資源簡介

23. 二氧化碳的制備
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目錄
【課堂筆記1】石灰石、鐘乳石………………………………………………………………………………………01
【課堂筆記2】二氧化碳的制取………………………………………………………………………………………04
【課堂筆記3】制取氣體的思路和方法………………………………………………………………………………14
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【課堂筆記1】石灰石、鐘乳石
1. 碳酸鈣的物理性質(zhì)
碳酸鈣（CaCO3）是白色、難溶于水的固體，大理石、鐘乳石、白堊的主要成分都是碳酸鈣。冰洲石是自然界中最純凈的碳酸鈣晶體。
2. 碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)
(1)碳酸鈣與鹽酸的反應(yīng)：CaCO3 + 2HClCaCl2 + H2O + CO2↑
(2)碳酸鈣高溫分解
用坩堝鉗夾住一小塊大理石或石灰石，放在酒精噴燈或燃?xì)鉄艋鹧嫔献茻?分鐘。
現(xiàn)象：表面逐漸變白，質(zhì)地變軟。
原理：CaCO3CaO + CO2↑（工業(yè)制取的CO2反應(yīng)原理）
【溫馨提示】
①氧化鈣與水反應(yīng)：CaO + H2OCa(OH)2，放出大量的熱。工業(yè)上用此反應(yīng)制造建筑材料熟石灰。
②CaO俗稱生石灰，Ca(OH)2俗稱熟石灰、消石灰。
③于謙的《石灰吟》中的每句詩表達(dá)的化學(xué)含義
千錘萬鑿出深山 物理變化
烈火焚燒若等閑 化學(xué)變化，CaCO3CaO + CO2↑
粉身碎骨渾不怕 化學(xué)變化，CaO + H2OCa(OH)2，放出大量的熱
要留清白在人間 化學(xué)變化，Ca(OH)2 + CO2CaCO3↓ + H2O
3. 溶洞、鐘乳石、石筍、石柱的形成
石灰?guī)r的主要成分是碳酸鈣，當(dāng)遇到溶有二氧化碳的水時(shí)，會(huì)反應(yīng)生成溶解性較大的碳酸氫鈣：
CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2
溶有碳酸氫鈣的水遇熱或當(dāng)壓強(qiáng)突然變小時(shí)，溶解在水里的碳酸氫鈣就會(huì)分解，重新生成碳酸鈣沉積下來，同時(shí)放出二氧化碳：Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O
洞頂?shù)乃诼蛳聺B透時(shí)，水中的碳酸氫鈣發(fā)生上述反應(yīng)，有的沉積在洞頂，有的沉積在洞底，日積月累，洞頂?shù)男纬社娙槭吹椎男纬墒S，當(dāng)鐘乳石與石筍相連時(shí)就形成石柱。
【對(duì)點(diǎn)分析1】
1. 向石灰石表面滴加稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁：初步可以判斷該氣體是（ ）
A．H2 B．O2 C．CO2 D．N2
2. 取石灰石放在酒精噴燈火焰上灼燒：灼燒后的石灰石表面變白、疏松，可能是發(fā)生了（ ）
A．化合反應(yīng) B．分解反應(yīng) C．氧化反應(yīng) D．還原反應(yīng)
3. 為測定石灰石灼燒后余下的成分，小組成員將其放入水中，放出大量的熱，冷卻后濾去不溶雜質(zhì)：將上層澄清的溶液分成兩份，在一份中滴入酚酞，發(fā)現(xiàn)酚酞變紅，說明得到的溶液是（ ）
A．中性 B．酸性 C．堿性 D．無法判斷
在另一份澄清的溶液中通二氧化碳，發(fā)現(xiàn)澄清的溶液變渾濁，這是因?yàn)樯闪耍? ）
A．CaCO3 B．CaO C．Ca(OH)2 D．無法判斷
4. 某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)九年級(jí)《化學(xué)》下冊中的資料卡片“石筍和鐘乳石的形成”時(shí)，發(fā)現(xiàn)難溶于水的碳酸鈣當(dāng)遇到溶有二氧化碳的水，會(huì)反應(yīng)生成溶解性較大的碳酸氫鈣：CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2，聯(lián)想到實(shí)驗(yàn)室中澄清石灰水與二氧化碳反應(yīng)會(huì)生成碳酸鈣：Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O，對(duì)長時(shí)間向堿溶液中通入CO2反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)組成產(chǎn)生了濃度的興趣．
【提出問題】一定量CO2與NaOH溶液反應(yīng)后的溶質(zhì)組成是什么？
【查閱資料】
(1)通入少量CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。
(2)通入過量CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3．
(3)碳酸氫鹽都是可溶于水的．BaCO3難溶于水．
(4)碳酸氫鈉溶液呈堿性．
【提出猜想】(1)溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3； (2)溶質(zhì)為Na2CO3；
(3)溶質(zhì)為 （填化學(xué)式）；(4)溶質(zhì)為NaHCO3．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）用玻璃棒蘸取反應(yīng)后溶液，滴在pH試紙上 pH=9 該溶液顯堿性
（2）取反應(yīng)后溶液少許于試管中，向其中滴加過量的BaCl2溶液 有 生成 猜想（4）不成立
（3）取步驟（2）中的上層清液，滴入稀鹽酸 有氣泡冒出 猜想（1）和（2）不成立
【得出結(jié)論】猜想（3）成立．
【討論交流】
(1)有同學(xué)提出，實(shí)驗(yàn)步驟（1）是多余的．你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否需要？ （填“需要”或“不需要”）
(2)同學(xué)們又一次把目光投向了教材，發(fā)現(xiàn)遇熱或壓強(qiáng)變小時(shí)：Ca（HCO3）2=CaCO3↓+CO2↑+H2O，紛紛提出，干粉滅火器中用NaHCO3滅火的反應(yīng)原理與之相似，試寫出NaHCO3受熱分解的化學(xué)方程式：
。
(3)同學(xué)們回憶起實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)二氧化碳的情景，心想：如果向澄清石灰水中不斷通入二氧化碳，會(huì)看到怎樣的現(xiàn)象呢？請你描述一下： ．
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】
1. 取一定質(zhì)量的氧化鈣與碳酸鈣的混合物，加入適量稀鹽酸（含0.2mol HCl），恰好完全反應(yīng)。原混合物中氧元素的物質(zhì)的量是（ ）
A. 大于0.1mol B. 小于0.1mol C. 0.1mol D. 0.05 mol
2. 兩份質(zhì)量相同的碳酸鈣，一份與足量的稀鹽酸充分反應(yīng)，另一份煅燒使其完全分解，兩種方法獲得CO2的質(zhì)量（ ）
A. 一樣多 B. 煅燒得到的多 C. 與稀鹽酸反應(yīng)得到的多 D. 無法比較
3. 自然界中的很多溶洞中都有各種千姿百態(tài)的鐘乳石，他們中的大多數(shù)都是有某物質(zhì)受熱分解而形成的。這種物質(zhì)是（ ）
A. 碳酸氫鈣 B. 碳酸鈣 C. 氧化鈣 D. 氫氧化鈣
4. 某中學(xué)學(xué)習(xí)小組考察過溶洞后，為溶洞中形態(tài)各異的石筍和鐘乳石而驚嘆，決定設(shè)計(jì)和實(shí)施簡單的實(shí)驗(yàn)：模擬溶洞的“形成”。
(1)他們設(shè)計(jì)并完成了模擬溶洞“形成”的實(shí)驗(yàn)．其實(shí)驗(yàn)過程如圖，試回答：
實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①需要通入足量的氣體A，A的化學(xué)式是　 　；B溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式是　 　；
實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化②，通常采用的基本操作方法是　 　．
(2)他們用采集的石灰?guī)r樣品進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)．將采集到的樣品用水沖洗后晾干，稱取20.00g樣品平均分成兩份，分別與足量相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸反應(yīng)進(jìn)行下列測定（如圖2），經(jīng)數(shù)據(jù)處理得到釋放出二氧化碳的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系圖（如圖3）．
①圖2所示實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是　 　和　 　．
②由圖3中曲線可以看出，固體物質(zhì)與液體物質(zhì)反應(yīng)，當(dāng)其他條件相同時(shí)，接觸面積越　 　，其反應(yīng)速率越　 　．
③試求樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： （假設(shè)樣品中其他雜質(zhì)不參加反應(yīng)，不考慮水、氯化氫逸出）．
【課堂筆記2】二氧化碳的制取
1. 制取二氧化碳的原理
(1)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳原理
①藥品：塊狀大理石或石灰石與稀鹽酸。
②發(fā)生的反應(yīng)：CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O。該反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，是固體和液體的反應(yīng)。
【重點(diǎn)解析】
①不用濃鹽酸代替稀鹽酸。濃鹽酸易揮發(fā)，導(dǎo)致生成的CO2中混有HCl而不純。
②不能使用碳酸鈉、粉末狀碳酸鈣來代替塊狀大理石或石灰石，碳酸鈉、粉末狀碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)太快，不易控制。
③不能使用稀硫酸，稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的CaSO4微溶，會(huì)覆蓋在大理石或石灰石表面阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生。
(2)工業(yè)制取二氧化碳的原理
工業(yè)上，常常用高溫煅燒石灰石來制取二氧化碳，發(fā)生的反應(yīng)是CaCO3CaO+CO2↑。
2. 制取二氧化碳的裝置和步驟
(1)實(shí)驗(yàn)裝置
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)物狀態(tài)是固體和液體、在常溫下進(jìn)行，選擇固液不加熱裝置，如圖所示：
(2)實(shí)驗(yàn)步驟
檢查裝置氣密性 → 加入固體藥品 → 加入液體藥品 → 收集氣體并驗(yàn)滿 → 正放在桌面
【重點(diǎn)解析】
①頸漏斗的下端要伸到液面以下（防止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗口逸出）；
②錐形瓶中的導(dǎo)管只能剛剛露出橡皮塞（有利于產(chǎn)生的氣體排出）；
③集氣瓶中的導(dǎo)管口要接近集氣瓶底（目的：便于排凈空氣）。
(3)收集方法：根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，收集二氧化碳只能用向上排空氣法收集。
(4)二氧化碳的驗(yàn)滿、檢驗(yàn)與除雜
①驗(yàn)滿：將一根燃著的木條放在集氣瓶口，若燃著的木條熄滅，則證明二氧化碳已滿；否則，未滿。如圖所示：
②檢驗(yàn)：將收集的氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則是二氧化碳；否則，不是。如圖所示：
③凈化：制取的CO2若混有少HCl氣體和水蒸氣時(shí)，可依次通過盛有飽和的NaHCO3 溶液的洗氣瓶（除去HCl氣體）、盛有濃硫酸的洗氣瓶（除去水蒸氣并進(jìn)行干燥）。
涉及到的化學(xué)方程式為：NaHCO3 + HClNaCl + H2O + CO2↑
【重點(diǎn)解析】
①啟普發(fā)生器氣密性的檢查
關(guān)閉活塞，向球形漏斗中加水，使水上升到球形漏斗中，靜止片刻，若水不下降，說明裝置氣密性良好，反之說明裝置漏氣。
②啟普發(fā)生器氣密性的工作原理
I、打開活塞，容器內(nèi)壓強(qiáng)與外界大氣壓相同球形漏斗內(nèi)液體流下，與塊狀固體接觸，反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生氣體。
II、關(guān)閉活塞，由于液體繼續(xù)與固體接觸，繼續(xù)產(chǎn)生氣體，此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)大于外界大氣壓，氣體把液體壓回球形漏斗，固液分離，反應(yīng)停止。
③啟普發(fā)生器的適用范圍
塊狀固體和液體在常溫下反應(yīng)，且生成的氣體在反應(yīng)的液體中難溶解。
注意：用MnO2催化過氧化氫分解制取氧氣不能用啟普發(fā)生器，原因：MnO2是粉末狀固體。
④啟普發(fā)生器優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
I、優(yōu)點(diǎn)：隨開即用，隨關(guān)即停（或隨時(shí)控制反應(yīng)的停止與發(fā)生）
II、缺點(diǎn)：藥品用量大
⑤常見啟普發(fā)生器的簡易裝置
【對(duì)點(diǎn)分析2】
1. 實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，一般有以下幾個(gè)步驟：①檢查裝置的氣密性，②按要求裝配好儀器，③向漏斗中注入稀鹽酸，④向廣口瓶中裝入大理石，⑤用向上排空氣法收集氣體。正確的操作順序是 （ ）
A. ②①④③⑤ B. ①②③④⑤ C. ②③④①⑤ D. ①④②③⑤
2. 實(shí)驗(yàn)室使用大理石和鹽酸反應(yīng)制取的CO2是不純凈的，為證明該氣體中含有多種物質(zhì)，所用的試劑及使用順序正確的是（ ）
A．無水硫酸銅、硝酸銀溶液、石灰水
B．濃硫酸、氫氧化鈉溶液、石灰水
C．硝酸銀溶液、石灰水、無水硫酸銅
D．氯化鈣、石蕊試液、水
3. 小樂要制備純凈的二氧化碳?xì)怏w。可供選用的儀器如圖所示。可供選用的藥品如下：①石灰石②澄清石灰水③稀硫酸④濃硫酸⑤鹽酸溶液⑥碳酸鈉溶液⑦蒸餾水。下列裝置連接順序及組合最恰當(dāng)?shù)氖牵ā　。?br/>A．甲（①⑤）、乙（④）、丙（⑦）、丁
B．甲（①③）、乙（④）、丙（⑦）、丁
C．甲（①③）、乙（⑦）、丙（④）、丁
D．甲（①⑤）、乙（⑥）、丙（④）、丁
4. 實(shí)驗(yàn)室制取 CO2的有關(guān)操作如圖，錯(cuò)誤的是（　　）
A．檢查氣密性 B．裝藥品，制氣體 C．收集 D．驗(yàn)滿
5. 某興趣小組利用下圖裝置對(duì)二氧化碳的性質(zhì)進(jìn)行探究，下列說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．B處現(xiàn)象說明二氧化碳能使紫色石蕊變紅
B．C處溶液變渾濁，是因?yàn)樯闪瞬蝗苡谒奶妓徕}
C．D處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是下層蠟燭先熄滅，上層蠟燭后熄滅
D．D處現(xiàn)象說明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空氣大
6. 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有下列儀器和裝置，請回答問題：
(1)寫出儀器H的名稱__________；
(2)實(shí)驗(yàn)室用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；
(3)利用上述儀器組裝一套制取二氧化碳的裝置，你選擇的儀器是 （填字母）；
(4)小佳同學(xué)想用此套裝置收集一瓶純凈、干燥的CO2氣體，所選用裝置的連接順序依次是：
發(fā)生裝置→__________→收集裝置；（填裝置字母）
(5)若用K裝置收集二氧化碳，請將K裝置補(bǔ)充完整并標(biāo)明氣體流向；________________
(6)利用補(bǔ)充完整的K裝置收集二氧化碳，檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿的方法是________ __。
7. 如圖1是實(shí)驗(yàn)室制取CO2及進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的部分裝置。
(1)CaCO3固體與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體的化學(xué)方程式是_____________________________。
(2)檢驗(yàn)裝置氣密性，按圖連接裝置，先______________，再加水至 A下端形成一段水柱，靜置，若觀察到__________________________________________，說明氣密性良好。
(3)加入藥品。添加塊狀CaCO3固體時(shí)，為避免打破錐形瓶，應(yīng)將錐形瓶______________，再放入固體。添加鹽酸時(shí)，將稀鹽酸從______________（填儀器A的名稱）倒入錐形瓶至____________________________。
(4)如圖2所示，向放置有燃著的蠟燭的燒杯中倒入CO2，觀察到的現(xiàn)象是______________。
8. 某化學(xué)興趣小組用石灰石和鹽酸制取一瓶CO2，驗(yàn)滿后，將澄清石灰水倒入集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)沒有變渾濁。興趣小組對(duì)這個(gè)異常現(xiàn)象進(jìn)行了探究。
【提出問題】澄清石灰水為什么沒有變渾濁？
【查閱資料】
（1）CO2過量時(shí)，CaCO3沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca(HCO3)2。
（2）AgCl不溶于稀硝酸。
【提出猜想】
Ⅰ．石灰水已完全變質(zhì)
Ⅱ．___________________________________________________
Ⅲ．CO2中混有HCl
【實(shí)驗(yàn)方案】興趣小組用原藥品繼續(xù)制取CO2，并進(jìn)行探究。制備CO2的化學(xué)方程式為___________。
步驟 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論及化學(xué)方程式
（1） 取少量澄清石灰水于試管中，加入__________溶液。 生白色沉淀。 猜想Ⅰ不成立。
（2） 將少量CO2氣體通入盛有澄清石灰水的試管中。 _______________________。 猜想Ⅱ不成立。
（3） 將氣體通入盛有_______溶液的試管中，再加稀硝酸。 _______________________。 猜想Ⅲ成立。反應(yīng)方程式為 。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】制取的氣體CO2中混入了HCl，所以澄清石灰水沒有變渾濁。
【交流討論】若要收集到純凈、干燥的CO2，需將混合氣體依次通入飽和NaHCO3溶液和_________。
【拓展思考】回憶課本中收集呼出氣體的操作后，同學(xué)們嘗試用排水法收集一瓶CO2，倒入澄清石灰水后，石灰水變渾濁。你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)成功的原因是______________________(寫一點(diǎn))。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】
1. 利用數(shù)據(jù)傳感技術(shù)可以形象地比較不同形狀的碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的速率。傾斜錐形瓶，使試管內(nèi)的稀鹽酸流入瓶中與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，測得瓶內(nèi)氣壓隨時(shí)間的變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（ ）
A．碳酸鈣粉末產(chǎn)生的CO2質(zhì)量多
B．塊狀碳酸鈣產(chǎn)生的CO2質(zhì)量多
C．對(duì)比分析a、b點(diǎn)可知，曲線①表示粉末狀碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)
D．對(duì)比分析c、d點(diǎn)可知，相同的氣壓時(shí)，塊狀碳酸鈣需要時(shí)間短
2. 將一定濃度的稀鹽酸、稀硫酸分別加入裝有等質(zhì)量CaCO3粉末的容器中，相同條件下測得兩者產(chǎn)生的CO2體積（V）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是（ ）
A．0-300s內(nèi)，兩個(gè)容器內(nèi)氣體不斷增多
B．0-100s內(nèi)，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快
C．實(shí)驗(yàn)室可以用一定濃度的稀硫酸與CaCO3粉末反應(yīng)制備CO2
D．反應(yīng)Ⅱ中，0-100s內(nèi)產(chǎn)生的CO2體積比100-200s內(nèi)的少5amL
3. 下列四個(gè)裝置都能制取二氧化碳，其中能隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止的是（　　）
A. ①②④ B. ①③④ C. ①②③ D. ②④
4. 下列反應(yīng)都能生成二氧化碳，但實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳不能用下列方法，有關(guān)原因敘述不正確的是( )
A．碳在空氣中燃燒，可能生成CO，使制得的氣體不純
B．不用濃鹽酸是因?yàn)闈恹}酸有揮發(fā)性，使制得的氣體中混有HCl氣體
C．碳酸鈉和稀鹽酸反應(yīng)速率太慢，收集時(shí)間太長
D．不用稀硫酸是因?yàn)橄×蛩岷吞妓徕}反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣會(huì)覆蓋在固體表面使反應(yīng)停止
5. 下圖是模擬二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法、性質(zhì)的檢驗(yàn)等的綜合實(shí)驗(yàn),描述錯(cuò)誤的是（ ）
A. 本實(shí)驗(yàn)過程涉及3個(gè)化學(xué)反應(yīng)
B. 1處變紅
C. 可以觀察到石灰石表面有氣泡產(chǎn)生
D. 3處會(huì)產(chǎn)生白色渾濁
6. 如圖A～H是實(shí)驗(yàn)室制取某些常見氣體的裝置示意圖。請完成下列相關(guān)問題。
(1)寫出圖中儀器②的名稱________。
(2)實(shí)驗(yàn)室要制取一瓶干燥的氧氣所選擇的裝置是________(填序號(hào))。
(3)實(shí)驗(yàn)室制備CO2的化學(xué)方程式為 ，若用裝置H收集CO2氣體，產(chǎn)生的氣體應(yīng)從________(填“a”或“b”)端通入。
(4)用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，選取裝置C或D相對(duì)于裝置B在操作方面的優(yōu)勢為____________________；若選擇裝置D用雙氧水和二氧化錳制備氧氣，能否體現(xiàn)該優(yōu)點(diǎn)________________________________(填“能”或“否”)。
(5)用排水法與排空氣法收集CO2及相關(guān)性質(zhì)的比較(分別用體積相同的2個(gè)集氣瓶收集)。
已知：向收集滿CO2的集氣瓶內(nèi)倒人等體積適量澄清石灰水，并振蕩。二氧化碳純度越高，澄清石灰水先變渾濁后變澄清的時(shí)間越短。
比較項(xiàng)目 排水法 向上排空氣法
收集方法可行性分析 CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠(yuǎn)大于其溶解和與水反應(yīng)的速率 Ⅰ. ，且不與空氣發(fā)生反應(yīng)
收集過程分析 集滿現(xiàn)象：Ⅱ. “驗(yàn)滿”分析：因氣體無色，是否集滿難以確定，即便用燃著的木條移近容器口熄滅，也難以證明空氣完全排盡
石灰水變渾濁時(shí)間分析 時(shí)間較短 時(shí)間較長
由上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：①二氧化碳可用排水法或向上排空氣法收集；
②與排空氣法相比，排水法的優(yōu)點(diǎn)是________________________________ 。
7. 實(shí)驗(yàn)室部分裝置如圖1所示，請回答下列問題。
(1)實(shí)驗(yàn)室用裝置A制取氧氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 　。
(2)若要制備幾瓶CO2，并在制取過程中便于補(bǔ)充稀鹽酸發(fā)生裝置應(yīng)選擇　 　（填字母）。
(3)用裝置F收集氧氣時(shí)，驗(yàn)滿的方法是　 　。
(4)實(shí)驗(yàn)室通過加熱亞硝酸鈉和氯化銨的混合溶液的方法制取并收集純凈的N2時(shí)，應(yīng)選擇的裝置組合是 （填字母）。
(5)小明選用片狀的雞蛋殼和食醋反應(yīng)來制取二氧化碳，并利用礦泉水瓶、玻璃杯，橡皮塞，導(dǎo)管，止水夾等組裝了如圖2所示甲、乙氣體發(fā)生裝置。
①比較甲，乙裝置，甲裝置的優(yōu)點(diǎn)是　 　（填字母，下同）。
A．反應(yīng)過程中可以添加固體藥品
B．可以控制反應(yīng)的發(fā)生與停止
②選用甲裝置還可以進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是　 　。
A．塊狀的胡蘿卜與過氧化氫溶液制氧氣
B．氯酸鉀固體制氧氣
C．粉末狀的鋅與稀硫酸制氫氣
D．濃硫酸與甲酸共熱制一氧化碳
8. 實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置制取CO2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。回答下列問題：
(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)B中需連接如圖2所示裝置Ⅰ、Ⅱ．為得到純凈CO2，裝置Ⅰ、Ⅱ的導(dǎo)管口沿氣體流動(dòng)方向的連接順序是 。裝置Ⅱ中飽和NaHCO3溶液的作用是 。
(3)C中放置的是石蕊溶液染成紫色的干燥的小花，實(shí)驗(yàn)過程中小花的顏色_____（填“變紅”“變藍(lán)”或“不變色”）。(4)E中澄清石灰水變渾濁反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(5)F中先熄滅的蠟燭是_____（填“甲”或“乙”）。
【課堂筆記3】制取氣體的思路和方法
實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法
(一)確定制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理，即在實(shí)驗(yàn)室條件下選擇什么藥品、通過什么反應(yīng)來制取這種氣體；
(二)確定制取氣體時(shí)應(yīng)采用的實(shí)驗(yàn)裝置，包括氣體發(fā)生裝置和收集裝置。
1. 發(fā)生裝置
(1)選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件
(2)類型
①固——固加熱型
例如，高錳酸鉀制取氧氣，氯酸鉀制取氧氣
【重點(diǎn)解析】
①試管口應(yīng)稍向下傾斜；
②用排水法收集氣體完畢后，應(yīng)先撤離導(dǎo)管 ，后熄滅酒精燈 ；
③用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)試管口處應(yīng)塞一團(tuán)疏松的棉花 。
②固（液）——液不加熱型
例如，雙氧水制取氧氣，大理石（或石灰石）和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣
【重點(diǎn)解析】
①若使用長頸漏斗，長頸漏斗下端管口應(yīng)插入液面以下，目的是防止氣體從下端逸出 。
②塊狀固體大小應(yīng)適當(dāng)，不能很碎，防止反應(yīng)劇烈，不易控制。
(3)固（液）——液不加熱型發(fā)生裝置的評(píng)價(jià)
常規(guī)裝置 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置
裝置圖
評(píng)價(jià) 安裝簡便 便于添加液體 可控制反應(yīng)速率 可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止 （固體應(yīng)為塊狀，不能放置MnO2)
2. 收集裝置
(1)選擇依據(jù)：①氣體的密度；②氣體的溶解性；③其它因素：是否與空氣成分反應(yīng)、是否與水反應(yīng)
(2)類型
①基本類型
方法 排水法 向上排空氣法 向下排空氣法
收集裝置
滿足條件 難溶或微溶于水，且與 水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 密度比空氣的大，且氣體不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)。 密度比空氣的小，且氣體不與空氣的成分反應(yīng)。
舉例 H2、O2 O2、CO2 H2
②變式類型
方法 排水法 向上排空氣法 向下排空氣法
收集裝置
【對(duì)點(diǎn)分析3】
1. （不定項(xiàng)選）甲乙是兩套氣體制取的發(fā)生裝置，對(duì)兩套裝置分析正確的是（　　）
A．都可以用雙氧水和粉末狀二氧化錳制取氧氣
B．都可以用塊狀大理石和稀鹽酸來制取二氧化碳
C．甲乙裝置通過長頸漏斗都能及時(shí)添加液體試劑
D．甲裝置N處需要添加止水夾
2. 導(dǎo)管位置正確的實(shí)驗(yàn)裝置是（ ）
氫氣還原氧化銅 實(shí)驗(yàn)室制氧氣 實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳 收集氧氣
A B C D
3. 實(shí)驗(yàn)室制取某些氣體的裝置如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A. 裝置①和⑤組合可以用來制取氧氣 B. 裝置③收集的氧氣比裝置⑤要純凈得多
C. 裝置②和④組合可以用來制取二氧化碳 D. 裝置②可以較好地控制反應(yīng)速率
4. 小棣嘗試?yán)萌鐖D所示裝置制取和收集一瓶O2或CO2。你認(rèn)為正確的操作應(yīng)該是（　　）
A．選擇CD裝置制取和收集一瓶O2，連接df
B．選擇AD裝置制取和收集一瓶O2，連接af
C．選擇BC裝置制取和收集一瓶CO2，連接db
D．選擇AB裝置制取和收集一瓶CO2，連接ac
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】
1. 用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣與用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．都是固體和液體反應(yīng) B．反應(yīng)都不需要加熱
C．都可以用向上排空氣法收集 D．都可以用排水法收集
2. 利用如圖所示裝置，用足量的鹽酸與石灰石反應(yīng)制取和收集一瓶CO2，已知CO2不與NaHCO3反應(yīng)，則下列描述正確的是（　　）
A．不可能收集到一瓶CO2，因?yàn)镃O2可溶于水
B．選擇A、C兩種裝置，導(dǎo)管a接導(dǎo)管d可收集到一瓶CO2
C．選擇B、C兩種裝置，導(dǎo)管b接導(dǎo)管c可收集到一瓶CO2
D．選擇B、C兩種裝置，導(dǎo)管b接導(dǎo)管d可收集到一瓶CO2
3. 如圖是實(shí)驗(yàn)室制取、收集、干燥、存放氣體的裝置圖，有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（　　）
A．實(shí)驗(yàn)室收集氧氣和二氧化碳均可使用裝置③，氣體從導(dǎo)管b進(jìn)入
B．實(shí)驗(yàn)室用雙氧水制取氧氣，用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳均可使用裝置②
C．實(shí)驗(yàn)室干燥氧氣和二氧化碳均可使用裝置④，氣體從導(dǎo)管c進(jìn)入
D．實(shí)驗(yàn)室收集的氧氣和二氧化碳，均可如圖⑤臨時(shí)存放
4. 下列CO2的制備裝置中，不能起到“隨開隨制，隨關(guān)隨停”效果的是（　　）
A B C D
【課后作業(yè)】
1. 實(shí)驗(yàn)操作考試中，小紅同學(xué)抽到“實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳”，以下是她的部分實(shí)驗(yàn)操作，其中有錯(cuò)誤的一項(xiàng)是（ ）
A．裝大理石 B．加稀鹽酸 C．制取并收集CO2 D．檢驗(yàn)是否收集滿
2. 對(duì)于如圖實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的是（ ）
A．打開a，試管I中產(chǎn)生氣泡，試管II中無現(xiàn)象
B．打開a，液體從試管II流向試管I
C．關(guān)閉a，無法使試管I中反應(yīng)停止
D．先打開a，稍后關(guān)閉，試管II中產(chǎn)生白色沉淀又溶解了
3. 用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將裝置傾斜，使管①、②中藥品接觸，觀察到氣球鼓起，一段時(shí)間后又恢復(fù)原狀。下列藥品符合該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是（ ）
A．生石灰和水 B．鋅粒和稀鹽酸（混合會(huì)產(chǎn)生氫氣）
C．二氧化錳和過氧化氫溶液 D．大理石和稀鹽酸
4. 下列制取、收集、驗(yàn)滿、檢驗(yàn)CO2的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ）
A．制取 B．收集 C．驗(yàn)滿 D．檢驗(yàn)
5. 實(shí)驗(yàn)室常用以下裝置來制取和收集氣體。下列說法正確的是（ ）
A．實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)，可選用③或⑤作為收集裝置
B．檢驗(yàn)④中CO2是否收集滿：將燃著的木條伸入集氣瓶內(nèi)，看木條是否熄滅
C．用①、⑤制取并收集氣體完畢后，應(yīng)先熄滅酒精燈，再將導(dǎo)管移出水面
D．用鋅粒和稀硫酸制取氫氣，可選用②作為發(fā)生裝置
6. 同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)“煅燒石灰石”展開深入研究。
(1)煅燒石灰石，可觀察到石灰石的表面 。
(2)為證明石灰石已分解，三位同學(xué)從其他角度設(shè)計(jì)方案如下：
①甲同學(xué)按圖一所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（煤氣燈能達(dá)到石灰石分解的溫度），觀察到燒杯內(nèi)壁石灰水變渾濁，寫出發(fā)生此現(xiàn)象的化學(xué)方程式： 。
②乙同學(xué)按圖二所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到B中溶液變 色，A中實(shí)驗(yàn)的作用是 。
③丙同學(xué)取一塊石灰石進(jìn)行煅燒，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)固體質(zhì)量減輕m g，即CO2的質(zhì)量，明石灰石已分解。
④大家認(rèn)為甲同學(xué)的方案不合理，請分析原因 。
(3) 為測定石灰石的純度，丙同學(xué)將他剛才煅燒后的固體放入足量的稀鹽酸中，又產(chǎn)生m克氣體，結(jié)合上述數(shù)據(jù)計(jì)算可知，丙所取得這塊石灰石中含碳酸鈣 mol（用m表示）。
7. 純凈的碳酸鈣可以用來測定鹽酸的濃度，采用適當(dāng)?shù)脑噭瑥氖沂ㄖ饕煞质荂aCO3）獲得高純度的碳酸鈣流程：
回答下列問題：
(1)氣體B的化學(xué)式為 ，產(chǎn)生B的反應(yīng)屬于 （填基本反應(yīng)類型）反應(yīng)。
(2)寫出碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
(3)使原料中各原子的利用率盡可能達(dá)到100%是“綠色化學(xué)”的核心理念之一。上述流程中有的物質(zhì)可以再利用，請?jiān)诹鞒虉D上用箭頭標(biāo)示在利用的路線（箭頭要從可利用物質(zhì)出發(fā)，只需要利用該物質(zhì)的環(huán)節(jié)）
8. 根據(jù)下圖中的信息，寫出過物質(zhì)的化學(xué)式。
A ；B ；C ；D ；E 。
9. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用于CO2的收集和部分性質(zhì)進(jìn)行探究，請按要求回答問題。
(1)用A裝置收集CO2，氣體應(yīng)從 （選填“a”或“b”）端通入。
(2)若要B中的兩個(gè)氣體懸浮在空氣中，則氣體甲可能是 （選填字母）。
A．氫氣 B．氧氣 C．空氣
(3)往C試管中通入CO2，當(dāng)出現(xiàn) 現(xiàn)象，表示石灰水中的溶質(zhì)恰好完全沉淀。
(4)D裝置的集氣瓶中充滿CO2，當(dāng)打開分液漏斗①，滴入少量NaOH濃溶液，氣球明顯脹大，寫出化學(xué)方程式： ；若要?dú)馇蚧謴?fù)原狀，應(yīng)關(guān)閉分液漏斗①，打開分液漏斗②，滴入 溶液（填化學(xué)式，忽略滴入液體的體積）
(5)天然溶洞中形態(tài)各異的石筍和鐘乳石形成的過程是碳酸鈣和二氧化碳和某一種物質(zhì)發(fā)生了一系列變化，其中化學(xué)方程式是：CaCO3+CO2+X=Ca(HCO3)2，則X的化學(xué)式為 。
10. 實(shí)驗(yàn)室制備CO2并探究其性質(zhì)。
(1)制取CO2可選擇的發(fā)生裝置是______。（填字母序號(hào)）
(2)用C裝置收集CO2，驗(yàn)滿的方法是__________________________________。
(3)D裝置中，m、n處分別放有濕潤、干燥的藍(lán)色石蕊試紙，證明CO2能與水反應(yīng)的現(xiàn)象是___________________________；通過E裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象可證明CO2具有___________________________的性質(zhì)。
(4)中國將力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。中國承諾實(shí)現(xiàn)從碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于發(fā)達(dá)國家所用的時(shí)間。“低碳生活，人人有責(zé)”，提出一條合理的低碳出行建議____________________。
11. 興趣小組的同學(xué)利用下列儀器和裝置制取氣體并探究二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)。請回答：
(1)用裝置A制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)中，要停止反應(yīng)，需要進(jìn)行的操作是______________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________；銅網(wǎng)不能換為鐵絲網(wǎng)，原因是_____________________。
(2)進(jìn)行裝置B的實(shí)驗(yàn)未觀察到澄清石灰水變渾濁，寫出一條可能的原因____________________________。
(3)裝置C的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________。
(4)一般物質(zhì)著火用二氧化碳滅火的原理是_____________________，裝置D發(fā)生置換反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。
(5)裝置E中滴入2滴NaOH溶液后觀察到U形管左側(cè)液面比右側(cè)高，原因是 。
12. 在實(shí)際生產(chǎn)中，常采用足量NaOH溶液來“捕捉”（吸收）CO2，部分流程圖如下。
(1)大量CO2直接排放到空氣中會(huì)導(dǎo)致 的加劇，破壞人類生存的環(huán)境。捕捉室內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________。
(2)操作①的名稱______，所用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和 。
(3)往純堿溶液中加入X溶液，得到NaOH溶液和CaCO3，X的化學(xué)式是 。
(4)整個(gè)流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是 。
(5)若要確認(rèn)“捕捉”后的氣體中CO2含量已經(jīng)降得很低，先分別取一瓶“捕捉”前和一瓶“捕捉”后的氣體，接下來的實(shí)驗(yàn)操作是 。
13. 我們學(xué)習(xí)過常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法，知道了制取氣體的一般思路和方法。
(1)實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，確定發(fā)生裝置需要考慮的兩種因素有_______(填序號(hào))。
A．反應(yīng)物的狀態(tài) B．氣體的密度 C．反應(yīng)的條件 D．氣體的溶解性
(2)某實(shí)驗(yàn)室的儀器柜里有如下儀器：
儀器①的名稱是 ，實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳時(shí),，不可能選擇的儀器是 (填序號(hào))。
(3)老師提出用碳酸鈉粉末與稀鹽酸制取二氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。為了完成該實(shí)驗(yàn)，有四位同學(xué)組裝了以下發(fā)生裝置，你認(rèn)為最合適的一套裝置是_______(填序號(hào))，該裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是_____________________。該裝置還可以用于實(shí)驗(yàn)室制取________________。
(4)若用50克稀鹽酸與10克大理石(含雜質(zhì))恰好完全反應(yīng)生成2.2克二氧化碳，求稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________。
23. 二氧化碳的制備 — 參考答案
【對(duì)點(diǎn)分析1】
1. C 2. B 3. C、C
4.
【查閱資料】CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O．
【提出猜想】(3)NaOH和Na2CO3；
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）用玻璃棒蘸取反應(yīng)后溶液，滴在pH試紙上 pH=9 該溶液顯堿性
（2）取反應(yīng)后溶液少許于試管中，向其中滴加過量的BaCl2溶液 有白色沉淀生成 猜想（4）不成立
（3）取步驟（2）中的上層清液，滴入稀鹽酸 有氣泡冒出 猜想（1）和（2）不成立
【討論交流】(1)不需要；
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O；
(3)石灰水先變渾濁，后又變回澄清
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】
1. A 2. A 3. A
4.
（1）CO2；Ca（HCO3）2；加熱；
（2）①電子天平示數(shù)（或錐形瓶體系質(zhì)量）；計(jì)時(shí)器示數(shù)（或反應(yīng)時(shí)間）（答案不分先后順序）
②大快，（或小慢）；
③樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62.5%
【對(duì)點(diǎn)分析2】
1. A 2. A 3. D 4. B 5. A
6.
（1）長頸漏斗
（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）A、B、G、H
（4）J→I
（5）或
（6） 將燃著的木條放在導(dǎo)管的出氣口處（短管一端），若木條熄滅證明已滿。
7.
（1）CaCO3 +2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（2）夾緊止水夾 長頸漏斗內(nèi)水柱不下降
（3）橫放 長頸漏斗 浸沒長頸漏斗下端口
（4）蠟燭熄滅
8.
【提出猜想】CO2過量，CaCO3沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca(HCO3)2
【實(shí)驗(yàn)方案】CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O
（1）氯化鎂
（2）沒有產(chǎn)生白色沉淀
（3）硝酸銀 產(chǎn)生白色沉淀 HCl+AgNO3＝AgCl↓+HNO3
【交流討論】濃硫酸
【拓展思考】二氧化碳在水中的溶解度不大，且排水法收集呼出的氣體中沒有干擾實(shí)驗(yàn)的氣體成分
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】
1. C 2. D 3. D 4. C 5. B
6.
（1）水槽
（2）AG(或AH)
（3）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ a
（4）能隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生和停止(或隨開隨用，隨關(guān)隨停) 否
（5）I.CO2密度比空氣大 Ⅱ.集氣瓶口有氣泡冒出②用排水法收集到的二氧化碳更純凈(或用排水法集滿二氧化碳現(xiàn)象明顯，易操作)
7.
（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）C；
（3）把帶火星的木條放在瓶口，若木條復(fù)燃，則瓶中充滿了氧氣；
（4）DG；
（5）①B；②A。
8.
（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（2）c、d、a、b 除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體
（3） 不變色
（4）CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O
（5） 甲
【對(duì)點(diǎn)分析3】
1. BC 2. D 3. A 4. B
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】
1. D 2. D 3. A 4. B
【課后作業(yè)】
1. D 2. D 3. A 4. D 5. D
6.
(1) 變白、變疏松
(2) ①Ca(OH)2 + CO2CaCO3↓ + H2O ② 變紅 對(duì)照 ④ 使石灰水變渾濁的CO2可能是CO燃燒生成的 (3) m/22
7.
(1) CO2 分解反應(yīng)
(2) CaCO3 + 2HClCaCl2 + H2O + CO2↑
(3) 見下圖
8. CaCO3 CO2 CaO CO Ca(OH)2
9.
（1）a；
（2）A；
（3）溶液紅色剛好消失；
（4）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；HCl或H2SO4；
（5）H2O。
10.
（1）B
（2）把燃著的木條放在導(dǎo)管口a處，木條熄滅說明滿了
（3 m處石蕊試紙變紅色 密度大于空氣、不燃燒也不支持燃燒
（4）盡量少開私家車
11.
（1）抽動(dòng)粗銅絲使銅網(wǎng)與稀鹽酸分離 CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑ 鐵會(huì)與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣
（2）二氧化碳中混有HCl氣體
（3）a比d先變紅，b和c不變紅
（4）隔絕氧氣 2Mg+CO22MgO+C
（5）二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)后瓶內(nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓
12.
（1）溫室效應(yīng) CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O
（2）過濾 漏斗
（3）Ca(OH)2
（4）氫氧化鈉、氧化鈣
（5）加入等量澄清石灰水，觀察變渾濁情況
13.
（1）AC
（2）長頸漏斗 ②⑤
（3）Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑ D 能控制反應(yīng)速率 氫氣(或氧氣)
（4）7.3%

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