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第12讲 二氧化碳的制取
知识点一 二氧化碳的制取
1．药品的选择
药品 实验现象 分析
稀盐酸与块状大理石 产生气泡，速率适中 反应速率适中，便于气体收集，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 浓盐酸有挥发性，会使制得的CO2中混有HCl气体
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，阻止反应继续进行
稀盐酸与碳酸钠粉末 剧烈反应，迅速产生大量气泡 碳酸钠粉末与稀盐酸反应速率过快，产生的气体不便于收集
通过上述对比实验可知，实验室制取二氧化碳的药品为稀盐酸和大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙，化学式为CaCO3）。
2．反应原理
实验室制取二氧化碳的反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2 + CO2 ↑ + H2O。
3．实验室制取二氧化碳装置的选择
（1）发生装置
碳酸钙是固体，稀盐酸是液体，该反应不需要加热，所以可选择固体与液体不加热型的发生装置。
（2）收集装置
二氧化碳的密度比空气大，所以用向上排空气法收集，收集到的气体较为干燥。因为二氧化碳能溶于水，且与水反应，所以不用排水法收集，但可选择排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集二氧化碳。
4．制取二氧化碳的步骤
（1）连接仪器，检查装置气密性
（2）装入大理石（或石灰石），塞紧双孔橡胶塞，由长颈漏斗加入稀盐酸，使液面浸没长颈漏斗末端。
（3）收集气体。
（4）检验气体集满，拆除装置。
5．二氧化碳的检验和验满
（1）检验：将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。
（2）验满：用燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明已收集满。
（3）存放：收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片盖住（毛面向下）并正放在桌面上。
（4）除杂（净化）：CO2中混有HCl和水蒸气，将制取的气体先通过饱和碳酸氢钠溶液除去HCl气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。
（5）吸收：将气体通入氢氧化钠溶液。
6．工业上制取二氧化碳
高温煅烧石灰石生成氧化钙（俗称生石灰）和二氧化碳，反应的化学方程式为
CaCO3CaO + CO2↑。
1．小棣尝试利用如图所示装置制取和收集一瓶O2或CO2。你认为正确的操作应该是（　　）
A．选择CD装置制取和收集一瓶O2，连接df
B．选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接af
C．选择BC装置制取和收集一瓶CO2，连接db
D．选择AB装置制取和收集一瓶CO2，连接ac
【解答】解：A、选择CD装置制取和收集一瓶O2，连接df错误，因为C是错误装置；故选项错误；
B、选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接af正确，因为氧气的密度比水小；故选项正确；
C、选择BC装置制取和收集一瓶CO2，连接db错误，因为C是错误装置；故选项错误；
D、选择AB装置制取和收集一瓶CO2，连接ac错误，因为二氧化碳的密度比空气大，应该从长管进入；故选项错误；
故选：B。
2．实验室用双氧水制氧气和大理石与稀盐酸反应制二氧化碳相比较，正确的是（　　）
A．反应原理都是分解反应 B．反应都需要加热
C．都可以用排水法收集 D．都可以用向上排空气法收集
【解答】解：A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，同时生成氯化钙、水，分别属于分解反应、复分解反应，故选项说法错误。
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应均不需加热，故选项说法错误。
C、氧气不易溶于水，可以用排水法收集，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故选项说法错误。
D、氧气和二氧化碳的密度均比空气的大，都可以用向上排空气法收集，故选项说法正确。
故选：D。
3．某同学设计了制取并检验CO2性质的简易装置（如图所示），拉动铜丝，把布袋浸入醋酸后有气泡产生，则下面叙述错误的是（　　）
A．湿润的石蕊试纸变红色 B．该装置可以使反应随时发生随时停止
C．可以用铝丝代替铜丝 D．该实验充分体现废物利用，节约资源的理念
【答案】C。
【解析】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，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热。二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集。湿润的石蕊试纸变红色正确，因为二氧化碳和水反应生成碳酸；可以用铝丝代替铜丝错误，因为铝与醋酸反应有氢气放出。
A、湿润的石蕊试纸变红色正确，因为二氧化碳和水反应生成碳酸，正确但不符合题意，故选项错误；
B、该装置可以使反应随时发生随时停止正确，因为铜丝可以上下移动，正确但不符合题意，故选项错误；
C、可以用铝丝代替铜丝错误，因为铝与醋酸反应有氢气放出，错误符合题意，故选项正确；
D、该实验充分体现废物利用，节约资源的理念正确，正确但不符合题意，故选项错误。
4．有关实验室制取二氧化碳的过程正确的是（　　）
A．原料 B．发生装置 C．干燥 D．验满
【答案】B。
【解析】A．稀硫酸和大理石反应生成的微溶与水的硫酸钙会阻碍反应的进一步进行；故错误；
B．实验室中常用稀盐酸与大理石或石灰石反应来制取二氧化碳，属于固液常温型，可选择该装置来制取，并能控制反应的发生与停止，故正确；
C．生石灰能与二氧化碳反应，所以不能用生石灰来干燥二氧化碳气体，故错误；
D．二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，所以验满时将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满，故错误。
1．用过氧化氢和二氧化锰制取氧气与用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，关于这两个实验的说法错误的是（　　）
A．都是固体和液体反应 B．反应都不需要加热
C．都可以用向上排空气法收集 D．都可以用排水法收集
【解答】解：A、用过氧化氢和二氧化锰制取氧气与用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，均是固体和液体反应，故选项说法正确。
B、用过氧化氢和二氧化锰制取氧气与用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，均属于固液常温型，反应都不需要加热，故选项说法正确。
C、氧气和二氧化碳的密度均比空气的大，都可以用向上排空气法收集，故选项说法正确。
D、氧气不易溶于水，二氧化碳能溶于水，氧气可以用排水法收集，二氧化碳不能用排水法收集，故选项说法错误。
故选：D。
2．可用于实验室制备二氧化碳气体的反应是（　　）
A．木炭还原氧化铜 B．木炭燃烧
C．大理石分解 D．大理石与稀盐酸反应
【解答】解：A.木炭与氧化铜需要在高温条件下反应，浪费能源，不能选用。
B.木炭燃烧，不便于收集二氧化碳，不能选用。
C.大理石分解，反应在高温下反应，浪费能源，不能选用。
D.大理石与稀盐酸在常温下就可以比较快速地发生化学反应，原料廉价易得，易于操作，可选用。
故选：D。
3．某学生设计了如图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：A、图中装置，可通过控制试管中的大理石与稀盐酸的接触，能使反应随时发生或停止，故选项错误。
B、图中装置，大理石放塑料片上，加入稀盐酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应发生和停止，不能控制反应随时发生或停止，故选项正确。
C、关闭止水夹，U型管内压强增大，液体被压入漏斗中，固液分离；打开止水夹后，固液接触，反应进行；能使反应随时发生或停止，故选项错误。
D、图中装置，可以通过上下移动粗铜丝，控制大理石与稀盐酸的接触，能使反应随时发生或停止，故选项错误。
故选：B。
4．制备二氧化碳的下列装置图中哪个装置中既有错误，也不能“即开即用，随关随停”？（　　）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】要想使反应随时发生或随时停止，只要能随时将两种药品接触和分离即可。
“随开随关”原理是利用压强差控制块状固体和液体反应。打开止水夹，利用液体压强使液体与块状固体接触而反应；关闭止水夹，产生气体的压强使液体与块状固体脱离而停止反应；B、C、D都可利用压强差控制反应，A没有隔离板所以不能实现药品分离来控制反应，且该装置内是浓硫酸，硫酸与碳酸钙反应生成的是微溶于水的硫酸钙，会覆盖于碳酸钙的表面阻止反应的发生。
5．下列替换能达到预期目的是（　　）
A．测定空气中氧气含量时，用木炭代替红磷也能得到同样结论
B．硫粉在盛满氧气的集气瓶中燃烧，瓶底的水可用细沙代替
C．实验室制取二氧化碳，可用稀硫酸代替稀盐酸
D．用药匙向试管内添加粉末状固体，可以用纸槽代替
【答案】D。
【解析】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误。
B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫气体，水的作用是吸收二氧化硫，防止污染空气，瓶底的水不能用细沙代替，故选项说法错误。
C、实验室制取二氧化碳，不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与块状石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在石灰石表面，阻止反应的进行，故选项说法错误。
D、用药匙向试管内添加粉末状固体，可以用纸槽代替，故选项说法正确。
知识点二 实验室制取气体的一般思路和方法
1．制取气体的原理
确定制取气体的化学反应原理，即在实验条件下（如常温、加热、加催化剂等），选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
制取氧气：2KMnO4= K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3= 3O2 ↑ + 2KCl
2H2O2 = O2 ↑ + 2H2O
制取二氧化碳：CaCO3+2HCl=CaCl2 + CO2 ↑ + H2O
2．装置的选择
确定制取气体时应采用的实验装置，包括气体发生装置和收集装置。
A B C D
（1）加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气选择的发生装置是 ，
（2）过氧化氢分解制取氧气选择的发生装置是 ，
（3）验室制取二氧化碳选择的发生装置是 。
总结：发生装置选择的依据是 。
E F G
（4）收集二氧化碳选择的收集装置是 ，
（5）收集氧气选择的收集装置是 ，
（6）收集氢气选择的收集装置是 。
总结：收集装置选择的依据是 。
3．检验和验满
（1）氧气的检验： 。
验满： 。
（2）二氧化碳的检验： 。
验满： 。
【思考】能否用燃着的小木条检验二氧化碳？请说明原因。
。
1．利用如图所示装置，用足量的盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应，则下列描述正确的是（　　）
A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2
C．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2
D．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
【答案】D。
【解析】实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能够溶于水，不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
A、CO2可溶于水，但是不溶于饱和碳酸氢钠溶液，因此可以用C装置收集二氧化碳，该选项说法不正确；
B、A装置中的长颈漏斗末端在液面以上，生成的气体会从长颈漏斗逸出，不能收集二氧化碳，该选项说法不正确；
C、选择B、C两种装置，导管b接导管d不能收集到一瓶CO2，该选项说法不正确；
D、选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2，该选项说法正确。
2．（2018秋 石景山区期末）检验CO2是否收集满的正确方法是（　　）
A．将燃着的木条伸入集气瓶内 B．将带火星的木条放在集气瓶口
C．将澄清石灰水倒入集气瓶中 D．将燃着的木条放在集气瓶口
【答案】D。
【解析】本题考查的是二氧化碳的检验和验满，二氧化碳的检验方法是：用澄清的石灰水，观察是否变浑浊；验满方法是：用一根燃着的木条平放在集气瓶口，观察木条是否熄灭。
二氧化碳的验满方法是：将燃着的木条伸至集气瓶口，如果木条熄灭，就证明满了。
3．如图是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，有关说法错误的是（　　）
A．实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入
B．实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②
C．实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管c进入
D．实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放
【解答】解：A、实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管a进入，b进入错误，因为氧气和二氧化碳的密度都比空气大，错误符合题意，故选项正确；
B、如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，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，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；因此实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②正确，正确但不符合题意，故选项错误；
C、实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管c进入正确，因为干燥气体长进短出，正确但不符合题意，故选项错误；
D、实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放正确，因为氧气和二氧化碳的密度都比空气大，正确但不符合题意，故选项错误；
故选：A。
4．在实验室中利用如图装置，可以进行的实验是（　　）
①用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气 ②用KMnO4固体制取氧气
③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气 ④用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳气体
A．①④ B．①② C．②③ D．③④
【解答】解：①用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，反应物是固体和液体，不需要加热，利用如图装置可以进行实验；
②用KMnO4固体制取氧气时需要加热，不能利用如图装置进行实验；
③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气时需要加热，不能利用如图装置进行实验；
④用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳时，反应物是固体和液体，不需要加热，利用如图装置可以进行实验。
故选：A。
5．老师让同学们自己动脑、动手设计能随时控制反应发生或停止的制取二氧化碳的发生装置．室温下1体积水能溶解1体积的二氧化碳．如图所示是小明、小红、张强、李丹四位同学设计的装置，其中你认为符合要求的是（　　）
A．①②③④ B．②④ C．① D．①③④
【解答】解：①大理石在多孔塑料片上，要产生气体时，打开止水夹，长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石产生气体，不用时关闭止水夹，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，符合要求；
②有止水夹，可以通过控制右边止水夹控制反应的发生与停止，符合要求；
③通过试管的上下移动，也能随时控制反应的发生和停止。符合要求；
④通过粗铜丝的上下移动，也能随时控制反应的发生和停止。符合要求。
综上述分析，①②③④都符合题意。所以，A正确，B、C、D错误。
故选：A。
6．实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及下列仪器
（1）利用上述仪器和药品可以制取二氧化碳，你选择的仪器是　 　（填序号），反应的化学方程式是　 　．
（2）若补充一种仪器　 　（填仪器名称），再利用上述仪器和药品还可以制取氧气，制取时的反应化学方程式是　 　．
【解答】解：（1）实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，选用“固+液 常温”型装置，应选择的仪器集气瓶、双孔橡皮塞、锥形瓶和长颈漏斗，药品是石灰石和稀盐酸，不能选用稀硫酸，反应的化学方程式是 CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑．
故填：①②⑦⑧，CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（2）若再利用上述仪器和药品制取氧气，应补充盛放药品的能用来加热的仪器﹣﹣试管，反应还需要集气瓶、单孔橡皮塞和导管、酒精度、铁架台等，二氧化锰做反应的催化剂，反应的化学方程式是2KClO32KCl+3O2↑．
故填：试管；2KClO32KCl+3O2↑．
7．小红在实验室用石灰石和酸来制取二氧化碳，她向盛有大量石灰石的广口瓶中加入足量的酸后，只收集到少量的二氧化碳，原因可能是　 　
A.加的是稀硫酸
B.没有加热
C.没有用玻璃棒进行搅拌
D.　 　
【解答】解：A、加的是稀硫酸，石灰石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在石灰石表面，阻止反应进一步进行，会导致只收集到少量的二氧化碳，故选项正确．
B、该反应在常温下进行，无需加热，故选项错误。
C、该反应无需进行搅拌，故选项错误。
D、装置的气密性不好，会导致生成的二氧化碳逸出，会导致只收集到少量的二氧化碳（合理即可）。
故答案为：A；装置的气密性不好（合理即可）。
8．如图是实验室中制取二氧化碳的装置图，请指出错误并说明理由。
①　 　；
②　 　；
③　 　。
【解答】解：装置中的错误有：长颈漏斗的下端在液面以上，二氧化碳气体会从长颈漏斗逸出；导管进入锥形瓶液体的液面以下，二氧化碳无法从导管中导出；集气瓶口向下了，二氧化碳密度比空气的密度大，应该用向上排空气法收集。
故答案为：①长颈漏斗的下端管口没有伸至液面以下，会导致二氧化碳从长颈漏斗逸出；
②出气的导管口伸入液面以下，会导致无法收集到二氧化碳；
③用向下排空气法收集，会导致无法收集到二氧化碳。
1．如图分别为二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图。其中错误的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C。
【解析】A、长颈漏斗的末端应伸入液面以下，导管刚刚露出塞子，图中所示操作正确。
B、干燥二氧化碳气体时，进气管与出气管的方向是“长进短出”，图中所示操作正确。
C、二氧化碳密度比空气的大，应用向上排空气法收集，且导管应伸入集气瓶的底部，图中所示操作错误。
D、将二氧化碳气体通入到澄清的石灰水中，图中所示操作正确。
2．检验集气瓶中是否收集满二氧化碳可采用的方法是（　　）
A．加入紫色石蕊试液 B．把燃着的木条放在集气瓶口
C．加入石灰水 D．把燃着的木条放入集气瓶内
【答案】B。
【解析】A、紫色的石蕊试液遇到所有的酸性溶液都变红，凡能溶于水显酸性的气体都有同样的现象，所以错误；
B、二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭，能确定气体是否到了瓶口，所以正确。
C、加入澄清的石灰水，观察是否变浑浊，只能证明气体是不是二氧化碳，不能证明气体已满，所以错误；
D、不支持燃烧的气体有多种，将燃着的木条放入集气瓶中，观察是否立即熄灭，不但不能证明气体是否满，也不能证明气体是否是二氧化碳，所以错误。
3．检验某气体是否是CO2的方法（　　）
A．通入澄清的石灰水，观察石灰水是否变浑浊
B．将燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否不灭
C．将燃着的木条放在集气瓶中，观察水条是否熄灭
D．在集气瓶口上方闻气味
【解答】解：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验某气体是否是CO2，通入澄清的石灰水，观察石灰水是否变浑浊。
故选：A。
4．下列是有关二氧化碳的制取、收集、验满和性质检验的图示，其中错误的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，可用图中装置制取，图中所示操作正确。
B、二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，图中所示操作正确。
C、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误。
D、可用导管向试管的紫色石蕊溶液中通入二氧化碳，图中所示操作正确。
故选：C。
1．实验室中制取、收集CO2，并验满，以下各步操作中正确的是（　　）
A．检査气密性 B．添加大理石 C． 收集 D． 验满
【答案】C。
【解析】A．检查图示装置气密性的方法是连接好装置，先将导管放入水中，然后再用手握住试管，观察导管口处是否有气泡冒出，故错误；
B．取用块状固体时，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再让试管慢慢地竖起来，故错误；
C．二氧化碳的密度比空气大，所以可用向上排空气法来收集二氧化碳，故正确；
D．二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，所以验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已满，故错误。
2．下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是（　　）
A．通常情况下二氧化碳密度大于空气，故能用向上排空气法收集
B．二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集
C．在发生装置中加入块状石灰石和硫酸
D．碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热
【答案】C。
【解析】A、通常情况下二氧化碳密度大于空气，故能用向上排空气法收集，故选项说法正确。
B、二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集，故选项说法正确。
C、稀硫酸与块状石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在石灰石表面，阻止反应的进行，不能用于制取CO2，故选项说法错误。
D、碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，属于固液常温型，故气体发生装置不需要加热，故选项说法正确。
3．如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验满的装置图。请回答下列问题：
（1）仪器a的作用是　 　。
（2）写出锥形瓶内发生反应的化学方程式　 　。实验时，锥形瓶内的反应进行较长时间后，将燃着的火柴放在集气瓶口，火焰不熄灭的原因是　 。
（3）实验室不宜采用排水法收集CO2的原因是　 　。
（4）该同学发现制取CO2过程中产生气体的速率太快可能的原因是　
　 （写一点即可），对应的改进措施是　 　。
【答案】（1）添加液体；
（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，长颈漏斗没有伸入液面以下，二氧化碳从长颈漏斗逸出；
（3）二氧化碳易溶于水；
（4）盐酸浓度大或大理石颗粒太小，稀释盐酸或更换大颗粒的大理石。
【解析】（1）仪器a的作用是：添加液体；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，长颈漏斗没有液封，所以实验时，锥形瓶内的反应进行较长时间后，将燃着的火柴放在集气瓶口，火焰不熄灭的原因是：长颈漏斗没有伸入液面以下，二氧化碳从长颈漏斗逸出；
（3）二氧化碳密度比空气大，溶于水，所以实验室不宜采用排水法收集CO2的原因是：二氧化碳易溶于水；
（4）制取CO2过程中产生气体的速率太快可能的原因是盐酸浓度大或大理石颗粒太小，对应的改进措施是稀释盐酸或更换大颗粒的大理石。
4．请结合如图所示装置或仪器回答问题。
（1）写出有标号的仪器名称：①　 　，②　 　。
（2）实验室可用B或C装置制CO2，反应的化学方程式为　 　，选用C装置相对于B装置的优点是　 　。若用碳酸钠粉末和稀硫酸反应制取CO2，则只能选择　 　（填序号）作发生装置，如果选择用D装置收集气体，气体应从　　 （填“a”或“b”）端通入。
（3）实验室可用加热熟石灰与氯化铵的固体混合物的方法制取NH3，可选择　 　（填序号）作发生装置，如果用E装置收集氨气，其中植物油的作用是　 　。
【答案】（1）酒精灯；分液漏斗；（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；可以控制反应的发生与停止；B；b；（3）A；防止氨气溶于水。
【解析】（1）仪器①是酒精灯，②是分液漏斗；
（2）在实验室中常用碳酸钙与盐酸反应来制取二氧化碳，同时生成氯化钙和水，选用C装置相对于B装置的优点是可以控制反应的发生与停止；若用碳酸钠粉末和稀硫酸反应制取CO2，反应速率过快，为控制反应的速率，可采用装置B来控制滴加液体试剂的速率来控制反应的速率；二氧化碳的密度比空气大，用D装置收集气体，气体应从长管进入；
（3）实验室可用加热熟石灰与氯化铵的固体混合物的方法制取NH3，可属于固体加热型，选择装置A来制取；氨气极易溶于水，所以用E装置收集氨气，加入植物油是为了防止氨气溶于水。
5．初中化学兴趣小组利用如图装置进行多角度探究常见的气体的制取与性质。
探究一 气体的制取探究
（1）写出仪器名称：①　 　。
（2）用装置A制取二氧化碳反应的化学方程式为　 　；若用该装置制取氧气，其化学方程式为　 　。
（3）生活中有很多物品可以代替实验仪器。关闭K2和K3，打开K1，若用装置F所示的医用塑料袋排空气法收集CO2，则装置　 　（“a”或“b”）端与B装置相连。
探究二 气体的性质探究
打开K2，关闭K1、K3，用于检验二氧化碳的性质
（4）若装置C中装有紫色石蕊试剂，可观察到　 　现象，证明了二氧化碳与水发生了反应。若装置C装有澄清石灰水，则反应化学方程式为　 　。
探究三 生成气体的速率研究
打开K3，关闭K1、K2，可测一段时间内生成气体的速率
（5）实验室用一定质量大理石与稀盐酸反应，所得数据如表（酸足量）：
大理石质量（反应前） 剩余固体质量（反应后） E装置收集液体体积 反应时间
12.0g 2.0g 2000mL 100s
若生成气体的反应速率公式V＝△V/△t表示，（△V表示生成气体的体积，△t表示反应时间，CO2的密度约为2g/L），则生成气体的速率为　　mL/s。
【实验思考】若用该组合装置收集氧气，装置D上方原有的空气对收集气体的体积的测定是否有影响？并说明理由。　 　。
【答案】（1）长颈漏斗；
（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； 2H2O22H2O+O2↑；
（3）a；（4）紫色溶液变成红色； Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；
（5）20
【实验思考】没有影响。盛有水的集气瓶与大气压强相等，当有氧气生产时，集气瓶内压强增大，将水排出；
【解析】（1）仪器①是长进漏斗；
（2）实验室利用石灰石或大理石与稀盐酸反应生成二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；此装置为固液不加热型，实验室利用过氧化氢制氧气也可用此装置，过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气，方程式为：2H2O22H2O+O2↑；
（3）二氧化碳的密度大于空气密度，采用向上排空气法收集，F中袋口朝下，因此二氧化碳应该从a短进；
（4）在A中反应生成了二氧化碳，二氧化碳和水反应生成碳酸，酸能使紫色石蕊变红，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，方程式为：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O
（5）装置D上方的空气对实验结果没有影响，因为盛有水的集气瓶与大气压强相等，当有氧气生产时，集气瓶内压强增大，将水排出，排出水的体积就是二氧化碳的体积。
6．实验室中有下列各种装置，据图回答问题：
（1）图D中标号为X的仪器名称是 　 　。
（2）实验室里制取二氧化碳气体，可选用的装置是（填字母代号） 　 　；实验室里用B装置制取氧气的化学方程式为 　 　。
（3）现要用如图G所示的装置收集一瓶氧气，则氧气应从 　 　进气（填m或n）。
【解答】解：（1）水槽是盛水的仪器，故答案为：水槽；
（2）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、二氧化碳，因此不需要加热；A中长颈漏斗的下口在液面上方，是错误装置，因此选B；如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，要注意配平；故答案为：B；2H2O22H2O+O2↑；
（3）现要用如图G所示的装置收集一瓶氧气，则氧气应从长管进入，因为氧气的密度比空气大；故答案为：n。
7．在实验室中，我们常用如图所示装置制取和收集某些气体。
（1）写出a仪器的名称：　 　。
（2）实验室制取二氧化碳时，你选择的装置组合为 　 　，化学反应方程式为 　 　。
（3）若用F装置收集氢气，进气端应选择 　 　端（用“b”或“c”填空）。
【解答】解：（1）a仪器的名称是集气瓶。
（2）实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，同时生成氯化钙、水，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；属于固液常温型，所以应该选择B或C装置来制取二氧化碳气体；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，应用向上排空气法收集，所以应该选择D装置或F装置来收集二氧化碳。
（3）氢气的密度比空气的小，若用F装置收集氢气，进气端应选择c端，将空气从长导管排出。
故答案为：
（1）集气瓶；
（2）BD或BF或CD或CF；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）c。
8．实验室常用如图所示的装置制取气体，请回答下列问题。
（1）从节能、易操作角度考虑，实验室制取氧气 　 　（填“A”或“B”）装置更好；
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 　 　；若用装置C收集二氧化碳，无法收集满，则可能的原因是 　 　。
【解答】解：（1）从节能、易操作角度考虑，实验室制取氧气B；因为A需要加热，需要热能；故答案为：B；
（2）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，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，因此不需要加热；若用装置C收集二氧化碳，无法收集满，则可能的原因是：装置漏气或药品的量不足等；故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；装置漏气或药品的量不足等。
9．如图1是利用数字化仪器测定CO2含量的探究实验。
（1）图A中用注射器代替长颈漏斗的优点是 　 　。
（2）用装置A制取CO2气体，不选用无挥发性的稀硫酸与块状石灰石反应的原因是 　 　。
（3）采用D图装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内（NaOH溶液均过量），得到如图2所示的压强随时间变化的曲线图。该实验说明 　 　（选填“排水法”或“排空气法”）收集到CO2的含量较高，请结合图像说明你的理由：　 　。
【解答】解：（1）长颈漏斗可以控制稀盐酸的滴加速率，故答案为：可以控制稀盐酸的滴加速率；
（2）用装置A制取CO2气体，不选用无挥发性的稀硫酸与块状石灰石反应的原因是：由于生成的硫酸钙微溶于水，附着在石灰石表面，阻止稀硫酸进一步与石灰石接触，反应停止；故答案为：由于生成的硫酸钙微溶于水，附着在石灰石表面，阻止稀硫酸进一步与石灰石接触，反应停止；
（3）采用D图装置，将注射器中等量、等浓度的氢氧化钠溶液分别注入用排水法和排空气法收集的CO2气体的锥形瓶内（NaOH溶液均过量），得到如图2所示的压强随时间变化的曲线图。该实验说明：排水法收集到CO2的含量较高，请结合图像说明我的理由：注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体锥形瓶内压强变化较大；故答案为：排水法；注入氢氧化钠溶液后，排水法收集到的气体锥形瓶内压强变化较大。
10．根据下列装置图，回答有关问题。
（1）A装置中可用作热源的仪器名称为 　 　。
（2）图G是实验室制取二氧化碳的创新装置，装置B、G都可以作为实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体的发生装置，反应的化学方程式为 　 　；这两个装置共同的优点 　 　。
（3）若用装置F收集某气体的适宜时刻是 　 　。
【解答】解：（1）酒精灯是常用的加热仪器，故答案为：酒精灯；
（2）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，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，因此不需要加热；装置B、G两个装置共同的优点：可以控制反应的发生和停止；故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；可以控制反应的发生和停止；
（3）若用装置F收集某气体的适宜时刻是：当气泡连续均匀的冒出时；故答案为：当气泡连续均匀的冒出时。
11．现提供制取气体的发生装置和收集装置如图：
（1）仪器a的名称是 　 　；
（2）实验室制取CO2的原理：　 　（用化学方程式表示）；
（3）与装置C相比，装置B中使用长颈漏斗的优点是 　 　；
（4）若在实验室用装置A、E组合制取某种气体，应满足的条件有下列中的 　 　。
①反应物中有液体②反应在加热条件下进行
③制得的气体密度比空气大④制得的气体密度比空气小
⑤制得的气体易溶于水⑥制得的气体难（不易）溶于水
【解答】解：（1）仪器a的名称是锥形瓶。
（2）实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，同时生成氯化钙、水，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（3）与装置C相比，装置B中使用长颈漏斗的优点是可以随时添加液体药品。
（4）在实验室用装置A、E组合制取某种气体，A属于固体加热型，反应在加热条件下进行、反应物均为固体；E是向下排空气法，制得的气体密度比空气小。
故答案为：
（1）锥形瓶；
（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）可以随时添加液体药品；
（4）②④。
12．根据图示回答下列问题。
（1）仪器①的名称是 　 　。
（2）实验室制取二氧化碳应选择的发生装置和收集装置的组合是 　 　（填序号）。
（3）实验室用C装置收集氧气，其验满的方法是 　 　。
【解答】解：（1）试管是常用的反应容器，故答案为：试管；
（2）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和水和二氧化碳，因此不需要加热。二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；故答案为：BC；
（3）氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了；故答案为：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了。
13．参照实验室制取二氧化碳的思路，我们来体验一次气体制取的实验探究。
（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如表：
组别 药品 实验现象
① 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中
② 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③ 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式为 　 　；不选择第③组药品的原因是 　 　。
（2）选择装置。
若要组装一套制取二氧化碳的发生装置可选择图中的 　 　（填写字母序号），与制取氧气的装置进行比较，你认为选择该套发生装置的依据是 　 。
（3）收集气体。
可选用装置F收集CO2，检验二氧化碳已经集满的操作和现象是 　 　。用该套装置还可以制取和收集氧气，则实验时所需的药品名称是 　 　。
【解答】解：（1）实验室制取CO2，是在常温下，用石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，因此不需要加热；不选择第③组药品的原因是：产生气泡速率很快，不利于收集气体；故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；产生气泡速率很快，不利于收集气体；
（2）若要组装一套制取二氧化碳的发生装置可选择图中的ABCD；选择该套发生装置的依据是：反应物是固体与液体、反应的条件是常温；故答案为：ABCD；反应物是固体与液体、反应的条件是常温；
（3）二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；如果用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气就不需要加热；故答案为：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；过氧化氢溶液和二氧化锰。
14．某市中考化学实验操作考试有四个考题：①粗盐提纯；②酸的化学性质；③二氧化碳的制取、收集和验满；④氧气的制取、收集和验满。考试的方法是由考生抽签确定考题，小凯同学抽签后被监考老师引导至准备了下列仪器和药品的实验台前：
请回答：
（1）指出图中仪器a的名称：　 　；
（2）由实验台上提供的仪器和药品，你认为小凯抽到的是第 　 　个考题；
（3）如图是小凯完成该实验主要操作过程的示意图。按评分标准，每项操作正确得1分，满分5分，实验完毕后小凯得了3分。请找出他失分的操作并说明原因：　 　；
（4）仅用上述仪器（药品另选），也能完成另一种常见气体的实验室制取，化学方程式为：　 　；
（5）甲烷是一种无色、无味，难溶于水，密度比空气小的气体。若用如图装置收集甲烷，甲烷应从 　 　端进入（选填“A”或“B”），当气体由B管进A管出时，可用于收集密度比空气 　 　（填“大”或“小”）的气体；当气体由A管进B管出时，能收集的气体有 　 　（至少填2种气体）。
【解答】解：（1）仪器a是铁架台；
（2）根据二氧化碳的实验室制法和提供的仪器、药品、实验的操作可以推测出小凯抽到的是二氧化碳的制取、收集和验满；故选：③；
（3）小凯的操作中出现了两个错误：取液时瓶塞未倒放、验满时不能把燃着的火柴伸入集气瓶内；
（4）实验室用过氧化氢制氧气（或锌与稀硫酸制取氢气）为固体且反应不需加热的装置，反应原理为2H2O22H2O+O2↑（或Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑）；
（5）甲烷的密度比空气的密度小，采用向下排空气法收集，甲烷应从B口进；当气体由A管进B管出时，收集的气体密度比空气大，能收集的气体有CO2、O2等。
故答案为：（1）铁架台；（2）③；（3）取液时瓶塞未倒放；验满时不能把燃着的火柴伸入集气瓶内；
（4）2H2O22H2O+O2↑ （或Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑）；（5）B；小；CO2；O2。
15．如图是实验室常用气体制备装置。请回答下列问题：
（1）写出标号仪器的名称：①　 　，②　 　。
（2）实验室制取二氧化碳时所用的发生装置为 　 　（填字母）。
（3）实验室制取氨气的反应为：Ca（OH）2（固）+2NH4Cl（固）CaCl2（固体）+2H2O+2NH3↑，要制取并收集干燥的氨气，所选发生装置和收集装置的组合是 　 　。（填字母）
【解答】解：（1）①是集气瓶；②是长颈漏斗；
（2）实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，属于固、液常温型，适合用装置B作发生装置；
（3）实验室制取氨气的反应为：Ca（OH）2（固）+2NH4Cl（固）CaCl2（固体）+2H2O+2NH3↑，该反应属于固、固加热型，适合用装置A作发生装置，氨气的密度比空气小，不和碱石灰反应，可用碱石灰干燥，要收集较干燥的氨气，可用装置E收集。
故答案为：
（1）集气瓶；长颈漏斗；
（2）B；
（3）AGE。
16．如图实验装置：
（1）仪器a的名称是 　 　。
（2）图一中装置 　 　可用来作为实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置，其制取二氧化碳的化学方程式是 　 　。
（3）下列关于图一装置说法正确的是 　 　。（填序号）
①若A装置是制取氧气的发生装置，则试管内加热的药品是高锰酸钾。
②若用C装置来收集氧气，验满的方法是将带火星的木条放到n口，观察是否复燃。
③若用D装置制取氧气，该装置可以控制制取氧气的发生与停止。
（4）利用制得的氧气进行图二实验，两个集气瓶底部都铺水的目的是 　 　。
【解答】解：（1）仪器a是分液漏斗，故填：分液漏斗；
（2）实验室制取二氧化碳选用碳酸钙和稀盐酸反应，发生装置应该选择固液不加热型，即装置B；碳酸钙与盐酸反应的方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；故填：B；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）①若A装置是制取氧气的发生装置，由于装置内试管口没有塞棉花，则试管内加热的药品是氯酸钾和二氧化锰，说法错误；
②若用C装置来收集氧气，由于氧气的密度比空气大，因此氧气从m端通入，因此验满的方法是将带火星的木条放到n口，观察是否复燃，说法正确；
③若用D装置制取氧气，由于二氧化锰是粉末状，D装置不能将固体和液体进行分离，因此该装置不能控制制取氧气的发生与停止，说法错误；
故填：②；
（4）由于硫燃烧会产生有毒气体二氧化硫、磷燃烧会产生有毒的白烟，因此集气瓶底部加入少量水，吸收有害物质，防止污染空气，故填：吸收燃烧产生的有毒物质，防止污染空气。
17．利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
（1）写出标号仪器名称①　 　。
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式为：　 　；其中装置B或C均可用于制取二氧化碳。与装置B相比较，使用装置C的优点为 　 　。
（3）检验二氧化碳气体时所用的试剂是 　 　（填物质名称）；反应的化学方程式为 　 　，若用装置G收集二氧化碳，证明二氧化碳收集满的操作是 　 　。
（4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水的气体。制取并收集氨气，应从图A﹣F中选择 　 和_________（填序号）。
【解答】解：（1）标号仪器①的名称是长颈漏斗；故填：长颈漏斗；
（2）在实验室中，通常用大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，大理石和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，化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；C装置的优点是可以控制反应的发生与停止；故填：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；可以控制反应的发生与停止；
（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以检验二氧化碳气体时所用的试剂是澄清的石灰水；化学方程式为CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；二氧化碳的密度比空气大，若用装置G来收集二氧化碳时，二氧化碳应从长管进入，验满时将燃着的木条放在b导管口处，若木条熄灭，证明二氧化碳已满；故填：澄清的石灰水；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；将燃着的木条放在b导管口处，若木条熄灭，则二氧化碳已满；
（4）在实验室中，常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气，该反应属于固体加热型，选择装置A来作为氨气的发生装置，在标准状况下，氨气（NH3）的密度约为0.8g/L，空气的密度约为1.3g/L，且1体积水约能溶解700体积的氨气，所以只能采用向下排空气法来收集氨气；故填：A；F。

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