
(5)实验室用B装置制取CO2,收集该气体时,发生装置与E装置______(填m或n)端相连。
二氧化碳的检验与验满4
典例1(2026·河南驻马店·模拟预测)实验室选用下列仪器制取气体,并探究某气体的性质。
(1)若用A装置制取氧气,请写出试管内发生反应的化学方程式。
(2)若将B、C连接,制取二氧化碳并检验其性质。
①请写出B装置内发生反应的化学方程式________;
②若实验过程中,观察到石蕊溶液变红,但澄清石灰水没有变浑浊,推测可能的原因是什么?________
变式1用大理石和稀盐酸制备二氧化碳,下列实验及操作正确的是( )
A.加入大理石 B.取用稀盐酸
C.收集并验满 D.检验气体
变式2(2026·陕西西安·期末)如图1是实验室常见的气体制备装置。
(1)写出标有字母a的仪器名称: 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时,应选择的气体发生装置是 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(3)用图2装置检验CO2,装置中的无色溶液应是 ,检验时,气体应从 (填“b”或“c”)端通入。
实验室里制取气体的一般思路和方法5
典例1(2026·山东德州·一模)根据如图所示装置回答问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)用高锰酸钾制取较纯净的氧气,选择的发生和收集装置组合是______,其化学方程式是_____。
(3)实验室选用C装置制取二氧化碳,能控制反应的发生和停止,多孔隔板上盛装的药品是____,其化学方程式是___________;而C装置用过氧化氢制取氧气却达不到控制反应的发生和停止效果,原因是___________。
(4)下列说法错误的是______(填字母,可多选)。
A.用装置A制取气体,试管口略向下倾斜
B.用装置B制取气体,长颈漏斗下端插入液面以下
C.用装置A、D制取并收集气体,结束时先熄灭酒精灯再撤离导管
D.用装置G装满水收集氧气,气体从a口进
变式1实验室制取气体的常用装置如图,下列说法正确的是( )
A.装置①可以较好地控制反应速率
B.装置①和④组合可以用来制取氧气
C.装置①和②组合可以用来制取氢气
D.装置③和④都可以用来收集二氧化碳
变式2(2026·湖北襄阳·期末)如图是中学化学实验中常用的一些装置,请回答下列问题:
(1)①实验室用B装置制取CO2时,装入块状石灰石的操作方法是 ;
②收集CO2不选用C装置的理由是 。
(2)通常情况下氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气体,密度比空气大。实验室用固体高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,若用F装置收集氯气,则气体应从图中的 (选填a或b)端进入,收集到的氯气中含有的杂质气体是 。
二氧化碳的制取与性质探究实验综合6
典例1(2026·江苏苏州·期末)某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制CO2。
①应选用的另一种试剂是 (填名称)。
②用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到仪器有 (填字母)。
(2)如图2所示,进行验证CO2能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为 。
②通入CO2后可观察到的现象为 。
(3)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧 B.碳酸钠与稀硫酸反应
C.石灰石高温分解 D.CO与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取CO2的是 (填字母)。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是 (写两条)。
(4)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗?如图3,向三颈烧瓶中持续通CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图4所示。
①图3中,通CO2导管的末端应处于 (填“A”或“B”)位置。
②图4所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为 。
变式1(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)根据下图,完成下列有关二氧化碳制取和性质的实验问题。
(1)根据上图回答问题:
①仪器a在此实验中的用途是_________________________;
②正确实验过程中装置B中观察到的现象为_________________________________________;
③检验生成这种气体的方法为________________________________;其反应的化学方程式为______________________________________;
(2)若要用C装置探究二氧化碳的一条物理性质,导管口应放在哪个位置_______(填“1”或“2”),同时还可以体现二氧化碳________________的化学性质,使烧杯内的蜡烛火焰熄灭,所利用的灭火原理是:____________________________________。
变式2(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)实验室现有石灰石、稀盐酸、紫色石蕊溶液、火柴、镊子等实验用品以及下列仪器,请回答下列问题:
(1)甲和乙是已脱落标签的两瓶试剂,丙和丁是其脱落的标签,标签丁应贴在__________(填“甲”或“乙”)试剂瓶上。
(2)仪器C的名称是____________。
(3)实验室制取二氧化碳时发生反应的化学方程式为_____________________,不需要选择的仪器是__________(填字母)。
(4)选择适合的仪器制取二氧化碳时,需先检查装置的气密性,确认装置不漏气后,接下来需要进行的下列操作中,由先到后的合理顺序是__________(填字母)。
a.检查集气瓶中是否已收集满二氧化碳
b.用镊子向锥形瓶中加入石灰石后塞紧橡胶塞
c.沿长颈漏斗加入适量稀盐酸,并开始收集二氧化碳
d.用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶,备用
(5)探究二氧化碳的性质
实验一:取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。向第一朵纸花喷水(如图1),可以观察到纸花仍为紫色;将第二朵纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中(如图2),可以观察到纸花仍为紫色;将第三朵纸花喷上水后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中(如图3),可以观察到纸花变为___________色。由上述现象可以得出的结论是:二氧化碳___________。
实验二:将收集到的二氧化碳慢慢倒入烧杯中(如图4),会观察到___________(填“高”或“低”)处的蜡烛先熄灭,据此可以得出二氧化碳的物理性质是__________________。
实验室制备气体的思维模型1
核心是建立“性质→原理→装置→操作”的闭环逻辑链,跳出“背装置、记步骤”的机械记忆,用物质性质反推全流程设计,实现陌生气体制备题零失分。
1.反应原理的“三维筛选”
可行性维度:反应必须能持续平稳生成目标气体,排除生成微溶物覆盖反应物、反应速率爆炸式失控的选项,比如制CO₂弃用稀硫酸、碳酸钠粉末。
纯度维度:反应物不能引入大量难除杂质,比如弃用浓盐酸是为了避免HCl混入CO₂,保证后续检验现象正常。
成本安全维度:优先选廉价易得、反应条件温和的药品,避开需要高温高压、产生剧毒副产物的方案,贴合实验室操作场景。
2.发生装置的“变量迁移思维”
跳出“固固加热型、固液不加热型”的刻板分类,用两个变量直接推导任意陌生气体的发生装置:
变量1:反应物状态 → 决定装置是否需要加热、试管口朝向等基础结构。
变量2:反应速率可控性需求 → 从“简易试管装置→长颈漏斗→分液漏斗→多孔隔板启普发生器类装置”逐级升级,按需实现“随时启停、控制滴速、平稳产气”的功能。
进阶点拨:遇到硫化亚铁和稀硫酸制H₂S这类陌生固液反应,直接用该逻辑快速匹配装置。
3.收集与净化的“性质映射思维”
利用气体的物理、化学性质推导收集、除杂、干燥全流程,不用死记硬背收集方法:
收集方法:密度与空气的相对大小→排空气法的进出气方向;水溶性、是否与水反应→排水法适配性;密度与空气接近的气体直接排除排空气法。
净化顺序:先除杂后干燥,洗气装置严格遵循“长进短出”,检验水的无水硫酸铜必须放在所有溶液洗气装置之前,避免后续操作带出水蒸气干扰检验。
万能瓶进阶:同一套多功能瓶,通过改变进出口方向,可同时实现向上排空气、向下排空气、排水集气、量气等功能。
(1)排空气法收集气体(如图1):
密度大于空气的气体(如O2、CO2),从a端通入;密度小于空气的气体(如H2),从b端通入。
注:检验CO2已集满的方法是将燃着的木条放在b端导管口,若木条熄灭,证明CO2已集满。
(2)排水法收集气体(如图2):气体从d端通入,水从c端排出。
(3)测定气体体积(如图3):进入量筒中水的体积即为收集气体的体积。若用该装置测定CO2的体积,需要在水面上方加一层植物油(目的是防止CO2溶于水)。液面上方的空气对测定结果无影响。
4.中考压轴题的“反套路破局思维”
中考常考的“陌生气体制备+性质验证+尾气处理”综合题,用三步法直接拆解:
先从题干提取陌生气体的3条核心性质:溶解性、是否与空气反应、毒性,直接锁定收集和尾气处理方案。
按“发生→除杂→干燥→性质验证→尾气处理”的顺序串联装置,每一步都用性质解释接口连接逻辑。
异常现象反推:比如澄清石灰水检验CO₂始终不变浑浊,直接反向排查“盐酸挥发带HCl、石灰水变质、装置气密性差”三类核心原因,形成完整证据链。
◆能力强化练
1.(25-26九年级下·福建厦门·期中)实验室制取并检验二氧化碳性质的过程中,涉及如下操作,正确的是
A.制取CO2 B.收集CO2
C.验证CO2已集满 D.证明CO2的密度比空气大
2.(2026·广东汕头·一模)下列关于制取并检验二氧化碳的操作正确的是
A.检查气密性 B.加入试剂
C.收集气体 D.检验气体
3.(26-27九年级上·上海·期中)对“实验室选用大理石和稀盐酸,而不选用其他途径来制取二氧化碳”的分析,正确的是________。
A.选用“大理石和盐酸”的优点之一,是因为反应条件相对简单
B.不选用“煤炭燃烧”,是因为煤炭燃烧需要氧气,可能导致二氧化碳不纯
C.不选用“呼吸作用”,是因为呼吸作用反应速率太慢,且呼出的气体中含多种气体
D.不选用“氧化铜和碳反应”,是因为该反应需要高温条件,操作复杂
4.(2026·山西临汾·三模)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
5.(25-26八年级下·山东东营·期末)兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器并测得实验过程中试管内气体压强变化情况如下图。下列说法正确的是
A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与盐酸脱离接触
C.c点的对应操作是关闭弹簧夹 D.d点以后反应停止,不再产生气体
6.(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)实验室常用如图所示装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器①的名称是______;
(2)选择装置C作实验室制取二氧化碳的发生装置,装置C中存在的一处错误是__________________。
(3)实验室用装置B作为制取二氧化碳的发生装置,优点是__________________;发生反应的化学方程式是__________________;只能选择装置D收集二氧化碳,这是因为二氧化碳具有___________的性质;验满的方法是__________________。
(4)甲烷是最简单、难溶于水且密度比空气小的有机物类气体,实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取较纯净的甲烷应选用的发生、收集装置是______(填序号)。
7.(25-26九年级上·广西南宁·阶段检测)依据下列实验装置回答问题。
(1)仪器a的名称是_____________。
(2)实验室也可选择B和C装置制取二氧化碳,相较于B装置,C的优点是_____________。检验二氧化碳常用的试剂是_________,反应的化学方程式为_________________________。
(3)将纯净干燥的CO2缓慢通入装置G,观察到的现象有:a.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;b.塑料瓶内___________________________,根据上述现象,可得出CO2具有的性质是______________________。
(4)已知SO2是无色有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水,可以用亚硫酸钠粉末和浓硫酸在常温下反应得到,实验室制取并收集SO2的装置组合为_________(填字母序号)。
8.(2026·江西上饶·二模)根据下列仪器或装置回答问题。
(1)写出仪器①的名称:______。
(2)既可制取氧气又可制取二氧化碳的发生装置是______(填字母);实验室用该装置制取氧气的化学方程式为__________;装置或均可用于制取二氧化碳,与相比较,装置的优点是__________。
(3)装置可替代气体收集装置,步骤如下:①将装置正放 ②瓶中注满水 ③氧气从______(填“”或“”)端通入,用装置和装置______(填序号)组合可收集并测量氧气体积。
(4)实验室制取气体时,下列因素中需要考虑的是______(多选题,填字母序号)。
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,安全可靠无污染
D.所要制取气体的颜色
9.(25-26八年级下·黑龙江鸡西·期末)实验室常用的气体制取装置如图所示,请回答。
(1)写出①仪器的名称:_________。
(2)实验室用B或C制取二氧化碳的化学方程式为____________________;选用B装置制取气体的优点是____________________,选用C装置制取气体的优点是________________。
(3)某同学利用空塑料输液袋收集二氧化碳(如图G),验满时,把燃着的木条放在玻璃管_____(填“a”或“b”)端,如果熄灭则满了。
(4)通常情况下,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。实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气,可以选用的发生装置是________(填图中的字母,下同),收集装置是_______。
(5)小组同学利用所学知识在塑料大棚里安装二氧化碳发生器。为利于二氧化碳扩散,便于植物叶片吸收,应将发生器多点位放置在植株的______(填“上方”或“下方”)。
10.(25-26八年级下·山东德州·阶段检测)根据下列实验装置图,回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称①_______,②_______。
(2)若实验室用B装置制取CO2,该反应的化学方程式为_________________________;若使用B装置制取气体时,应注意长颈漏斗的下端_______,收集CO2只能选用_______装置,原因是_____________________。
(3)若制取二氧化碳可使用装置B或装置C作为发生装置,装置C相较于装置B的优点是________________。
(4)硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的无色气体,密度比空气大,能溶于水。实验室常用块状的硫化亚铁与稀硫酸混合得到硫化氢气体。若采用上述装置制取一瓶硫化氢气体,可以选择的制取装置组合为_______(写一组即可)。
◆综合拔高练
11.(25-26八年级下·山东日照·期中)化学兴趣小组的同学在实验室里制取二氧化碳并进行有关性质实验:
(1)小组同学设计了4种实验室制取CO2方案并进行实验。
实验编号
试剂
实验现象
a
粉末状碳酸钠和稀盐酸
反应速率极快,瞬间产生大量气泡
b
块状大理石和稀硫酸
反应初期产生少量气泡,很快反应_______
c
块状大理石和稀盐酸
反应速率_________,持续产生气泡
d
粉末状大理石和稀盐酸
反应速率极快,瞬间产生大量气泡
结合上表实验现象,选取实验室制取CO2的最佳方案是_____。(填实验编号)
(2)兴趣小组的同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取并探究二氧化碳的性质(如图)。
①利用甲装置制取二氧化碳。连接好仪器后,接下来的操作是________。
②观察到乙装置内紫色石蕊溶液变红的原因,用化学方程式表示_________。
③观察到丙装置内的现象是________。
(3)兴趣小组对CO2的性质实验进行了创新,如图塑料瓶内壁上贴的是用紫色石蕊溶液浸泡过的纸花,其中b处是干燥的纸花,a、c两处是湿润的纸花。
①一段时间后,观察到纸花的现象是______,b处纸花不变色。
②蜡烛从________依次熄灭,说明CO2具有的性质是______。
12.(25-26八年级下·山东淄博·期末)实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸,以及下列仪器。
查阅资料得到:易溶于水。微溶于水,生成时易在固体表面形成膜状。
请使用上述试剂或仪器回答下列问题:
(1)①甲同学选用装置A制备,化学方程式为________________。欲收集一瓶较纯净的,收集装置最好选用_________(填序号)。
②仪器a的名称是_________。乙同学制备选用发生装置_______(填字母),实验室制备的化学方程式为______________。实验室制备选用稀盐酸而不用稀硫酸的原因_________________。用装置D收集气体,将导管伸入瓶底的目的是________________。
(2)小明选用片状的鸡蛋壳和食醋反应来制取二氧化碳,并利用矿泉水瓶、玻璃杯、橡皮塞、导管、止水夹等组装了如图所示甲、乙气体发生装置。
①比较图2中甲、乙装置,甲装置的优点是_______(填字母)。
A.反应过程中可以添加固体药品
B.可以控制反应的发生与停止
②将产生的依次通入如图3所示的装置中,观察到丙中现象为_____________;丁中___________,说明密度比空气大。
13.(2026·海南儋州·一模)在实验室制取常见气体是中学化学必备的实验技能,某实验小组利用如下仪器开展气体制备的实验探究活动。根据下列实验装置图回答问题:
(1)仪器a的名称是_________。
(2)实验室用高锰酸钾制取O2应选择的气体发生装置和收集装置是_________(填序号),在使用这套装置制取时,如何判断氧气已经收集满了,写出操作步骤及现象_________。
(3)实验室通常用于制取CO2的化学反应方程式是_________。
(4)实验小组的同学准备制取CO2时,发现实验室中的酸已经用完,查阅资料后发现可以用柠檬酸、草酸替代,这两种酸是否可用于实验室制取CO2呢?实验小组开展如下探究活动。
①配制溶液。分别配制pH约为1的柠檬酸溶液和草酸溶液。
②探究能否制取CO2。按如下实验方案开展实验,将实验方案补充完整。
甲组
乙组
操作
现象
固体表面有较多气泡产生,开始速率较快,后逐渐趋于稳定,并能持续较长时间,澄清石灰水_________。
固体表面有少量气泡产生,后气泡逐渐减少,速率明显减慢,澄清石灰水_________。
结论
有CO2产生,反应速率适合,能用于制取CO2。
有CO2产生,反应速率太慢,不能用于制取CO2。
③原因分析。草酸能够和大理石反应,但速率明显比柠檬酸慢很多,猜测可能的原因是_________。
④小明查阅资料时发现,加入AlCl3能够加快柠檬酸与大理石反应的速率,设计一个实验,用数据证明上述说法是否正确_________。
14.(2026·山西阳泉·三模)实验室常用以下装置制备和收集少量气体。
I .KMnO4 制取 O2
(1)写出仪器名称①______________。
(2)化学方程式为__________________________。
(3)若用 E 收集气体,则 O2 应从_______________端(“a”或“b”)通入。
II .石灰石制取 CO2
(4)为了获得平稳气流,发生装置适宜选择_____________。(填“A”“B”或“C”)
(5)利用如图所示装置进行实验。加入一定量稀盐酸后,关闭活塞。一段时间后,注射器稳定,刻度示数为8mL。有同学认为实际产生CO2气体体积应小于8mL ,其理由是____。
III.制备氨气
(6)实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气,制取氨气的发生装置应选用________装置;能用F 装置收集,说明氨气具有的物理性质是________。
15.(25-26九年级上·宁夏银川·期末)探究“二氧化碳的实验室制取与性质”。
实验方法:先制取二氧化碳,再验证二氧化碳的性质。
(1)实验原理:实验室制取二氧化碳的化学方程式为_______。
(2)实验装置:图中a的仪器名称是_______,实验的发生和收集装置是_______(填字母),验满二氧化碳的方法是_______。
(3)实验现象与解释:当二氧化碳气体通入F装置后,现象是_______。按图G进行实验,观察到两支燃着的蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有的一条化学性质是_______。
【问题与思考】
(4)有同学认为按F装置进行实验无法证明二氧化碳与水反应,要证明二氧化碳能与水反应,还需补充一个实验是_______。(简要描述实验步骤和现象)
(5)确定实验室制取气体的化学反应原理时,需要考虑的因素是_______(填字母)。
A.反应的速率快慢 B.产生的气体是否纯净
C.实验操作是否安全简单 D.气体的颜色、密度和溶解性
16.(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)某兴趣小组对蛋壳中碳酸钙含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定?
【查阅资料】蛋壳的主要成分是,其它成分对实验的影响忽略不计。浓硫酸具有吸水性;碱石灰是和的混合物,可与、反应。
【进行实验】
实验一:如何选择药品
将蛋壳洗净、干燥、并捣碎后放入图①锥形瓶中,通过注射器加入稀盐酸、采集数据。
(1)图①锥形瓶中反应的化学方程式为_______________________________。
(2)图①装置注射器的优点是______________________________________。
实验二:设计装置——通过测量生成的体积来计算蛋壳中碳酸钙含量
(3)图②装置中连通管的作用是:__________________________,若无“植物油”,测定的碳酸钙含量_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若图②中量气管起始读数为,加入稀硫酸的体积为;待反应结束后,量气管最终读数为,则反应生成的体积为__________________mL。
实验三:设计装置——通过测量生成的质量来计算蛋壳中碳酸钙含量
(5)该实验中反应前后均需通一段时间氮气,反应后通入氮气的目的是_____________________________。
(6)图③中若无B装置,测定的碳酸钙含量_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
17.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)松松和南南同学在实验室选用下列装置制取气体并探究其性质,请回答下列问题。
Ⅰ.松松同学制取二氧化碳并验证其性质。
(1)实验室制取的化学反应方程式为_____,可以选择的实验装置组合为______(填序号),向②中添加稀盐酸至_____(填“a”或“b”)处。
(2)利用图C装置可以完成的实验有______(填字母)。
a.收集:气体从端通入
b.检验:瓶内装有澄清石灰水,从端通入
c.干燥:瓶内装有浓硫酸,气体从端通入
(3)利用下图装置验证的性质,烧杯中的蜡烛自下而上依次熄灭,能得到的物理性质是_____。玻璃管中的实验现象是______,该现象说明二氧化碳具有的化学性质是______(用化学方程式表示)。
Ⅱ.跨学科实践活动:二氧化碳自动补给装置。
兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理,还设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。
(4)由下图可推知,此反应的发生和停止与A瓶内的______(选填“压强”或“温度”)有关。为了水草更好的生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口延伸到水草缸_______的位置(选填“1”“2”或“3”)。若停止向水草鱼缸补给二氧化碳,一段时间后鱼缸内水的酸性会_______(填“增强”或“减弱”)。
Ⅲ.南南同学用下图装置模拟产生的温室效应,在左侧瓶中盛放二氧化碳,右侧瓶中盛放空气。
(5)实验时,观察到食用油的液面变化情况为______(选填“左高右低”或“左低右高”),即可证明是产生温室效应的气体。为了减少大气中的,你能做到的一种低碳行动是_______。
18.(25-26八年级下·上海杨浦·期末)二氧化碳型蚊虫诱捕装置借助诱蚊剂吸引蚊虫趋近,进而运用主体捕蚊设备实施诱捕,以此达成预防蚊虫传播疾病之目的。
任务一:探究诱蚊原理
(1)诱蚊剂中含有酵母和蔗糖。酵母发酵产生CO2,检验CO2的方法是_____。
(2)在封闭空间内,诱蚊剂持续低量产生CO2,对蚊虫的诱导效应较好,其设计思路是仿生人体的______作用。从微观角度分析,CO2可扩散的原因是_____。
任务二:自制简易蚊虫诱捕器
(3)为寻找合适的原料,实验小组利用家中常见的物质进行实验,现象记录如表。
纯碱(碳酸钠)
鸡蛋壳(含碳酸钙)
白醋
反应过快,混杂醋味
缓慢释放气体,混杂醋味
柠檬酸
反应过快
缓慢释放气体,无异味
根据记录,选择自制家用CO2诱蚊剂的最佳原料是______,理由是______。
(4)如图是实验室制取气体的发生装置,为了持续低量产生CO2,最适宜的是_____。(填字母)
A. B. C.
(5)如图是利用家中常见物质自制的简易蚊虫诱捕器组件。
①装置F收集CO2的方法是______;导管是否一定要伸入到塑料瓶底部,请说明理由______。
②装置D与装置E在控制反应开始与结束的工作原理上是否相同,请说明理由______。
◆中考真题练
19.(2026·山东东营·中考真题)实验室制取二氧化碳,有时需改进反应装置达成实验目的。下列改进不能达成目的是( )
A.为能制取更多气体
B.为能随时添加固体试剂
C.为能控制反应速率
D.为能控制反应发生或停止
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.(2025·上海·中考真题)实验室用块状石灰石与稀盐酸制取CO2的装置如图(a)所示,下列说法中正确的是( )
A.为产生更多的CO2将块状石灰石研磨成粉末
B.为得到更纯的CO2,用稀硫酸替代稀盐酸
C.实验中为暂停反应,在K处添加弹簧夹并夹紧
D.集满CO2后如图(b)所示放置可减少其逸出
22.(2026·山东·中考真题)某小组用如图装置(夹持装置已略去),制取一瓶干燥的CO2,并验证CO2的相关性质。
已知:单向阀中的气体或液体只沿“→”方向流动
(1)B中试剂能除去CO2中的少量HCl,其中多孔球泡的作用为 。
(2)C中除去的物质为 (填化学式)。
(3)实验过程中,E中溶液变浑浊,反应的化学方程式为 。
(4)利用如图装置模拟太阳光持续照射集气瓶D和F(均连接温度传感器),温度随时间变化如图所示,表示CO2的曲线为 (填“①”或“②”)。请基于碳中和理念,结合本实验,谈一谈在生活中如何落实低碳行动?
23.(2026·黑龙江·中考真题)如图是实验室制取某些气体的装置。请据图回答问题。
(1)实验室制取CO2的化学方程式为 。检验二氧化碳的方法是 。
(2)氨气(NH3)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。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气,实验室制取氨气的发生装置可选用 (填字母)装置,若用F装置收集氨气,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(3)B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下,其目的是 。
24.(2026·江苏无锡·中考真题)项目小组对CO2的制取与性质进行探究。
【查阅资料】电导率能衡量溶液导电能力大小。
相同条件下,离子浓度(单位体积溶液中的离子总数)越大,电导率越大。
实验1:实验室利用大理石和稀盐酸制取CO2(见图1)。
实验2:向500mL超纯水中持续通入CO2,测得电导率随时间的变化如图2中曲线①所示。
实验3:向500mL超纯水中加入1gCaCO3,再持续通入CO2,测得电导率随时间的变化如图2中曲线②所示。
(1)写出实验1中制取CO2的化学方程式: 。为除去CO2中的HCl气体,装置B中可选用的试剂是 (填“NaOH溶液”或“饱和NaHCO3溶液”)。
(2)实验2中,电导率一段时间后几乎不再发生变化,原因是 。
(3)实验3通CO2前,电导率出现一段突跃,说明难溶的CaCO3出现微弱的溶解,起导电作用的阳离子是 (填离子符号)。
(4)对比曲线①、②可推知的结论是 。
25.(2025·甘肃武威·中考真题)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误 ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
26.(2026·四川宜宾·中考真题)某实验小组开展探究活动,寻找实验室制取的最佳反应试剂。
该小组利用等质量的块状大理石和碳酸钠粉末,分别与过量且等pH、等体积的稀盐酸和稀硫酸进行四组实验:①大理石和稀盐酸②大理石和稀硫酸③碳酸钠和稀盐酸④碳酸钠和稀硫酸。实验过程中,利用传感器测得浓度随时间变化的曲线如下图。
资料:市售块状大理石的单价低于碳酸钠粉末。
回答下列问题:
(1)实验③的化学反应方程式是______________________________________,为得到平稳的气流,实验室宜选择的发生装置是________(填标号)。
A. B. C.
(2)曲线b代表实验________(填序号)。
(3)反应初期,大理石和稀盐酸反应生成的速率比碳酸钠和稀盐酸的慢,反应结束,大理石和稀盐酸反应生成的总量比碳酸钠和稀盐酸的多。原因是______________________________。
(4)综上,实验室制取的最佳反应试剂是________,理由是____________________。
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第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
实验室制取二氧化碳的化学反应原理1
1.试剂的选择
实验试剂
实验现象
分析
稀盐酸与块状大理石
产生气泡,速率适中
反应速率中,便于气体收集,且原料廉价易得
浓盐酸与块状大理石
剧烈反应,迅速产生大量气泡,并伴有白雾
浓盐酸具有挥发性,会使收集到的气体中混入较多的HCl气体杂质;盐酸浓度大,反应速率太快,不易收集
稀硫酸与块状大理石
刚开始时产生气泡,后来速率减慢并逐渐停止
稀硫酸与大理石(或石灰石)中的碳酸钙反应生成微溶物硫酸钙,覆盖在大理石(或石灰石)的表面,会阻碍反应的进一步进行
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)
剧烈反应,迅速产生大量气泡
稀盐酸与碳酸钠粉末(或纯碳酸钙)反应的速率太快,不便于收集
通过上述对比实验可知,实验室常用稀盐酸和大理石(或石灰石,主要成分都是碳酸钙,化学式为CaCO3)反应来制取二氧化碳。
2.反应原理的确定
综合考虑,实验室制取二氧化碳的反应原理为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
【易错提醒】药品选择原则
1. 反应速率适中
太快则气体来不及收集、不易控制;太慢则课堂时间内制不满一瓶。
制CO₂不用碳酸钠粉末(反应太快),也不用稀硫酸(生成微溶的CaSO₄覆盖在大理石表面,反应很快停止)。
2. 产物纯净、易分离
制CO₂用稀盐酸不用浓盐酸(浓盐酸挥发出HCl气体,使CO₂不纯)。
3. 原料易得、安全、廉价
制CO₂用大理石(或石灰石)和稀盐酸,原料常见、成本低。
实验室制取二氧化碳的装置2
1.实验室制取气体的装置确定
(1)确定气体发生装置
实验室常见的气体发生装置见下图,相关的选择依据见下表:
反应物的状态
反应条件
发生装置
固体与固体
加热
I固固加热型
固体与液体
常温
Ⅱ固液常温型
示例:
制取原理
反应物的状态
反应条件
二氧化碳
稀盐酸与石灰石(或大理石)反应
稀盐酸为液体,石灰石(或大理石)为固体
常温
氧气
高锰酸钾分解
高锰酸钾为固体
加热
过氧化氢分解
过氧化氢为液体
常温,有二氧化锰作催化剂
【易错提醒】
①长颈漏斗必须液封:长颈漏斗下端管口要完全浸没在液面以下,否则生成的CO₂会从漏斗上端直接逸出,无法收集到足量气体。
②发生装置导管不能过长:锥形瓶内的导管只需刚露出橡胶塞即可,若伸入液面以下,瓶内气体无法顺利导出,会将液体直接压向收集装置。
(2)确定气体收集装置
示例:
气体的密度与空气的比较(大或小)
是否溶于水,是否与水反应
二氧化碳
相同条件下,二氧化碳的密度比空气的大
能溶于水,与水反应
氧气
相同条件下,氧气的密度比空气的略大
不易溶于水,也不与水反应
【易错提醒】
①收集装置导管必须伸底:集气瓶内的导管要一直伸到瓶底,才能完全排尽瓶内原有空气,避免收集到的CO₂纯度不足。
②收集方法不能选错:CO₂能溶于水且密度远大于空气,绝对不能用向下排空气法收集,也不能直接用排水法收集,必须采用向上排空气法。
2.制取二氧化碳的装置
根据制取二氧化碳的反应物的状态、反应条件和二氧化碳的性质等方面的因素,结合实验室氧气的制取,可选择如图所示装置来制取二氧化碳。
3.制取二氧化碳的实验步骤
4.二氧化碳的检验、验满与存放
用品或放置方法
装置图
方法或注意事项
检验
澄清石灰水
将被检验的气体通入澄清石灰水中,如果澄清石灰水变浑浊,证明该气体为二氧化碳,否则不是
验满
燃着的木条
将燃着的木条放在收集二氧化碳的集气瓶口,如果木条熄灭,证明已收集满,否则未满
存放
正放在桌面上
收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片盖住(毛面向下),正方在桌面上
【易错提醒】
①验满操作不能伸瓶内:验满时必须将燃着的木条平放在集气瓶口,不能伸入瓶内,否则即使瓶内未集满,木条也可能因接触瓶内中上部的CO₂提前熄灭,造成误判。
②不能用燃着木条检验CO₂:能使燃着木条熄灭的气体不只有CO₂,氮气、稀有气体等也能实现该现象,检验CO₂必须将气体通入澄清石灰水,以石灰水变浑浊作为唯一判定依据。
制取二氧化碳的化学反应原理1
典例1(25-26八年级下·山东烟台·期末)选择制取二氧化碳的反应原理时,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. 简易装置要求原料价廉易得,降低使用成本且方便获取,是需要考虑的因素。
B. 反应需要安全环保,避免发生危险、产生有毒有害污染物,是需要考虑的因素。
C. 反应速率需适中,速率过快难以控制收集,速率过慢供氧效率不足,是需要考虑的因素。
D. 简易供氧器的目标产物就是氧气,制得气体的性质是已知确定的,无需作为反应原理的选择依据,是不需要考虑的因素。
变式1在实验室中用下图A装置制备并收集二氧化碳,下列说法正确的是
A.改成粉末状石灰石可以增加二氧化碳的质量
B.可用稀硫酸替代稀盐酸进行实验
C.关闭弹簧夹可以让反应停止
D.收集满一瓶后,图B所示盖上毛玻璃片,可以减少二氧化碳的逸散
【答案】D
【解析】A.生成二氧化碳的质量由参与反应的反应物总质量决定,粉末状石灰石仅增大了反应物接触面积、加快反应速率,不会改变最终生成二氧化碳的质量,说法错误;
B.稀硫酸和石灰石反应会生成微溶于水的硫酸钙,附着在石灰石表面阻碍反应持续进行,因此不能用稀硫酸替代稀盐酸,说法错误;
C.关闭弹簧夹后,反应生成的二氧化碳无法排出,锥形瓶内压强增大,稀盐酸不能被压回分液漏斗,无法实现固液分离,反应不会自动停止,说法错误;
D.二氧化碳密度大于空气,收集满后应沿集气瓶口水平推动毛玻璃片盖住,可以减少逸散,说法正确。
变式2某实验小组开展探究活动,寻找实验室制取的最佳反应试剂。
该小组利用等质量的块状大理石和碳酸钠粉末,分别与过量且等pH、等体积的稀盐酸和稀硫酸进行四组实验:①大理石和稀盐酸②大理石和稀硫酸③碳酸钠和稀盐酸④碳酸钠和稀硫酸。实验过程中,利用传感器测得浓度随时间变化的曲线如下图。
资料:市售块状大理石的单价低于碳酸钠粉末。
回答下列问题:
(1)实验③的化学反应方程式是______________________________________,为得到平稳的气流,实验室宜选择的发生装置是________(填标号)。
A. B. C.
(2)曲线b代表实验________(填序号)。
(3)反应初期,大理石和稀盐酸反应生成的速率比碳酸钠和稀盐酸的慢,反应结束,大理石和稀盐酸反应生成的总量比碳酸钠和稀盐酸的多。原因是______________________________。
(4)综上,实验室制取的最佳反应试剂是________,理由是_________________________。
【答案】(1) C
(2)②
(3)大理石是块状,碳酸钠是粉末状,碳酸钠和稀盐酸的接触面积更大,所以速率更快;根据方程式中的质量关系,每100份质量的碳酸钙产生44份质量的二氧化碳,而产生44份质量的二氧化碳需要106份质量的碳酸钠,因为实验中的大理石和碳酸钠等质量,所以大理石产生的二氧化碳会多于碳酸钠
(4) 大理石与稀盐酸 价廉且速率适中,便于收集
【解析】(1)实验③发生的反应为碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
要得到平稳气流,需要通过分液漏斗(装置C)控制液体滴加速度,从而调控反应速率,A的长颈漏斗无法控制加液速度,B装置的多孔塑料板无法放置粉末状的碳酸钠,因此选C。
(2)曲线b的CO2浓度几乎不上升,对应反应几乎无法持续进行,也就是大理石和稀硫酸的反应:生成的微溶物硫酸钙会覆盖在大理石表面,阻止反应继续进行,对应实验②。
(3)反应物接触面积决定反应初期速率,块状大理石接触面积远小于粉末状碳酸钠,因此初期反应更慢;从质量关系看,、等质量的CaCO3和Na2CO3完全反应,CaCO3生成的CO2总量更大。
(4)结合实验现象和资料,块状大理石和稀盐酸反应速率适中便于操作收集,大理石价格低廉,反应可持续进行,是实验室制取CO2的最佳试剂组合。
制取二氧化碳的装置2
典例1(2026·山东济宁·二模)如图是实验室制取气体的几种常用装置(部分夹持仪器已省略),请回答下列问题。
(1)实验室制取二氧化碳发生反应的化学方程式为_______,选用的发生和收集装置是______(填标号)。
(2)检查装置B气密性的操作是用弹簧夹夹紧乳胶管,______,说明装置不漏气。
(3)检验二氧化碳收集满的方法是_______。
【答案】(1) BD
(2)向长颈漏斗中注水,若长颈漏斗内形成一段稳定的水柱(或液面不下降)
(3)将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条熄灭,证明已收集满
【解析】(1)实验室制取二氧化碳的原理为:大理石(或石灰石)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,反应的化学方程式为:;该反应属于固液常温型,发生装置选B,二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,只能用向上排空气法收集,收集装置选D;
(2)用弹簧夹夹紧乳胶管,向长颈漏斗中注水,若长颈漏斗内形成一段稳定的水柱(或液面不下降),说明装置不漏气;
(3)二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满。
变式1(2026·湖南长沙·期末)如图为某同学设计的制取CO2,的发生装置,没有“控制反应发生和停止”作用的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.大理石或石灰石放在多孔塑料片上,要产生气体时,打开弹簧夹,长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石产生气体,不用时关闭弹簧夹,压强增大部分盐酸又被压到长颈漏斗内,使二者分离,控制了反应的进行,故A不符合题意;
图中从长颈漏斗中加入稀盐酸,反应后关闭弹簧夹,固液不能分离,装置不能实现反应的发生和停止,故A符合题意;
捏塑料软管,液体和固体混合,反应进行;松开塑料软管,固体和液体分离,反应停止,C不符合题意;
D.图中反应后关闭弹簧夹时,干燥管中的气体增多,压强增大,把液体压入烧杯,固体和液体分离,反应停止,打开弹簧夹时,气体导出,干燥管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行,故D不符合题意。故选:B。
变式2(26-27九年级上·吉林松原·阶段检测)某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。结合下图回答有关问题:
请结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)图中标号的仪器名称①___________,②___________。
(2)在实验室中制取二氧化碳选用的制取装置是_____,B装置中②的作用是___________________ ,若要控制反应速率可以将②换成______________ 。
(3)已知NH3极易溶于水且能与水反应,密度比空气小,实验室可用固体氢氧化钙固体和氯化铵固体加热来制取NH3,发生装置应选择______,若用F装置收集NH3,油层的作用是_________。若用装置G收集氨气,应从____端通入(选填“左”或“右”)。
【答案】(1) 酒精灯 长颈漏斗
(2) BC 随时添加液体药品 分液漏斗
(3) A 防止氨气溶于水 右
【详解】(1)略
(2)制二氧化碳用大理石(固体)和稀盐酸(液体),不需要加热,发生装置选B;二氧化碳能溶于水、密度比空气大,收集用向上排空气法C;
B中长颈漏斗的作用是随时添加液体药品;
控制反应速率应该把长颈漏斗换成分液漏斗,可以控制液体滴加速率,从而控制反应快慢。
(3)制取氨气,反应物都是固体、反应需要加热,选固体加热型发生装置A;
F装置油层作用是防止氨气溶于水(防止氨气与水反应),氨气极易溶于水,油隔绝水;
氨气密度比空气小,短进长出,从右端进,空气从左端排出。
制取二氧化碳的实验操作3
典例1(2026·广东东莞·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
【答案】B
【解析】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。
变式1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的名称确实是锥形瓶,正确。
B.实验室制取二氧化碳是大理石(碳酸钙)和稀盐酸的常温反应,不需要加热,无需选用仪器④酒精灯,错误。
C.添加药品的顺序为“先固后液”,应先加入碳酸钙固体,再加入稀盐酸,错误。
D.二氧化碳验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭则说明已收集满;带火星的木条用于氧气的验满,错误。
变式2(26-27九年级上·黑龙江哈尔滨·期中)请你根据所学知识并结合下图所示装置回答有关问题:
(1)写出仪器a的名称___________。
(2)写出实验室用固体纯净物制取氧气的化学方程式___________。
(3)用A、D装置制取氧气的过程有多步操作,其中的两步操作为:①点燃酒精灯,进行加热。②将导管伸入盛满水的集气瓶。①在②___________(填“之前”或“之后”)相对合理。
(4)可用装置B作为实验室制取二氧化碳发生装置,注射器C与装置B相连可用于检查装置B的气密性,步骤如下:
a.向锥形瓶中加入少量水至浸没长颈漏斗下端管口处。
b.将注射器C用橡胶管连接到装置B的导管口处。
c.缓慢拉动注射器C的活塞,观察到___________,说明装置B的气密性良好。
(5)实验室用B装置制取CO2,收集该气体时,发生装置与E装置______(填m或n)端相连。
【答案】(1)酒精灯
(2)
(3)之前
(4)长颈漏斗下端管口有气泡冒出
(5)m
【详解】(1)略;
(2)实验室可以用高锰酸钾或过氧化氢制氧气,高锰酸钾为固体纯净物,加热分解产生锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为;
(3)要等导管口冒出连续均匀气泡再收集,所以要先点燃酒精灯加热,排尽装置内空气,再伸入导管收集;如果先把导管放入瓶中再加热,一开始排出的是试管内空气,收集的氧气不纯;
(4)向外缓慢拉动注射器活塞,锥形瓶内气体被抽走,瓶内压强变小,外界大气压将空气从长颈漏斗压入锥形瓶,长颈漏斗下端管口有气泡冒出,则证明气密性良好;
(5)密度比空气大,用向上排空气法收集,气体从长管m进入,二氧化碳沉在瓶底,空气从上方短导管n排出。
二氧化碳的检验与验满4
典例1(2026·河南驻马店·模拟预测)实验室选用下列仪器制取气体,并探究某气体的性质。
(1)若用A装置制取氧气,请写出试管内发生反应的化学方程式。
(2)若将B、C连接,制取二氧化碳并检验其性质。
①请写出B装置内发生反应的化学方程式________;
②若实验过程中,观察到石蕊溶液变红,但澄清石灰水没有变浑浊,推测可能的原因是什么?________
【答案】(1)
(2) 盐酸浓度过大,挥发出氯化氢气体(或石灰水完全变质)
【详解】(1)A是固体加热型发生装置,试管口没有放棉花,对应加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气,反应的化学方程式:。
(2) ① B装置是实验室制取二氧化碳,药品为大理石(或石灰石)和稀盐酸,反应的化学方程式:。
② 氯化氢随CO2进入澄清石灰水,会优先和氢氧化钙反应,无法生成碳酸钙沉淀,因此石灰水不变浑浊(若石灰水完全变质也会出现该现象)。
变式1用大理石和稀盐酸制备二氧化碳,下列实验及操作正确的是( )
A.加入大理石 B.取用稀盐酸
C.收集并验满 D.检验气体
【答案】C
【解析】A、向试管中装块状固体药品时,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,图中操作错误;
B、倾倒液体时,瓶塞要倒放在桌面上、标签向着手心、瓶口紧挨着试管口,试管略倾斜,图中操作错误;
C、二氧化碳不燃烧且不支持燃烧,二氧化碳验满时,将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,说明气体已经集满,图中操作正确;
D、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,因此用澄清的石灰水检验二氧化碳,检验时,应将导管末端伸入澄清石灰水液面以下,图中操作错误。
故选C。
变式2(2026·陕西西安·期末)如图1是实验室常见的气体制备装置。
(1)写出标有字母a的仪器名称: 。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时,应选择的气体发生装置是 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(3)用图2装置检验CO2,装置中的无色溶液应是 ,检验时,气体应从 (填“b”或“c”)端通入。
【答案】(1)集气瓶;(2)B 2H2O22H2O+O2↑;(3)澄清石灰水,b
【解析】(1)由图可知,标有字母a的仪器名称是:集气瓶。
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时,需要固液常温型装置,则应选择的气体发生装置是B;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑。
(3)实验室常用澄清石灰水来检验二氧化碳,则用图2装置检验CO2,装置中的无色溶液应是澄清石灰水;检验时,要将二氧化碳通入澄清石灰水,则气体应从b端通入。
实验室里制取气体的一般思路和方法5
典例1(2026·山东德州·一模)根据如图所示装置回答问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)用高锰酸钾制取较纯净的氧气,选择的发生和收集装置组合是______,其化学方程式是_____。
(3)实验室选用C装置制取二氧化碳,能控制反应的发生和停止,多孔隔板上盛装的药品是____,其化学方程式是___________;而C装置用过氧化氢制取氧气却达不到控制反应的发生和停止效果,原因是___________。
(4)下列说法错误的是______(填字母,可多选)。
A.用装置A制取气体,试管口略向下倾斜
B.用装置B制取气体,长颈漏斗下端插入液面以下
C.用装置A、D制取并收集气体,结束时先熄灭酒精灯再撤离导管
D.用装置G装满水收集氧气,气体从a口进
【答案】(1)长颈漏斗
(2) AD
(3) 石灰石(或大理石) 二氧化锰是粉末状固体,不能放在多孔隔板上
(4)CD
【解析】(1)略;
(2)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A,氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,排水法收集的气体比较纯净,故收集装置可选D;
略;
(3)实验室选用C装置制取二氧化碳,多孔隔板上应放置固体药品,即石灰石(或大理石),通过长颈漏斗添加稀盐酸,关闭止水夹,反应生成了气体,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,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故可以控制反应的发生和停止;
略;
见答案;
(4)A、用装置A制取气体,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,正确;
B、用装置B制取气体,长颈漏斗下端应伸入液面以下,形成液封,防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出,正确;
C、用装置A、D制取并收集气体,结束时,应先将导管移出水面,然后熄灭酒精灯,防止水倒流,炸裂试管,错误;
D、用装置G装满水收集氧气,氧气的密度比水小,气体从b口进入,错误。
变式1实验室制取气体的常用装置如图,下列说法正确的是( )
A.装置①可以较好地控制反应速率
B.装置①和④组合可以用来制取氧气
C.装置①和②组合可以用来制取氢气
D.装置③和④都可以用来收集二氧化碳
【答案】B
【解析】A、装置①无法控制药品的滴加速率,无法控制反应速率,不符合题意;
B、装置①适用于过氧化氢与二氧化锰制取氧气,氧气不易溶于水,可用排水法收集,符合题意;
C、装置①适用于锌与稀硫酸反应制取氢气,氢气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,不能用②来收集,不符合题意;
D、二氧化碳溶于水,密度比空气大,不能用装置③和④来收集,不符合题意。
故选B。
变式2(2026·湖北襄阳·期末)如图是中学化学实验中常用的一些装置,请回答下列问题:
(1)①实验室用B装置制取CO2时,装入块状石灰石的操作方法是 ;
②收集CO2不选用C装置的理由是 。
(2)通常情况下氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气体,密度比空气大。实验室用固体高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,若用F装置收集氯气,则气体应从图中的 (选填a或b)端进入,收集到的氯气中含有的杂质气体是 。
【答案】(1)①把锥形瓶倾斜,用镊子把石灰石放在锥形瓶的斜面上,石灰石慢慢滑下去;②二氧化碳能溶于水;
(2)a;氯化氢气体。
【解析】(1)①实验室用B装置制取CO2时,装入块状石灰石的操作方法是:把锥形瓶倾斜,用镊子把石灰石放在锥形瓶的斜面上,石灰石慢慢滑下去;②收集CO2不选用C装置的理由是:二氧化碳能溶于水;②二氧化碳能溶于水;实验室用固体高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,因此不需要加热。
(2)若用F装置收集氯气,则气体应从图中的长管进入,因为氯气的密度比空气大;收集到的氯气中含有的杂质气体是:氯化氢气体。
二氧化碳的制取与性质探究实验综合6
典例1(2026·江苏苏州·期末)某同学在实验室制取CO2并进行研究。
(1)该同学拟用块状石灰石制CO2。
①应选用的另一种试剂是 (填名称)。
②用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到仪器有 (填字母)。
(2)如图2所示,进行验证CO2能与水反应生成酸性物质的实验。
①试管中的物质X为 。
②通入CO2后可观察到的现象为 。
(3)下列反应均能生成CO2
A.木炭燃烧 B.碳酸钠与稀硫酸反应
C.石灰石高温分解 D.CO与氧化铁高温下反应
①其中最适合用于实验室制取CO2的是 (填字母)。
②你选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是 (写两条)。
(4)收集CO2时,常用燃着的木条放在集气瓶口验满。木条熄灭,CO2真的集满了吗?如图3,向三颈烧瓶中持续通CO2,测定瓶内氧气体积分数的变化情况,并用燃着的木条置于瓶口观察其是否熄灭,结果如图4所示。
①图3中,通CO2导管的末端应处于 (填“A”或“B”)位置。
②图4所示C点处燃着的木条熄灭,此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为 。
【答案】(1)①稀盐酸;②AC;(2)①滴有紫色石蕊溶液的水;②溶液由紫色变成红色;
(3)①B;②制得的二氧化碳较纯净;常温下进行,操作方便;
(4)①B;②60%。
【解析】(1)①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气体,故答案为:稀盐酸;②该反应属于固液常温型,因此用图1所示仪器组装一套可以随时添加液体试剂的发生装置,需要用到的仪器有A和C;故答案为:AC;
(2)①二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色的石蕊溶液变红色,因此试管中的物质X为滴有紫色石蕊溶液的水;故答案为:滴有紫色石蕊溶液的水;②二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色的石蕊溶液变红色,故答案为:溶液由紫色变成红色;
(3)①A.木炭燃烧得到的二氧化碳不纯净,故A不合题意;
B.碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,制得的二氧化碳较纯净,常温下进行,条件易于控制,操作方便,最适合用于实验室制取CO2,故B符合题意;
C.石灰石高温分解生成二氧化碳气体,但该反应需要高温,在实验室中不易达到该反应条件,故C不合题意;
D.CO与氧化铁高温下反应生成的二氧化碳中常混有一氧化碳,不纯净,故D不合题意;
②选择的反应适合用于实验室制取CO2的主要理由是制得的二氧化碳较纯净,常温下进行,反应条件易于达到,操作方便;
(4)①二氧化碳的密度比空气大,因此收集二氧化碳时,通CO2导管的末端应处于B位置;
②空气中,氧气约占空气体积的五分之一,C点时,氧气的体积分数为8%,则此时空气的体积分数为40%,则此时三颈烧瓶内CO2的体积分数约为1﹣40%=60%。
变式1(25-26八年级下·黑龙江绥化·期末)根据下图,完成下列有关二氧化碳制取和性质的实验问题。
(1)根据上图回答问题:
①仪器a在此实验中的用途是_________________________;
②正确实验过程中装置B中观察到的现象为_________________________________________;
③检验生成这种气体的方法为________________________________;其反应的化学方程式为______________________________________;
(2)若要用C装置探究二氧化碳的一条物理性质,导管口应放在哪个位置_______(填“1”或“2”),同时还可以体现二氧化碳________________的化学性质,使烧杯内的蜡烛火焰熄灭,所利用的灭火原理是:____________________________________。
【答案】(1) 添加液体药品(或添加稀盐酸) 紫色石蕊试液由紫色变为红色 将生成的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明该气体是二氧化碳
(2) 2 不燃烧不支持燃烧 隔绝可燃物与氧气(或空气)接触
【详解】(1)仪器a是长颈漏斗,在该固液不加热制气装置中,作用是添加液体反应物(稀盐酸)。
通入B装置的二氧化碳会和水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,能使紫色石蕊试液变红,因此观察到溶液变红。
实验室利用二氧化碳能和澄清石灰水反应生成难溶碳酸钙沉淀的特性检验二氧化碳,其反应的化学方程式为。
(2)若要验证二氧化碳密度比空气大的物理性质,需要将导管口伸到烧杯底部(位置2),实验中下层蜡烛先熄灭、上层后熄灭,既体现了二氧化碳密度大于空气的物理性质,也体现了二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的化学性质;二氧化碳灭火的原理是隔绝可燃物与氧气(空气)的接触,使燃烧停止。
变式2(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)实验室现有石灰石、稀盐酸、紫色石蕊溶液、火柴、镊子等实验用品以及下列仪器,请回答下列问题:
(1)甲和乙是已脱落标签的两瓶试剂,丙和丁是其脱落的标签,标签丁应贴在__________(填“甲”或“乙”)试剂瓶上。
(2)仪器C的名称是____________。
(3)实验室制取二氧化碳时发生反应的化学方程式为_____________________,不需要选择的仪器是__________(填字母)。
(4)选择适合的仪器制取二氧化碳时,需先检查装置的气密性,确认装置不漏气后,接下来需要进行的下列操作中,由先到后的合理顺序是__________(填字母)。
a.检查集气瓶中是否已收集满二氧化碳
b.用镊子向锥形瓶中加入石灰石后塞紧橡胶塞
c.沿长颈漏斗加入适量稀盐酸,并开始收集二氧化碳
d.用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶,备用
(5)探究二氧化碳的性质
实验一:取三朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。向第一朵纸花喷水(如图1),可以观察到纸花仍为紫色;将第二朵纸花放入盛满二氧化碳的集气瓶中(如图2),可以观察到纸花仍为紫色;将第三朵纸花喷上水后,再放入盛满二氧化碳的集气瓶中(如图3),可以观察到纸花变为___________色。由上述现象可以得出的结论是:二氧化碳___________。
实验二:将收集到的二氧化碳慢慢倒入烧杯中(如图4),会观察到___________(填“高”或“低”)处的蜡烛先熄灭,据此可以得出二氧化碳的物理性质是__________________。
【答案】(1)甲
(2)锥形瓶
(3) BE
(4)bcad
(5) 红 能与水反应(合理即可) 低 密度大于空气的密度(合理即可)
【详解】(1)盐酸为液体,而甲为液体试剂瓶,所以标签丁应贴在甲上;
(2)略;
(3)石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;
石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液常温型,二氧化碳能溶于水且密度比空气大,只能用向上排空气法收集,可选用的仪器是:ACDF,不需要BE;
(4)先检查装置的气密性,确认装置不漏气后,用镊子向锥形瓶中加入石灰石后塞紧橡胶塞;沿长颈漏斗加入适量稀盐酸,并开始收集二氧化碳;检查集气瓶中是否已收集满二氧化碳;用玻璃片盖住已收集满二氧化碳的集气瓶,备用,则确认装置不漏气后的后续操作顺序为:bcad;
(5)二氧化碳与水接触生成碳酸,显酸性,紫色石蕊纸花变为红色;
将二氧化碳慢慢倒入烧杯,低处的蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的物理性质是密度比空气大,同时也能体现它不燃烧、不支持燃烧的化学性质。
实验室制备气体的思维模型1
核心是建立“性质→原理→装置→操作”的闭环逻辑链,跳出“背装置、记步骤”的机械记忆,用物质性质反推全流程设计,实现陌生气体制备题零失分。
1.反应原理的“三维筛选”
可行性维度:反应必须能持续平稳生成目标气体,排除生成微溶物覆盖反应物、反应速率爆炸式失控的选项,比如制CO₂弃用稀硫酸、碳酸钠粉末。
纯度维度:反应物不能引入大量难除杂质,比如弃用浓盐酸是为了避免HCl混入CO₂,保证后续检验现象正常。
成本安全维度:优先选廉价易得、反应条件温和的药品,避开需要高温高压、产生剧毒副产物的方案,贴合实验室操作场景。
2.发生装置的“变量迁移思维”
跳出“固固加热型、固液不加热型”的刻板分类,用两个变量直接推导任意陌生气体的发生装置:
变量1:反应物状态 → 决定装置是否需要加热、试管口朝向等基础结构。
变量2:反应速率可控性需求 → 从“简易试管装置→长颈漏斗→分液漏斗→多孔隔板启普发生器类装置”逐级升级,按需实现“随时启停、控制滴速、平稳产气”的功能。
进阶点拨:遇到硫化亚铁和稀硫酸制H₂S这类陌生固液反应,直接用该逻辑快速匹配装置。
3.收集与净化的“性质映射思维”
利用气体的物理、化学性质推导收集、除杂、干燥全流程,不用死记硬背收集方法:
收集方法:密度与空气的相对大小→排空气法的进出气方向;水溶性、是否与水反应→排水法适配性;密度与空气接近的气体直接排除排空气法。
净化顺序:先除杂后干燥,洗气装置严格遵循“长进短出”,检验水的无水硫酸铜必须放在所有溶液洗气装置之前,避免后续操作带出水蒸气干扰检验。
万能瓶进阶:同一套多功能瓶,通过改变进出口方向,可同时实现向上排空气、向下排空气、排水集气、量气等功能。
(1)排空气法收集气体(如图1):
密度大于空气的气体(如O2、CO2),从a端通入;密度小于空气的气体(如H2),从b端通入。
注:检验CO2已集满的方法是将燃着的木条放在b端导管口,若木条熄灭,证明CO2已集满。
(2)排水法收集气体(如图2):气体从d端通入,水从c端排出。
(3)测定气体体积(如图3):进入量筒中水的体积即为收集气体的体积。若用该装置测定CO2的体积,需要在水面上方加一层植物油(目的是防止CO2溶于水)。液面上方的空气对测定结果无影响。
4.中考压轴题的“反套路破局思维”
中考常考的“陌生气体制备+性质验证+尾气处理”综合题,用三步法直接拆解:
先从题干提取陌生气体的3条核心性质:溶解性、是否与空气反应、毒性,直接锁定收集和尾气处理方案。
按“发生→除杂→干燥→性质验证→尾气处理”的顺序串联装置,每一步都用性质解释接口连接逻辑。
异常现象反推:比如澄清石灰水检验CO₂始终不变浑浊,直接反向排查“盐酸挥发带HCl、石灰水变质、装置气密性差”三类核心原因,形成完整证据链。
◆能力强化练
1.(25-26九年级下·福建厦门·期中)实验室制取并检验二氧化碳性质的过程中,涉及如下操作,正确的是
A.制取CO2 B.收集CO2
C.验证CO2已集满 D.证明CO2的密度比空气大
【答案】D
【详解】A. 实验室可以选择石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,且该反应属于固液不加热反应,发生装置可以选择该装置,但是长颈漏斗下端应浸入液面以下,防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出,错误;
B. 二氧化碳能溶于水,且能与水反应,不能用排水法收集二氧化碳,且用排水法收集气体时,气体应从短管通入,错误;
C. 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;
D. 该实验中蜡烛由下到上依次熄灭,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,下层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,正确。
2.(2026·广东汕头·一模)下列关于制取并检验二氧化碳的操作正确的是
A.检查气密性 B.加入试剂
C.收集气体 D.检验气体
【答案】A
【详解】A.关闭弹簧夹后向长颈漏斗加水,若漏斗和试管中能形成稳定的液面差,说明装置气密性良好,该操作正确。
B.加入块状大理石时,需先将试管横放,把大理石放在试管口后缓慢竖起试管,防止砸破试管底;且制取气体时应先加固体药品、后加液体药品,操作错误。
C.二氧化碳密度大于空气,用该万能瓶收集时应“长进短出”,图中从短管进气,二氧化碳会从长管流出,无法收集,操作错误。
D.检验二氧化碳需用澄清石灰水(二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊),氯化氢等其他酸性气体也能使紫色石蕊溶液变红,不能用紫色石蕊溶液检验二氧化碳,操作错误。
3.(26-27九年级上·上海·期中)对“实验室选用大理石和稀盐酸,而不选用其他途径来制取二氧化碳”的分析,正确的是________。
A.选用“大理石和盐酸”的优点之一,是因为反应条件相对简单
B.不选用“煤炭燃烧”,是因为煤炭燃烧需要氧气,可能导致二氧化碳不纯
C.不选用“呼吸作用”,是因为呼吸作用反应速率太慢,且呼出的气体中含多种气体
D.不选用“氧化铜和碳反应”,是因为该反应需要高温条件,操作复杂
【答案】ABCD
【详解】
A.大理石和稀盐酸常温下即可反应,无需额外加热等特殊条件,反应条件简单,描述正确。
B.煤炭燃烧需要消耗氧气,同时会生成一氧化碳等杂质,还易混入未反应的氮气、剩余氧气等,很难得到纯净的二氧化碳,描述正确。
C.呼吸作用产生的二氧化碳仅占呼出气体体积的4%左右,混有大量氮气、水蒸气等其他气体,且产率极低、收集难度大,描述正确。
D.碳还原氧化铜需要高温条件,对实验装置和操作要求高,不适合实验室简便制取气体,描述正确。 因此四个选项均正确。
4.(2026·山西临汾·三模)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
【详解】A.仪器⑦的名称确实是锥形瓶,正确。
B.实验室制取二氧化碳是大理石(碳酸钙)和稀盐酸的常温反应,不需要加热,无需选用仪器④酒精灯,错误。
C.添加药品的顺序为“先固后液”,应先加入碳酸钙固体,再加入稀盐酸,错误。
D.二氧化碳验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭则说明已收集满;带火星的木条用于氧气的验满,错误。
5.(25-26八年级下·山东东营·期末)兴趣小组在实验室制取二氧化碳气体的发生装置中连接上压强传感器并测得实验过程中试管内气体压强变化情况如下图。下列说法正确的是
A.ab段试管中液面逐渐上升 B.bc段石灰石与盐酸脱离接触
C.c点的对应操作是关闭弹簧夹 D.d点以后反应停止,不再产生气体
【答案】B
【详解】A. 由图可知,ab段压强增大,将稀盐酸压入长颈漏斗中,试管中液面下降,长颈漏斗中液面上升,错误;
B. bc段压强不变,说明此时不再生成气体,此时石灰石与盐酸脱离接触,反应停止,正确;
C. c点后压强快速下降,说明c点的操作是打开弹簧夹,从导管导出,使压强降低,错误;
D. d点后压强稳定在初始水平,此时稀盐酸重新流回试管,与石灰石接触,反应持续进行,生成的气体不断从打开的导管导出,压强保持不变,并非反应停止,错误。
6.(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)实验室常用如图所示装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器①的名称是______;
(2)选择装置C作实验室制取二氧化碳的发生装置,装置C中存在的一处错误是__________________。
(3)实验室用装置B作为制取二氧化碳的发生装置,优点是__________________;发生反应的化学方程式是__________________;只能选择装置D收集二氧化碳,这是因为二氧化碳具有___________的性质;验满的方法是__________________。
(4)甲烷是最简单、难溶于水且密度比空气小的有机物类气体,实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制得。实验室制取较纯净的甲烷应选用的发生、收集装置是______(填序号)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)长颈漏斗下端管口未伸到液面以下
(3) 控制反应速率 能溶于水,密度比空气大 将燃着的木条平置于集气瓶口,木条熄灭,则已满
(4)AF
【详解】(1)略;
(2)如图所示,长颈漏斗下端管口未伸到液面以下则会使气体从长颈漏斗导出,无法收集气体;
(3)如图所示,由于制取二氧化碳是固液常温反应,注射器可以控制液体试剂的流量与流速,从而可以控制反应的速率;
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式略;
根据二氧化碳的溶解性和密度决定,解析见答案;
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,因此验满的方法见答案;
(4)制取甲烷是固体加热,因此发生装置是A;甲烷难溶于水,且排水法收集的气体较为纯净,因此收集较为纯净的甲烷选择的收集装置是排水法即F
7.(25-26九年级上·广西南宁·阶段检测)依据下列实验装置回答问题。
(1)仪器a的名称是_____________。
(2)实验室也可选择B和C装置制取二氧化碳,相较于B装置,C的优点是_____________。检验二氧化碳常用的试剂是_________,反应的化学方程式为_________________________。
(3)将纯净干燥的CO2缓慢通入装置G,观察到的现象有:a.玻璃管内的干燥纸花始终未变色;b.塑料瓶内___________________________,根据上述现象,可得出CO2具有的性质是______________________。
(4)已知SO2是无色有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水,可以用亚硫酸钠粉末和浓硫酸在常温下反应得到,实验室制取并收集SO2的装置组合为_________(填字母序号)。
【答案】(1)水槽
(2) 可控制反应的发生与停止 澄清石灰水或Ca(OH)2溶液
(3) 湿润石蕊纸花由下而上依次变红 二氧化碳密度大于空气,二氧化碳能与水反应
(4)BD
【详解】(1)略。
(2)C装置带有多孔隔板和止水夹:关闭止水夹时,试管内生成气体使压强增大,将液体压回长颈漏斗,固液分离,反应停止;打开止水夹,气体排出,液体回流浸没固体,反应重新发生,因此可以随时控制反应的发生和停止;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此选用澄清石灰水检验二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。
(3)干燥纸花不变色说明二氧化碳本身不能使石蕊变色;二氧化碳进入塑料瓶后,因密度比空气大先聚集在瓶底,同时二氧化碳和湿润纸花上的水反应生成碳酸,碳酸呈酸性能使紫色石蕊变红,因此会观察到下方湿润纸花先变红、上方后变红,由此得到对应二氧化碳的性质。
(4)亚硫酸钠粉末和浓硫酸常温下反应,属于固液不加热制气,B装置的分液漏斗可以控制液体滴加速率,适配粉末状反应物(C装置的多孔隔板无法阻挡粉末,不能选用);二氧化硫密度比空气大、易溶于水,只能用向上排空气法D收集,因此装置组合为BD。
8.(2026·江西上饶·二模)根据下列仪器或装置回答问题。
(1)写出仪器①的名称:______。
(2)既可制取氧气又可制取二氧化碳的发生装置是______(填字母);实验室用该装置制取氧气的化学方程式为__________;装置或均可用于制取二氧化碳,与相比较,装置的优点是__________。
(3)装置可替代气体收集装置,步骤如下:①将装置正放 ②瓶中注满水 ③氧气从______(填“”或“”)端通入,用装置和装置______(填序号)组合可收集并测量氧气体积。
(4)实验室制取气体时,下列因素中需要考虑的是______(多选题,填字母序号)。
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,安全可靠无污染
D.所要制取气体的颜色
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 可以控制反应的发生和停止
(3)
(4)ABC
【详解】(1)略;
(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,发生装置可选B或C,B装置也适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,不选择C装置,是因为二氧化锰是粉末状,不能放置在有孔隔板上;
略;
与B装置相比,C装置可将固体置于有孔隔板上,通过长颈漏斗添加液体,使固液接触,关闭弹簧夹,由于生成了气体,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,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止;
(3)③氧气的密度比水小,则氧气从b端通入,水从a端排出,用量筒测量排出水的体积 ,排出水的体积就是生成氧气的体积,则可用装置E和装置G组合收集并测量氧气体积;
(4)实验室制取气体,需要考虑药品容易获得,能生成所要制取的气体;反应条件易于控制,反应速率适中;操作是否简便易行,安全可靠,这是实验室制取气体的基本要求,制取气体的颜色与制取过程的可行性等无关。
9.(25-26八年级下·黑龙江鸡西·期末)实验室常用的气体制取装置如图所示,请回答。
(1)写出①仪器的名称:_________。
(2)实验室用B或C制取二氧化碳的化学方程式为____________________;选用B装置制取气体的优点是____________________,选用C装置制取气体的优点是________________。
(3)某同学利用空塑料输液袋收集二氧化碳(如图G),验满时,把燃着的木条放在玻璃管_____(填“a”或“b”)端,如果熄灭则满了。
(4)通常情况下,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。实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气,可以选用的发生装置是________(填图中的字母,下同),收集装置是_______。
(5)小组同学利用所学知识在塑料大棚里安装二氧化碳发生器。为利于二氧化碳扩散,便于植物叶片吸收,应将发生器多点位放置在植株的______(填“上方”或“下方”)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 可以控制反应速率 可以控制反应的发生和停止
(3)b
(4) A E或G
(5)上方
【详解】(1)由图可知,仪器①的名称是长颈漏斗。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为;B装置使用分液漏斗,分液漏斗可以控制滴加液体药品的速率,从而控制反应速率;C装置是一个简易的启普发生器,隔板上放块状固体药品,从长颈漏斗加入液体药品,当液体药品与固体药品接触反应开始进行,当将导管处的活塞关上,产生的气体使试管内的压强增大,将试管内的液面压回长颈漏斗,液体药品与固体药品分离则反应停止,因此该装置的优点是控制反应的发生和停止。
(3)因为二氧化碳的密度比空气大,在输液袋下端聚集,收集满后,从b端逸出,因此将燃着的木条放在玻璃管b端,若熄灭则集满。
(4)实验室用加热固体混合物的方法制氨气,应选择固体加热型发生装置A;因为氨气密度比空气小,极易溶于水,可以选用向下排空气法收集,故收集装置选择E或G(从b端进a端出)
(5)大棚内的二氧化碳发生器应放置在植株的上方,因为二氧化碳从上方释放,密度比空气大,向下方扩散时更便于植物叶片吸收。
10.(25-26八年级下·山东德州·阶段检测)根据下列实验装置图,回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称①_______,②_______。
(2)若实验室用B装置制取CO2,该反应的化学方程式为_________________________;若使用B装置制取气体时,应注意长颈漏斗的下端_______,收集CO2只能选用_______装置,原因是_____________________。
(3)若制取二氧化碳可使用装置B或装置C作为发生装置,装置C相较于装置B的优点是________________。
(4)硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的无色气体,密度比空气大,能溶于水。实验室常用块状的硫化亚铁与稀硫酸混合得到硫化氢气体。若采用上述装置制取一瓶硫化氢气体,可以选择的制取装置组合为_______(写一组即可)。
【答案】(1) 酒精灯 长颈漏斗
(2) 置于液面以下 D 二氧化碳能溶于水且与水反应,密度比空气大
(3)可以控制反应的发生和停止
(4)BD
【详解】(1)略;
(2)实验室用B装置制取CO2,该反应的化学方程式为;
防止生成的气体从长颈漏斗逸出,长颈漏斗下端需要置于液面以下。
收集CO2只能选用D装置,因为二氧化碳能溶于水且与水反应,密度比空气大;
(3)装置C带有多孔塑料板和弹簧夹,可通过控制弹簧夹开闭改变装置内压强,实现固体和液体的分离和接触,从而可以随时控制反应的发生与停止。
(4)固液混合型反应可用装置B或C,因为硫化氢气体密度比空气大,能溶于水,收集应采用向上排空气法,即装置D。所以可用的组合是BD或CD。
◆综合拔高练
11.(25-26八年级下·山东日照·期中)化学兴趣小组的同学在实验室里制取二氧化碳并进行有关性质实验:
(1)小组同学设计了4种实验室制取CO2方案并进行实验。
实验编号
试剂
实验现象
a
粉末状碳酸钠和稀盐酸
反应速率极快,瞬间产生大量气泡
b
块状大理石和稀硫酸
反应初期产生少量气泡,很快反应_______
c
块状大理石和稀盐酸
反应速率_________,持续产生气泡
d
粉末状大理石和稀盐酸
反应速率极快,瞬间产生大量气泡
结合上表实验现象,选取实验室制取CO2的最佳方案是_____。(填实验编号)
(2)兴趣小组的同学在实验课上完成了二氧化碳的实验室制取并探究二氧化碳的性质(如图)。
①利用甲装置制取二氧化碳。连接好仪器后,接下来的操作是________。
②观察到乙装置内紫色石蕊溶液变红的原因,用化学方程式表示_________。
③观察到丙装置内的现象是________。
(3)兴趣小组对CO2的性质实验进行了创新,如图塑料瓶内壁上贴的是用紫色石蕊溶液浸泡过的纸花,其中b处是干燥的纸花,a、c两处是湿润的纸花。
①一段时间后,观察到纸花的现象是______,b处纸花不变色。
②蜡烛从________依次熄灭,说明CO2具有的性质是______。
【答案】(1) 停止 适中 c
(2) 检查装置气密性 红色溶液变成紫色,有气泡产生
(3) c处纸花先变红,a处纸花后变红 低处到高处 密度比空气大,不能燃烧且不支持燃烧
【详解】(1)大理石和稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙,会附着在块状大理石表面,阻碍反应继续进行,因此反应很快停止;块状大理石和稀盐酸反应速率适中,便于收集气体,是制取CO2的最佳方案,粉末状试剂反应速率过快不易控制、稀硫酸方案反应无法持续,都不适合实验室制取。
(2)① 制取气体的装置连接完成后,必须先检查气密性,确认不漏气才能添加药品实验;
② 二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,使紫色石蕊溶液变红;
③ 碳酸不稳定,受热易分解为二氧化碳和水,溶液酸性消失,因此红色石蕊溶液恢复紫色。
(3)① 二氧化碳本身不能使石蕊变色,和水反应生成的碳酸可使石蕊变红,且二氧化碳密度大于空气,优先接触位置更低的c处湿润纸花,因此c先变红、a后变红,干燥的b处无碳酸生成不变色;
② 二氧化碳密度比空气大,先从塑料瓶下部出口逸出,且其不可燃、不助燃,因此下方蜡烛先熄灭,上方蜡烛后熄灭。
12.(25-26八年级下·山东淄博·期末)实验室现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸,以及下列仪器。
查阅资料得到:易溶于水。微溶于水,生成时易在固体表面形成膜状。
请使用上述试剂或仪器回答下列问题:
(1)①甲同学选用装置A制备,化学方程式为________________。欲收集一瓶较纯净的,收集装置最好选用_________(填序号)。
②仪器a的名称是_________。乙同学制备选用发生装置_______(填字母),实验室制备的化学方程式为______________。实验室制备选用稀盐酸而不用稀硫酸的原因_________________。用装置D收集气体,将导管伸入瓶底的目的是________________。
(2)小明选用片状的鸡蛋壳和食醋反应来制取二氧化碳,并利用矿泉水瓶、玻璃杯、橡皮塞、导管、止水夹等组装了如图所示甲、乙气体发生装置。
①比较图2中甲、乙装置,甲装置的优点是_______(填字母)。
A.反应过程中可以添加固体药品
B.可以控制反应的发生与停止
②将产生的依次通入如图3所示的装置中,观察到丙中现象为_____________;丁中___________,说明密度比空气大。
【答案】(1) F 长颈漏斗 B或C 碳酸钙与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,会覆盖在碳酸钙的表面,阻止反应的进一步发生(合理即可) 充分排出空气,确保收集的纯度较高(合理即可)
(2) B 紫色石蕊溶液变红 气球上升
【详解】(1)①甲同学选用装置A制备O2,A为固体加热型装置,根据给出的药品,选择氯酸钾和二氧化锰制氧气,反应的化学方程式为:;
氧气的密度略大于空气,不易溶于水,欲收集一瓶较纯净的O2,最好用排水法,收集装置用F;
②略;
实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,不需要加热,发生装置选B或C;
石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,反应的化学方程式为:;
碳酸钙与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,会覆盖在碳酸钙的表面,阻止反应的进一步发生,所以实验室制备选用稀盐酸而不用稀硫酸;
用向上排空气法收集二氧化碳,将导管伸入瓶底可以充分排出空气,确保收集的纯度较高。
(2)①甲装置的优点是可通过上下移动矿泉水瓶,可以控制反应的发生与停止,故选B;
②二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变为红色,能观察到丙中溶液变为红色;二氧化碳的密度大于空气,充满空气的气球在二氧化碳中所受到的浮力增大,故气球上升。
13.(2026·海南儋州·一模)在实验室制取常见气体是中学化学必备的实验技能,某实验小组利用如下仪器开展气体制备的实验探究活动。根据下列实验装置图回答问题:
(1)仪器a的名称是_________。
(2)实验室用高锰酸钾制取O2应选择的气体发生装置和收集装置是_________(填序号),在使用这套装置制取时,如何判断氧气已经收集满了,写出操作步骤及现象_________。
(3)实验室通常用于制取CO2的化学反应方程式是_________。
(4)实验小组的同学准备制取CO2时,发现实验室中的酸已经用完,查阅资料后发现可以用柠檬酸、草酸替代,这两种酸是否可用于实验室制取CO2呢?实验小组开展如下探究活动。
①配制溶液。分别配制pH约为1的柠檬酸溶液和草酸溶液。
②探究能否制取CO2。按如下实验方案开展实验,将实验方案补充完整。
甲组
乙组
操作
现象
固体表面有较多气泡产生,开始速率较快,后逐渐趋于稳定,并能持续较长时间,澄清石灰水_________。
固体表面有少量气泡产生,后气泡逐渐减少,速率明显减慢,澄清石灰水_________。
结论
有CO2产生,反应速率适合,能用于制取CO2。
有CO2产生,反应速率太慢,不能用于制取CO2。
③原因分析。草酸能够和大理石反应,但速率明显比柠檬酸慢很多,猜测可能的原因是_________。
④小明查阅资料时发现,加入AlCl3能够加快柠檬酸与大理石反应的速率,设计一个实验,用数据证明上述说法是否正确_________。
【答案】(1)集气瓶
(2) AC/AE 将带火星的木条放在集气瓶口处,若木条复燃,说明氧气已收集满/当集气瓶口有大气泡向外冒出时,证明已经集满
(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(4) 变浑浊 变浑浊 生成的草酸钙微溶物覆盖在固体表面,阻碍了大理石与草酸接触,反应速率逐渐减慢甚至停止(合理即可) 在常温下,向A、B两支试管中加入颗粒大小和质量相同的大理石,再分别加入足量浓度相同的柠檬酸溶液,在其中一支试管中加入少量AlCl3,比较相同时间内两支试管中产生二氧化碳的体积(合理即可)
【详解】(1)略;
(2)高锰酸钾制氧气是固体加热型反应,发生装置选A;氧气密度比空气大、不易溶于水,可用向上排空气法或排水法收集,装置选C或E;
用向上排空气法收集氧气时,验满的方法为:将带火星的木条放在集气瓶口处,若木条复燃,说明氧气已收集满;
用排水法收集氧气时,验满的方法为:当集气瓶口有大气泡向外冒出时,证明已经集满;
(3)实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(4)②二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水。
甲组:有CO2产生,反应速率适合,能用于制取CO2。所以澄清石灰水变浑浊;
乙组:有CO2产生,反应速率太慢,不能用于制取CO2。所以澄清石灰水变浑浊;
③草酸和大理石中的碳酸钙反应生成的草酸钙微溶物覆盖在固体表面,阻碍了大理石与草酸接触,反应速率逐渐减慢甚至停止;
④加入AlCl3能够加快柠檬酸与大理石反应的速率,需要设计对比实验,具体方案为:在常温下,向A、B两支试管中加入颗粒大小和质量相同的大理石,再分别加入足量浓度相同的柠檬酸溶液,在其中一支试管中加入少量AlCl3,比较相同时间内两支试管中产生二氧化碳的体积。
14.(2026·山西阳泉·三模)实验室常用以下装置制备和收集少量气体。
I .KMnO4 制取 O2
(1)写出仪器名称①______________。
(2)化学方程式为__________________________。
(3)若用 E 收集气体,则 O2 应从_______________端(“a”或“b”)通入。
II .石灰石制取 CO2
(4)为了获得平稳气流,发生装置适宜选择_____________。(填“A”“B”或“C”)
(5)利用如图所示装置进行实验。加入一定量稀盐酸后,关闭活塞。一段时间后,注射器稳定,刻度示数为8mL。有同学认为实际产生CO2气体体积应小于8mL ,其理由是____。
III.制备氨气
(6)实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气,制取氨气的发生装置应选用________装置;能用F 装置收集,说明氨气具有的物理性质是________。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3)a
(4)C
(5)测量的体积包含了滴入的稀盐酸排出的部分空气
(6) A 密度比空气小
【详解】(1)略。
(2)高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。
(3)氧气密度比空气大,若用E收集气体,则应从a端通入。
(4)石灰石制取二氧化碳,该反应装置固液常温型,装置C中的分液漏斗可以通过活塞控制液体药品的滴加速度,从而控制反应速率,获得平稳气流。
(5)实际产生气体体积应小于8mL,是因为注入的稀盐酸也占据了一部分体积,会排出部分空气,测量的体积包含了滴入的稀盐酸的体积。
(6)实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气,制取氨气的发生装置选择固固加热型A装置;氨气能用F装置向下排空气法收集,说明氨气具有密度比空气小的物理性质。
15.(25-26九年级上·宁夏银川·期末)探究“二氧化碳的实验室制取与性质”。
实验方法:先制取二氧化碳,再验证二氧化碳的性质。
(1)实验原理:实验室制取二氧化碳的化学方程式为_______。
(2)实验装置:图中a的仪器名称是_______,实验的发生和收集装置是_______(填字母),验满二氧化碳的方法是_______。
(3)实验现象与解释:当二氧化碳气体通入F装置后,现象是_______。按图G进行实验,观察到两支燃着的蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有的一条化学性质是_______。
【问题与思考】
(4)有同学认为按F装置进行实验无法证明二氧化碳与水反应,要证明二氧化碳能与水反应,还需补充一个实验是_______。(简要描述实验步骤和现象)
(5)确定实验室制取气体的化学反应原理时,需要考虑的因素是_______(填字母)。
A.反应的速率快慢 B.产生的气体是否纯净
C.实验操作是否安全简单 D.气体的颜色、密度和溶解性
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2) 锥形瓶 BC/CB 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则已收集满
(3) 紫色石蕊溶液变红 不能燃烧,也不能支持燃烧
(4)将干燥的紫色石蕊纸花放入充满干燥二氧化碳的集气瓶中,纸花不变色(或无明显变化,合理即可)
(5)ABC
【详解】(1)实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,大理石或石灰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↑。
(2)图中a的仪器名称是锥形瓶。 实验室制取二氧化碳是固体和液体常温下反应,发生装置选固液不加热型,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,用向上排空气法收集,所以实验的发生和收集装置是BC。二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧,能使燃着的木条熄灭,验满二氧化碳的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明二氧化碳已收集满。
(3)当二氧化碳气体通入F装置后,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红,现象是紫色石蕊试液变红。 按图G进行实验,观察到两支燃着的蜡烛自下而上依次熄灭,说明二氧化碳具有的一条化学性质是二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧。
(4)有同学认为按F装置进行实验无法证明二氧化碳与水反应,要证明二氧化碳能与水反应,还需补充的一个实验是证明二氧化碳不能使紫色石蕊变红,该实验是 将干燥的紫色石蕊试纸放入充满干燥的二氧化碳气体中,试纸不变色。此实验可证明二氧化碳本身不能使紫色石蕊变色,结合F装置中紫色石蕊试液变红,说明是二氧化碳与水反应生成的新物质使石蕊变红。
(5)A、速率太快不易收集,速率太慢耗费时间,所以要考虑,符合题意。
B、若产生的气体不纯净,会影响后续对气体性质的探究等,所以要考虑,符合题意。
C、实验应保证安全,操作尽量简单,所以要考虑,符合题意。
D、这些性质主要影响气体的收集方法,而不是确定化学反应原理时需要考虑的,不符合题意。
故选ABC。
16.(26-27九年级上·广西南宁·阶段检测)某兴趣小组对蛋壳中碳酸钙含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定?
【查阅资料】蛋壳的主要成分是,其它成分对实验的影响忽略不计。浓硫酸具有吸水性;碱石灰是和的混合物,可与、反应。
【进行实验】
实验一:如何选择药品
将蛋壳洗净、干燥、并捣碎后放入图①锥形瓶中,通过注射器加入稀盐酸、采集数据。
(1)图①锥形瓶中反应的化学方程式为_______________________________。
(2)图①装置注射器的优点是______________________________________。
实验二:设计装置——通过测量生成的体积来计算蛋壳中碳酸钙含量
(3)图②装置中连通管的作用是:__________________________,若无“植物油”,测定的碳酸钙含量_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(4)若图②中量气管起始读数为,加入稀硫酸的体积为;待反应结束后,量气管最终读数为,则反应生成的体积为__________________mL。
实验三:设计装置——通过测量生成的质量来计算蛋壳中碳酸钙含量
(5)该实验中反应前后均需通一段时间氮气,反应后通入氮气的目的是_____________________________。
(6)图③中若无B装置,测定的碳酸钙含量_________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)
(2)可以控制反应速率
(3) 平衡气压,使稀硫酸顺利滴下 偏小
(4)V3-V1
(5)排出装置中残留的二氧化碳
(6)偏大
【详解】(1)图①锥形瓶中,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。
(2)图①可以通过注射器控制液体的滴加速率,从而控制反应速率,得到平稳的气流。
(3)图②装置中连通管将上下连通,作用是平衡气压,使稀硫酸顺利滴下;二氧化碳能溶于水,若无“植物油”,部分二氧化碳溶于水,通过计算测定的碳酸钙含量将偏小。
(4)装置中有连通管,这样就消除了分液漏斗中滴加的稀硫酸对所测二氧化碳气体体积的影响,因此,反应生成CO2的体积为(V3-V1)mL。
(5)反应后通入氮气的目的是排出装置中残留的二氧化碳,使二氧化碳和碱石灰充分反应。
(6)B装置浓硫酸可吸收二氧化碳中混有的水蒸气,若无B装置,通过C装置测得二氧化碳质量偏大,导致测定的碳酸钙含量偏大。
17.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)松松和南南同学在实验室选用下列装置制取气体并探究其性质,请回答下列问题。
Ⅰ.松松同学制取二氧化碳并验证其性质。
(1)实验室制取的化学反应方程式为_____,可以选择的实验装置组合为______(填序号),向②中添加稀盐酸至_____(填“a”或“b”)处。
(2)利用图C装置可以完成的实验有______(填字母)。
a.收集:气体从端通入
b.检验:瓶内装有澄清石灰水,从端通入
c.干燥:瓶内装有浓硫酸,气体从端通入
(3)利用下图装置验证的性质,烧杯中的蜡烛自下而上依次熄灭,能得到的物理性质是_____。玻璃管中的实验现象是______,该现象说明二氧化碳具有的化学性质是______(用化学方程式表示)。
Ⅱ.跨学科实践活动:二氧化碳自动补给装置。
兴趣小组根据简易制氧机的制取气体原理,还设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置。
(4)由下图可推知,此反应的发生和停止与A瓶内的______(选填“压强”或“温度”)有关。为了水草更好的生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口延伸到水草缸_______的位置(选填“1”“2”或“3”)。若停止向水草鱼缸补给二氧化碳,一段时间后鱼缸内水的酸性会_______(填“增强”或“减弱”)。
Ⅲ.南南同学用下图装置模拟产生的温室效应,在左侧瓶中盛放二氧化碳,右侧瓶中盛放空气。
(5)实验时,观察到食用油的液面变化情况为______(选填“左高右低”或“左低右高”),即可证明是产生温室效应的气体。为了减少大气中的,你能做到的一种低碳行动是_______。
【答案】(1) BC a
(2)ac
(3) 二氧化碳的密度比空气大 试纸Ⅰ不变色,试纸Ⅱ由紫色变为红色
(4) 压强 3 减弱
(5) 左低右高 步行上学等(合理即可)
【详解】(1)略;
实验室用石灰石(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,发生装置可选B,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选C,因此实验装置组合为BC;
长颈漏斗需要液封防止漏气,因此加稀盐酸需要浸没长颈漏斗下端,因此加至处即可;
(2)C装置中为短导管,为长导管:
a. 二氧化碳密度大于空气,收集时长管(n)进气,空气从短管(m)排出,a正确;
b. 检验二氧化碳时,气体需要通入澄清石灰水中,这样反应比较充分,现象明显,则必须长进短出,应从端通入,b错误;
c. 浓硫酸干燥二氧化碳,同样需要长进短出,从端通入,这样可使气体与浓硫酸充分接触,干燥得比较充分,c正确;
(3)烧杯中的蜡烛自下而上依次熄灭,蜡烛熄灭,说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,下层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳先在下部聚集,密度比空气大属于物理性质;
玻璃管中干燥的紫色石蕊试纸I不变色,说明二氧化碳不能使石蕊变色,湿润的紫色石蕊试纸II变红,说明二氧化碳能与水发生反应生成酸性物质碳酸,碳酸显酸性,从而使紫色石蕊试纸变红;
(4)该装置中,关闭气量调节阀,由于生成了气体,A瓶内压强增大,会将稀盐酸压入长颈漏斗,固液分离,反应停止;打开气量调节阀,气体导出,压强减小,稀盐酸流下接触石灰石,反应发生,因此反应的发生停止和压强有关;
为了水草更好的生长,确保二氧化碳能够充分溶入水中,最好将导管口放置于鱼缸3的位置,使二氧化碳与水充分接触;
停止补给二氧化碳后,水中溶解的二氧化碳不断被水草光合作用消耗,碳酸含量减少,溶液酸性减弱;
(5)左侧是二氧化碳,二氧化碳属于温室气体,照射一段时间后,左侧温度升高更多,压强更大,因此U形管中食用油液面左低右高;
低碳行动可通过随手关灯、步行上学等,减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放。
18.(25-26八年级下·上海杨浦·期末)二氧化碳型蚊虫诱捕装置借助诱蚊剂吸引蚊虫趋近,进而运用主体捕蚊设备实施诱捕,以此达成预防蚊虫传播疾病之目的。
任务一:探究诱蚊原理
(1)诱蚊剂中含有酵母和蔗糖。酵母发酵产生CO2,检验CO2的方法是_____。
(2)在封闭空间内,诱蚊剂持续低量产生CO2,对蚊虫的诱导效应较好,其设计思路是仿生人体的______作用。从微观角度分析,CO2可扩散的原因是_____。
任务二:自制简易蚊虫诱捕器
(3)为寻找合适的原料,实验小组利用家中常见的物质进行实验,现象记录如表。
纯碱(碳酸钠)
鸡蛋壳(含碳酸钙)
白醋
反应过快,混杂醋味
缓慢释放气体,混杂醋味
柠檬酸
反应过快
缓慢释放气体,无异味
根据记录,选择自制家用CO2诱蚊剂的最佳原料是______,理由是______。
(4)如图是实验室制取气体的发生装置,为了持续低量产生CO2,最适宜的是_____。(填字母)
A. B. C.
(5)如图是利用家中常见物质自制的简易蚊虫诱捕器组件。
①装置F收集CO2的方法是______;导管是否一定要伸入到塑料瓶底部,请说明理由______。
②装置D与装置E在控制反应开始与结束的工作原理上是否相同,请说明理由______。
【答案】(1)将气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明该气体是二氧化碳
(2) 呼吸 分子在不断运动
(3) 鸡蛋壳和柠檬酸 能缓慢释放二氧化碳,且无异味,符合诱蚊需求
(4)C
(5) 向上排空气法 是,二氧化碳密度比空气大,导管伸入瓶底才能排尽瓶内空气,收集到较纯净的二氧化碳 不相同,D是通过上下拉动线改变固体位置,使固体药品和液体接触或分离,从而控制反应的开始与停止;E是通过推拉注射器改变瓶内液体的量,控制反应的速率,二者原理不同
【详解】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳用澄清石灰水。
(2)人体呼吸作用会呼出二氧化碳,因此该设计是仿生人体呼吸作用;
分子在不断运动是气体扩散的微观原因。
(3)略。
(4)实验室用大理石(或石灰石)与稀盐酸制取二氧化碳,是固液不加热型反应,A是固体加热装置,不符合要求;B装置无法控制液体添加速率,不能得到持续低量的CO2;C装置可控制液体滴加速率,能控制产气量,因此选C。
(5)① 二氧化碳密度大于空气,该方法属于向上排空气法;
略;
② 略。
◆中考真题练
19.(2026·山东东营·中考真题)实验室制取二氧化碳,有时需改进反应装置达成实验目的。下列改进不能达成目的是( )
A.为能制取更多气体
B.为能随时添加固体试剂
C.为能控制反应速率
D.为能控制反应发生或停止
【答案】B
【解析】A、把试管换成锥形瓶,能制取更多气体,改进能达成目的,但不符合题意,故选项错误;
B、把单孔塞换成双孔塞,插入长颈漏斗,方便加液体试剂,不是固体试剂,改进不能达成目的,符合题意,故选项正确;
C、分液漏斗可以控制反应的速率,改进能达成目的,但不符合题意,故选项错误;
D、多孔塑料片能控制反应发生或停止,改进能达成目的,但不符合题意,故选项错误。
故选:B。
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
【解析】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,故选项A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,且长颈漏斗下端已经伸入液面以下,该操作能达到实验目的,故选项B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,故选项C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,且导管要伸到集气瓶底部,该操作能达到实验目的,故选项D不符合题意。故选:C。
21.(2025·上海·中考真题)实验室用块状石灰石与稀盐酸制取CO2的装置如图(a)所示,下列说法中正确的是( )
A.为产生更多的CO2将块状石灰石研磨成粉末
B.为得到更纯的CO2,用稀硫酸替代稀盐酸
C.实验中为暂停反应,在K处添加弹簧夹并夹紧
D.集满CO2后如图(b)所示放置可减少其逸出
【答案】D
【解析】A、将块状石灰石研磨成粉末虽增大接触面积,使反应速率加快,但不改变反应物的量,不会产生更多的CO2,该选项说法错误;
B、稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙,会覆盖在石灰石表面,阻止反应持续进行,导致CO2产量不足,该选项说法错误;
C、在K处添加弹簧夹并夹紧,气体压强增大,将液体压回长颈漏斗,但该装置无法做到固液完全分离,所以反应依旧进行,该选项说法错误;
D、CO2密度大于空气,集满CO2后集气瓶应正放(瓶口朝上),以减少CO2逸出,图(b)为正放,该选项说法正确。故选:D。
22.(2026·山东·中考真题)某小组用如图装置(夹持装置已略去),制取一瓶干燥的CO2,并验证CO2的相关性质。
已知:单向阀中的气体或液体只沿“→”方向流动
(1)B中试剂能除去CO2中的少量HCl,其中多孔球泡的作用为 。
(2)C中除去的物质为 (填化学式)。
(3)实验过程中,E中溶液变浑浊,反应的化学方程式为 。
(4)利用如图装置模拟太阳光持续照射集气瓶D和F(均连接温度传感器),温度随时间变化如图所示,表示CO2的曲线为 (填“①”或“②”)。请基于碳中和理念,结合本实验,谈一谈在生活中如何落实低碳行动?
【答案】(1)增大气体与溶液的接触面积,使HCl被充分吸收;
(2)H2O;
(3)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(4)①;绿色出行、节约用电或植树造林等(答案不唯一)。
【解析】(1)B中饱和NaHCO3溶液能除去CO2中混有的少量HCl;其中多孔球泡能使气体分散成小气泡,增大气体与溶液的接触面积,使HCl被充分吸收。
(2)C中固体干燥剂的作用是除去CO2中的水蒸气,除去的物质为H2O。
(3)实验过程中,E中澄清石灰水变浑浊,是因为CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3白色沉淀和水,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(4)CO2含量越高,温度升高越明显。图中曲线①温度升高较快且最终温度较高,所以表示CO2的是曲线①。生活中可通过绿色出行、节约用电、植树造林、减少一次性用品使用等方式落实低碳行动。
23.(2026·黑龙江·中考真题)如图是实验室制取某些气体的装置。请据图回答问题。
(1)实验室制取CO2的化学方程式为 。检验二氧化碳的方法是 。
(2)氨气(NH3)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。实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气,实验室制取氨气的发生装置可选用 (填字母)装置,若用F装置收集氨气,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(3)B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下,其目的是 。
【答案】(1)CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,则该气体是二氧化碳;
(2)A;b;
(3)防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
【解析】(1)实验室制取二氧化碳的药品为石灰石或大理石和稀盐酸;石灰石或大理石中的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↑;该反应为固液常温反应,发生装置选B,二氧化碳密度比空气大,且能溶于水,收集装置选D;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则检验二氧化碳的方法为:向集气瓶中倒入澄清石灰水,振荡,变浑浊则说明为二氧化碳。
(2)实验室制取氨气的反应为加热固体的反应,发生装置选A,氨气密度比空气小,用F装置收集时,气体应从b口通入。
(3)B装置中长颈漏斗下端应伸入液面以下,形成液封,防止气体从长颈漏斗中逸出。
24.(2026·江苏无锡·中考真题)项目小组对CO2的制取与性质进行探究。
【查阅资料】电导率能衡量溶液导电能力大小。
相同条件下,离子浓度(单位体积溶液中的离子总数)越大,电导率越大。
实验1:实验室利用大理石和稀盐酸制取CO2(见图1)。
实验2:向500mL超纯水中持续通入CO2,测得电导率随时间的变化如图2中曲线①所示。
实验3:向500mL超纯水中加入1gCaCO3,再持续通入CO2,测得电导率随时间的变化如图2中曲线②所示。
(1)写出实验1中制取CO2的化学方程式: 。为除去CO2中的HCl气体,装置B中可选用的试剂是 (填“NaOH溶液”或“饱和NaHCO3溶液”)。
(2)实验2中,电导率一段时间后几乎不再发生变化,原因是 。
(3)实验3通CO2前,电导率出现一段突跃,说明难溶的CaCO3出现微弱的溶解,起导电作用的阳离子是 (填离子符号)。
(4)对比曲线①、②可推知的结论是 。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;饱和NaHCO3溶液;
(2)CO2在水中的溶解达到平衡,溶液中离子浓度几乎不再改变;
(3)Ca2+;
(4)CO2溶于水后能促进CaCO3溶解,使溶液中离子浓度增大。
【解析】(1)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2,大理石的主要成分CaCO3与HCl反应生成CaCl2、H2O和CO2,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。制得的CO2中可能混有HCl气体,若用NaOH溶液除杂,NaOH会吸收CO2,导致CO2损失;饱和NaHCO3溶液能吸收HCl,且不明显吸收CO2,所以装置B中可选用的试剂是饱和NaHCO3溶液;
(2)实验2中,CO2持续通入超纯水后,部分CO2溶于水并与水反应生成碳酸,碳酸能微弱电离产生离子,使电导率发生变化;一段时间后,CO2在水中的溶解和逸出达到平衡,溶液中离子浓度几乎不再改变,所以电导率几乎不再发生变化;
(3)实验3通CO2前,加入的CaCO3虽然难溶于水,但仍会发生微弱溶解,产生Ca2+和,使溶液中离子浓度突然增大,电导率出现一段突跃,其中起导电作用的阳离子是Ca2+;
(4)对比曲线①、②可知,只向超纯水中通入CO2时,电导率变化很小;加入CaCO3后再通入CO2,电导率明显增大,说明CO2溶于水后生成的碳酸能促进难溶CaCO3溶解,生成可溶性的碳酸氢钙,使溶液中离子浓度增大。
25.(2025·甘肃武威·中考真题)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误 ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) B 未在试管口塞一团棉花 不易溶于水且与水不反应 导管口气泡连续均匀冒出
(4) a
(4)溶液变红
【解析】(1)由图可知,仪器a的名称是:锥形瓶;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选B;
用高锰酸钾制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管,故错误是:未在试管口塞一团棉花;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:;
若使用C装置,即排水法收集氧气,说明氧气不易溶于水,且与水不反应;
当观察到导管口气泡连续均匀冒出时,开始收集气体,因为一开始排出的是装置内的空气;
(3)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,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从a导管口通入,这样干燥的比较充分;
(4)向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,故现象是:溶液变红。
26.(2026·四川宜宾·中考真题)某实验小组开展探究活动,寻找实验室制取的最佳反应试剂。
该小组利用等质量的块状大理石和碳酸钠粉末,分别与过量且等pH、等体积的稀盐酸和稀硫酸进行四组实验:①大理石和稀盐酸②大理石和稀硫酸③碳酸钠和稀盐酸④碳酸钠和稀硫酸。实验过程中,利用传感器测得浓度随时间变化的曲线如下图。
资料:市售块状大理石的单价低于碳酸钠粉末。
回答下列问题:
(1)实验③的化学反应方程式是______________________________________,为得到平稳的气流,实验室宜选择的发生装置是________(填标号)。
A. B. C.
(2)曲线b代表实验________(填序号)。
(3)反应初期,大理石和稀盐酸反应生成的速率比碳酸钠和稀盐酸的慢,反应结束,大理石和稀盐酸反应生成的总量比碳酸钠和稀盐酸的多。原因是______________________________。
(4)综上,实验室制取的最佳反应试剂是________,理由是____________________。
【答案】(1) C
(2)②
(3)大理石是块状,碳酸钠是粉末状,碳酸钠和稀盐酸的接触面积更大,所以速率更快;根据方程式中的质量关系,每100份质量的碳酸钙产生44份质量的二氧化碳,而产生44份质量的二氧化碳需要106份质量的碳酸钠,因为实验中的大理石和碳酸钠等质量,所以大理石产生的二氧化碳会多于碳酸钠
(4) 大理石与稀盐酸 价廉且速率适中,便于收集
【详解】(1)实验③发生的反应为碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
要得到平稳气流,需要通过分液漏斗(装置C)控制液体滴加速度,从而调控反应速率,A的长颈漏斗无法控制加液速度,B装置的多孔塑料板无法放置粉末状的碳酸钠,因此选C。
(2)曲线b的CO2浓度几乎不上升,对应反应几乎无法持续进行,也就是大理石和稀硫酸的反应:生成的微溶物硫酸钙会覆盖在大理石表面,阻止反应继续进行,对应实验②。
(3)反应物接触面积决定反应初期速率,块状大理石接触面积远小于粉末状碳酸钠,因此初期反应更慢;从质量关系看,、等质量的CaCO3和Na2CO3完全反应,CaCO3生成的CO2总量更大。
(4)结合实验现象和资料,块状大理石和稀盐酸反应速率适中便于操作收集,大理石价格低廉,反应可持续进行,是实验室制取CO2的最佳试剂组合。
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