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课题3 二氧化碳的实验室制取
第1课时 实验室制取二氧化碳的原理及装置
教学目标 1.初步学习二氧化碳的实验室制取原理，选择合适的试剂进行实验。2.探究实验室制取二氧化碳的装置，能设计简单的实验制备并检验二氧化碳。
重点和难点 重点：实验室制取二氧化碳的装置选择。难点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理。
◆知识点一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理
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
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 ，不便于收集
通过上述对比实验可知，实验室常用 和 (或 ，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
综合考虑,实验室制取二氧化碳的反应原理为 。
二氧化碳的工业制法工业制取二氧化碳的方法是高温煅烧石灰石生成氧化钙(俗称 )和二氧化碳,化学方程式为 。
即学即练
◆知识点二 实验室制取二氧化碳的装置
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(或液体)与液体 常温 Ⅱ固(液)液常温型
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
（2）确定气体收集装置
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
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 方法或注意事项
检验 澄清石灰水 ，否则不是
验满 燃着的木条 ，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 盖住( 向下)
检验和验满在试剂选择和方法上的区别检验——利用某气体的特性，使用某种方法验证该气体是什么气体。验满——已知该气体是什么气体，使用某种方法来检验该气体已收集满。示例；检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而不用燃着的木条，因为除二氧化碳外，氮气也不支持燃烧。
即学即练
1．实验室制备CO2根据下列仪器装置，回答问题。
（1）写出标号仪器的名称：a. ，b. 。
（2）制取CO2可在A~E中选用装置 ；其反应的化学方程式是 ，装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。如果反应过程中要控制反应速率，则需要选择的仪器是 。
2．某化学兴趣小组设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：
（1）仪器①的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气并收集较为纯净的氧气时应选用 （填字母）装置，化学方程式为： 。用D装置收集氧气，当导管口 时开始收集。
（3）实验室用B装置制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸至液面以下，理由是 ，如果用F装置装有适量石灰水检验二氧化碳，请写出发生反应的化学方程式： ，用装置G测量二氧化碳的体积时，若G中无植物油，则测得的二氧化碳的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
考点一 应用制取二氧化碳反应原理的计算
【例1】某钙片的主要成分为碳酸钙。兴趣小组为测定每片钙片中碳酸钙的质量，设计以下两种方案。根据要求回答问题。
实验方案 方案一 方案二
实验步骤
数据收集 反应前：468.9 g反应后：465.6 g 反应前：384.5 g反应后：384.7 g
（1）用方案 测量的数据计算，结果更贴近钙片中碳酸钙质量的真实值。
（2）用你选择的方案计算每片钙片中碳酸钙的质量，写出计算过程。
【变式1-1】水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，某小组为了测定某锅炉房水垢中碳酸钙的含量，将过量的稀盐酸加入到100克水垢中，将产生的CO2气体通入足量的NaOH溶液中，同时测量3分钟内NaOH溶液增加的质量，结果如下：
反应时间/秒 0 30 60 90 120 150 180
增加的质量/克 0 15 25 30 33 33 33
试回答下列问题：
（1）100g水垢与盐酸反应生成的CO2最多是 g。
（2）计算水垢中碳酸钙的质量分数(计算结果精确至1%)。
（3）请在坐标纸上，画出产生CO2气体的质量随反应时间变化的曲线。
【变式1-2】鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙(其他成分不溶于水也不与酸反应)。化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，进行了如图实验∶
请分析并计算：
（1）生成二氧化碳的质量为 g。
（2）鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
【变式1-3】学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：
实验 1 2 3 4
加入样品的质量/g 5 10 15 20
生成CO2的质量/g 1.76 3.52 4.4 m
（1）哪几次反应中矿石有剩余？
（2）上表中m的数值是 ；
（3）试计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数。
考点二 实验室制取二氧化碳的数字化实验分析
【例2】某兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中，连接上压强传感器，如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是
A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石反应完全
C．c点对应的操作是关闭弹簧夹 D．图像所示过程中一直生成二氧化碳气体
【变式2-1】CO2的制备和性质，下列说法不正确的是
A．反应过程中若关闭B装置中的活塞，可观察到长颈漏斗中液体上升
B．验证C装置中二氧化碳已收集满，燃着木条应放在m口
C．等体积的三瓶CO2，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，振荡使氢氧化钠溶液与二氧化碳立刻反应，数据如图2，其他条件一致，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好
D．用图3测定生成二氧化碳体积，有气泡产生就马上收集，才能准确测定产生气体的体积
【变式2-2】利用数据传感技术比较块状和粉末状的碳酸钙与足量稀盐酸反应的快慢。按如图装置进行实验，倾斜锥形瓶，使10mL稀盐酸与固体充分接触，瓶内气压随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A．
B．图中b、d点的溶质都为
C．对比a、c点或b、d点可知，粉末状碳酸钙反应更快
D．秒内，粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多
考点三 制取二氧化碳实验的设计及分析
【例3】气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置回答问题。
（1）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面以下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。
（2）实验室用石灰石和稀盐酸混合制取CO2的化学方程式为 ，利用该反应及C装置制取少量CO2的主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②组装仪器；③向分液漏斗中注入稀盐酸；④向锥形瓶中放入石灰石；⑤收集气体。正确的操作顺序是 。
（3）用F装置而不用D装置收集CO2气体的原因是 。
（4）大气中二氧化碳含量上升带来的环境问题是 。
【变式3-1】化学实验是学习和研究化学的重要途径。
I．二氧化碳的实验室制取与性质
（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的发生装置的组合是 (填字母)；发生反应的化学方程式为 。
（2）若用G装置收集，应从 (填“a”或“b”)端进气；要检查二氧化碳是否已经收集满，方法是 。
（3）下列是验证二氧化碳性质的实验。
实验装置 实验现象 实验结论
装置一： 具有不可燃、不支持燃烧，且密度比空气大的性质
装置二： 甲中纸花不变色，乙中纸花变红色
【变式3-2】实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答下列问题。
（1）可在B装置中加入块状石灰石和稀盐酸制取CO2
①仪器a的名称是 ， 仪器b的名称是 。
②打开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入稀盐酸，溶液至浸没块状石灰石，立即产生CO2，写出此反应的化学方程式 。
③收集完气体后，应 (填操作)，液体被压入长颈漏斗，试管内液面降至多孔隔板以下反应停止。
（2）①C装置用铂丝(可上下移动)作催化剂。安全管(上下开口的玻璃管，用于检测装置内压强变化)下端浸没于H2O2溶液中，将铂丝插入溶液，立即产生O2，该反应的化学方程式为 。
②若烧瓶内压强过大，安全管中液面会快速上升，当出现上述现象时，应采取的措施是 。
（3）实验室常用加热固体氯化铵与熟石灰混合物的方法制取氨气(NH3)， 该气体密度小于空气，且极易溶于水。
①在实验室通风橱中，用上述方法制取并收集氨气，应该选择的仪器组合是 (填装置下方的字母)。
②由于水吸收氨气形成的溶液显碱性，将湿润红色石蕊试纸放在瓶口，当观察到 可知氨气收满。
【变式3-3】含碳物质之间的相互转化成就了自然界中的碳循环。正确认识和利用二氧化碳对环境保护和人类生存具有重要意义。
【二氧化碳的制取】
（1）表中是实验室常用的仪器，补齐一组中仪器与名称的连线 。
（2）组装一套便于添加稀盐酸制取二氧化碳气体的发生装置，用到的仪器有 (选填字母序号)。常用的收集方法是 (选填“向上”或“向下”)排空气法，若用G装置收集一瓶二氧化碳，验满的方法是 。
【二氧化碳的性质】
二氧化碳能溶于水且部分与水发生反应。地球表面70%以上的区域被水覆盖，二氧化碳能对自然界的水产生多大影响呢？小亮借助数字化技术对此进行了定量探究(图1)，收集数据如图2、图3所示。
（3）由图2中 信息可知，二氧化碳能溶于水； 信息可知，二氧化碳在水中的溶解有一定限度。由图3中 信息可知，二氧化碳部分与水发生反应，反应的化学方程式为 。
【研究反思】
（4）大气中二氧化碳的含量正在逐年升高。结合上述定量研究可以看出，这种变化对水体的直接危害是 ，为遏制这种现象持续发展，下列措施可行的有 (选填字母序号)。
A．扩大太阳能、风能等可再生能源的利用 B．植树造林
C．禁止使用化石燃料 D．科技创新，低碳生活
基础达标
1．实验室欲制取二氧化碳，你认为最合适的方法是
A．木炭燃烧
B．煅烧石灰石
C．石灰石跟稀硫酸反应
D．大理石跟稀盐酸反应
2．实验室里制取CO2，下列操作、药品和装置选择合理的是
A．选择药品 B．发生装置
C．收集装置 D．检验
3．实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，一定不需要的仪器是
A．导气管 B．试管 C．酒精灯 D．集气瓶
4．如图是小明完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中符合操作的是
A．气密性检查 B．加入石灰石
C．收集气体 D．气体验满
5．用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是
A．收集 B．收集
C．检验 D．监控气体流速
6．实验室制取二氧化碳时，向盛有石灰石的锥形瓶中加入酸后，过一会儿石灰石表面几乎没有气泡产生，其原因是（ ）
A．锥形瓶塞处漏气 B．没有加热
C．加入的是稀硫酸 D．没有用玻璃棒搅拌溶液
7．下图是二氧化碳制取和性质实验的一体化装置。下列说法错误的是
A．制取装置可控制反应的发生与停止
B．低蜡烛比高蜡烛的火焰先熄灭
C．下方湿润的石蕊试纸先变红
D．澄清石灰水变浑浊，该反应为分解反应
8．通常情况下，硫酸与大理石反应很难产生持续的气流。为探究用硫酸与大理石反应制取CO2的优化条件，进行如下实验。下列说法错误的是
序号 硫酸体积/mL 硫酸浓度/% 粒状大理石的质量/g 搅拌速率/（r min ）
2粒/g 5粒/g
1 15 2.5 15 0 0
2 15 2.5 15 0 750
3 15 2.5 n 0 1250
4 15 1 15 0 1250
5 15 1 0 15 1250
A．实验1和2对比可探究搅拌速率的影响
B．实验4和5对比可探究大理石颗粒大小的影响
C．欲探究硫酸浓度的影响，n的值应为0
D．搅拌可使微溶的硫酸钙不易附着在大理石表面
9．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
综合应用
10．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．装置中的铜网可用铁丝网代替
D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气
11．为测定石灰石与稀盐酸产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置，对于该实验，下列说法错误的是

A．不可用稀硫酸代替稀盐酸
B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小
C．所加稀盐酸的体积对测定结果无影响
D．实验测得CO2的体积偏小可能是因为左侧Y型管中有二氧化碳残留
12．根据下列制取二氧化碳的实验装置，回答有关问题：
（1）图1中仪器a的名称是 ；该装置中仪器a下端管口要 ，以防止生成的气体从仪器a中逸出。
（2）图2装置的优点是 。
（3）图3装置的优点是 。
（4）图4为某种微型实验装置，实验使用的试剂量少，产生的废弃物少。用该装置完成“制取并检验”的实验。图4中的微型塑料滴管相当于图5中的 （填“a”或“b”）。
13．实验室现有高锰酸钾、大理石、棉花以及如下图所示仪器。请回答下列问题：
（1）仪器a的名称 。
（2）利用上述试剂及所给的仪器制取较纯净的氧气，应选择的装置为 。
（3）若要制取二氧化碳，则需要补充一种液体试剂为① ，发生反应的化学方程式为② 。
（4）收集二氧化碳只能选择装置 (填序号)，选择的理由是由于二氧化碳具有 (填序号)的物理性质。
A．密度比空气大 B．能与水反应 C．能溶于水 D．难溶于水
（5）若用装置C制二氧化碳，当关闭止水夹，多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母b、c、d对图中所示现象进行排序)。
拓展培优
14．化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。
（1）实验室制取CO2及性质检验
i．仪器B的名称是 。实验室制取CO2的化学方程式为 。
ii．图1中 组合(填字母)，与图2的发生装置具有相同的优点。
iii．用图2装置制备CO2并验证其性质。烧杯中的现象是 ，说明CO2密度比空气大。检验CO2时，将装有澄清石灰水的洗气瓶 (填“b”或“c”)端连接到橡胶管a上。
（2）二氧化碳的捕集与利用
①捕集——人工固碳：将二氧化碳和水混合注入地下玄武岩中最终形成石头(碳酸盐)。此转化方式属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②资源化利用：我国科学家利用二氧化碳人工合成了葡萄糖和脂肪酸，其主要流程如图3：
i．阶段Ⅰ涉及的物质中CO2与CO的性质不同，其原因是 。
ii．阶段Ⅱ中发生的反应为一氧化碳和水在一定条件下反应生成乙酸(C2H4O2)和一种可用于医疗急救的气体单质，写出反应的化学方程式： 。
15．实验是科学探究的重要方式，请结合图示回答下列问题：
（1）图1中仪器②的名称是 。
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，若想控制反应速率，可选择图1的装置为 （填字母），反应的化学方程式为 。
（3）用图2装置进行CO2性质的探究实验。
①开始反应后可以观察到澄清石灰水 ，发生的化学方程式为 。
②观察到浸有紫色石蕊溶液的纸花变成红色，使紫色石蕊纸花变色的物质是 （填化学式）。
③导管末端观察到b处燃烧的小木条先熄灭，a处燃烧的小木条后熄灭，说明二氧化碳的物理性质是 。
【跨学科实践】
（4）兴趣小组利用实验室制取二氧化碳的原理发明与生活相关的装置，设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置，如图3所示。气量调节阀能控制气体的流量，B瓶的作用是 。绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环；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 的位置（填“1”、“2”或“3”）。
（5）CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图4所示。生成CH4的总反应化学方程式为 。
16．完成下列填空：
（1）二氧化碳的制备和性质检验
①请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式： 。
②上图为改良后的实验装置，改用医用注射器的优点是 。
③石灰石和稀盐酸足量，充分实验后：c处的现象是 ；撤走c，将b玻璃片移动到导管下端，可观察到湿润蓝色石蕊试纸 （选填“变红”或“不变色”）；当导管伸入d后，导致明显现象的反应方程式是 。
（2）减碳行动
①面对气候变化等全球性危机和挑战，我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这里的“碳”指的物质是 （填化学式）。
②根据上图中信息，光合作用发生的基本原理是：，则X的化学式为 ；请结合所学知识，分析我们可采取的减少碳排放的措施有哪些（写一条） 。
答案和解析
教学目标 1.初步学习二氧化碳的实验室制取原理，选择合适的试剂进行实验。2.探究实验室制取二氧化碳的装置，能设计简单的实验制备并检验二氧化碳。
重点和难点 重点：实验室制取二氧化碳的装置选择。难点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理。
◆知识点一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理
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
综合考虑,实验室制取二氧化碳的反应原理为CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
二氧化碳的工业制法工业制取二氧化碳的方法是高温煅烧石灰石生成氧化钙(俗称生石灰)和二氧化碳,化学方程式为CaCO3CaO+CO ↑。
即学即练
◆知识点二 实验室制取二氧化碳的装置
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(或液体)与液体 常温 Ⅱ固(液)液常温型
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
（2）确定气体收集装置
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
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 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)
检验和验满在试剂选择和方法上的区别检验——利用某气体的特性，使用某种方法验证该气体是什么气体。验满——已知该气体是什么气体，使用某种方法来检验该气体已收集满。示例；检验二氧化碳一般用澄清石灰水，而不用燃着的木条，因为除二氧化碳外，氮气也不支持燃烧。
即学即练
1．实验室制备CO2根据下列仪器装置，回答问题。
（1）写出标号仪器的名称：a. ，b. 。
（2）制取CO2可在A~E中选用装置 ；其反应的化学方程式是 ，装置F是在装置B基础上的改进，其优点是 。如果反应过程中要控制反应速率，则需要选择的仪器是 。
【答案】（1）试管 集气瓶
（2）BC 可以控制反应的发生和停止 分液漏斗
【解析】（1）由图可知，仪器a、b分别为试管和集气瓶；
（2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，选用固液常温型发生装置，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，用向上排空气法收集，故选BC；大理石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故化学方程式为：；相比装置B，装置F带有多孔隔板和活塞夹，关闭活塞，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞，气体排出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止；如果反应过程中要控制反应速率，可将长颈漏斗换为分液漏斗，通过分液漏斗的活塞控制液体的滴加速度，从而控制反应速率。
2．某化学兴趣小组设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：
（1）仪器①的名称为 。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气并收集较为纯净的氧气时应选用 （填字母）装置，化学方程式为： 。用D装置收集氧气，当导管口 时开始收集。
（3）实验室用B装置制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸至液面以下，理由是 ，如果用F装置装有适量石灰水检验二氧化碳，请写出发生反应的化学方程式： ，用装置G测量二氧化碳的体积时，若G中无植物油，则测得的二氧化碳的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）AD 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 气泡连续均匀冒出
（3）防止二氧化碳气体从长颈漏斗下端逸出 偏小
【解析】（1）由图可知，仪器①的名称为长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，属于固-固加热型，选择的发生装置为A；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集，采用排水法收集气体较纯净，选择的收集装置为D；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；D装置为排水集气法，由于刚开始冒出的气泡混有试管中的空气，用D装置收集氧气，当导管口气泡连续均匀冒出时开始收集，故填：AD；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；气泡连续均匀冒出；
（3）实验室用B装置制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸至液面以下，理由是防止二氧化碳气体从长颈漏斗下端逸出；用F装置装有适量石灰水检验二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为；用装置G测量二氧化碳的体积时，若G中无植物油，由于二氧化碳能溶于水且能与水反应，则会导致测得的二氧化碳的体积偏小，故填：防止二氧化碳气体从长颈漏斗下端逸出；；偏小。
考点一 应用制取二氧化碳反应原理的计算
【例1】某钙片的主要成分为碳酸钙。兴趣小组为测定每片钙片中碳酸钙的质量，设计以下两种方案。根据要求回答问题。
实验方案 方案一 方案二
实验步骤
数据收集 反应前：468.9 g反应后：465.6 g 反应前：384.5 g反应后：384.7 g
（1）用方案 测量的数据计算，结果更贴近钙片中碳酸钙质量的真实值。
（2）用你选择的方案计算每片钙片中碳酸钙的质量，写出计算过程。
【答案】（1）一
（2）生成二氧化碳的质量为：468.9g-465.6g=3.3g
设5片钙片中碳酸钙的质量为x
x=7.5g
每片钙片中碳酸钙的质量为=1.5g
答：每片钙片中碳酸钙的质量为1.5g。
【解析】（1）方案一中碳酸钙与盐酸反应产生氯化钙、水和二氧化碳气体，二氧化碳逸出，反应后装置内总质量减小，利用反应前后装置的质量差计算出生成二氧化碳的质量，然后利用二氧化碳质量来计算碳酸钙的质量，方案二中将碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳通入澄清石灰水中，利用盛澄清石灰水的烧杯反应前后的质量差计算出生成的二氧化碳质量，然后利用二氧化碳质量计算碳酸钙质量，因方案二中澄清石灰水放置在烧杯中，二氧化碳可能会部分逸出，且空气中二氧化碳也会被澄清石灰水吸收，从而影响计算结果，所以用方案一测量的数据计算，结果更贴近钙片中碳酸钙质量的真实值。
（2）见答案。
【变式1-1】水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，某小组为了测定某锅炉房水垢中碳酸钙的含量，将过量的稀盐酸加入到100克水垢中，将产生的CO2气体通入足量的NaOH溶液中，同时测量3分钟内NaOH溶液增加的质量，结果如下：
反应时间/秒 0 30 60 90 120 150 180
增加的质量/克 0 15 25 30 33 33 33
试回答下列问题：
（1）100g水垢与盐酸反应生成的CO2最多是 g。
（2）计算水垢中碳酸钙的质量分数(计算结果精确至1%)。
（3）请在坐标纸上，画出产生CO2气体的质量随反应时间变化的曲线。
【答案】（1）33
（2）设100g水垢中碳酸钙的质量为x，则
解得x=75g
则水垢中碳酸钙的质量分数为
答：水垢中碳酸钙的质量分数为75%。
（3）
【解析】（1）由于二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，则溶液增加的质量为生成的二氧化碳的质量，由表中内容可知，100g水垢与盐酸反应生成的CO2最多是33g。
（2）见答案。
（3）根据表中内容，可知产生CO2气体的质量随反应时间变化的曲线为：。
【变式1-2】鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙(其他成分不溶于水也不与酸反应)。化学兴趣小组为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，进行了如图实验∶
请分析并计算：
（1）生成二氧化碳的质量为 g。
（2）鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
【答案】（1）4.4
（2）解：设参加反应的CaCO3的质量为x。
x=10 g
鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为
答：鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为80%。
【解析】（1）碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，化学方程式为。根据质量守恒定律，反应前物质的总质量为鸡蛋壳质量与稀盐酸质量之和，即，反应后固液混合物质量为108.1g，所以生成二氧化碳的质量为。
（2）根据二氧化碳的质量计算，见答案。
【变式1-3】学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数，取来了一些矿石样品，并取稀盐酸200g，平均分成4份，进行实验，结果如下：
实验 1 2 3 4
加入样品的质量/g 5 10 15 20
生成CO2的质量/g 1.76 3.52 4.4 m
（1）哪几次反应中矿石有剩余？
（2）上表中m的数值是 ；
（3）试计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数。
【答案】（1）3、4
（2）4.4
（3）解：第1次实验中矿石样品中的碳酸钙反应完全，设参加反应的碳酸钙质量为x，
石灰石中碳酸钙的分数为；
答：石灰石中碳酸钙的分数为80%。
【解析】（1）由实验1、2的数据可知，5g矿石样品中的碳酸钙完全反应，生成1.76g二氧化碳；10g矿石样品中的碳酸钙完全反应，生成3.52g二氧化碳，如果实验3中的矿石完全反应，生成二氧化碳的质量应该是1.76g×3=5.28g，而反应生成的二氧化碳质量是4.4g，所以第3、4次反应中矿石有剩余，故填：3、4；
（2）由（1）的分析可知，第3次矿石样品有剩余，盐酸完全反应，由于第4次与第3次酸的质量一样多，所以生成气体一样，m=4.4，故填：4.4；
（3）见答案。
考点二 实验室制取二氧化碳的数字化实验分析
【例2】某兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中，连接上压强传感器，如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是
A．ab段试管中液面逐渐下降 B．bc段石灰石反应完全
C．c点对应的操作是关闭弹簧夹 D．图像所示过程中一直生成二氧化碳气体
【答案】A
【解析】A、实验室通常利用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，图示装置可以随时控制反应的发生和停止，具体原理是：反应过程中，关闭弹簧夹，则试管内气压上升，导致液面下降，直到稀盐酸与多孔隔板上的大理石脱离接触，此时反应停止，重新打开弹簧夹，则气体可以沿着导管流向收集装置，试管内气压下降，液面回升，液面高于多孔隔板时大理石与稀盐酸重新接触，反应发生，根据图二，ab段装置内压强不断增大，则试管中的液体药品逐渐被压到长颈漏斗中，试管中液面逐渐下降，此选项正确；
B、bc段装置内压强保持不变，说明装置内不再产生二氧化碳，可能是石灰石完全反应，可能是稀盐酸完全反应，也可能是稀盐酸与多孔隔板上的大理石脱离接触，此选项错误；
C、c点后装置内压强减小，对应的操作是打开弹簧夹，此选项错误；
D、图像所示过程中压强先增大后减小，而cd段装置内压强不断减小，是因为打开了弹簧夹，二氧化碳流向装置外，所以不能确定c点时石灰石或稀盐酸是否完全反应，因此不能确定图像所示过程中是否一直生成二氧化碳气体，此选项错误。
故选A。
【变式2-1】CO2的制备和性质，下列说法不正确的是
A．反应过程中若关闭B装置中的活塞，可观察到长颈漏斗中液体上升
B．验证C装置中二氧化碳已收集满，燃着木条应放在m口
C．等体积的三瓶CO2，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，振荡使氢氧化钠溶液与二氧化碳立刻反应，数据如图2，其他条件一致，氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好
D．用图3测定生成二氧化碳体积，有气泡产生就马上收集，才能准确测定产生气体的体积
【答案】B
【解析】A、关闭 B 装置中的活塞，反应产生气体，装置内压强增大，会将液体压入长颈漏斗，使长颈漏斗中液体上升，该选项说法正确；
B、二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集。用 C 装置收集二氧化碳时，从 m 口进气，n 口出气，验满时燃着木条应放在 n 口，若木条熄灭，说明已收集满，该选项说法错误；
C、由图 2 可知，分别注入等体积的三种不同浓度的NaOH溶液，不同浓度的NaOH溶液对应的压强下降幅度不同。相同条件下，浓度越高，参与反应的物质越多，说明氢氧化钠溶液浓度越大，吸收CO2效果越好，该选项说法正确；
D、用图 3 测定生成二氧化碳体积时，有气泡产生时，装置甲内气压增大，会将装置乙中的水推入到装置丙中，因此需要马上收集，才能准确测定产生气体的体积，该选项说法正确。
故选B。
【变式2-2】利用数据传感技术比较块状和粉末状的碳酸钙与足量稀盐酸反应的快慢。按如图装置进行实验，倾斜锥形瓶，使10mL稀盐酸与固体充分接触，瓶内气压随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A．
B．图中b、d点的溶质都为
C．对比a、c点或b、d点可知，粉末状碳酸钙反应更快
D．秒内，粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多
【答案】B
【解析】A、该实验利用数据传感技术比较块状和粉末状的碳酸钙与足量稀盐酸反应的快慢，根据控制变量唯一的原则，碳酸钙的形状不同，则稀盐酸的浓度、体积和碳酸钙的质量必须相同，所以m＝1，说法正确，不符合题意；
B、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，图中b点气压不再变化，说明碳酸钙完全反应，d点气压还在继续增加，说明反应还在进行中，由于稀盐酸是足量的，所以b、d点时溶液中的溶质都为HCl和，说法错误，符合题意；
C、对比a、c点气压相同，说明产生相同体积的气体，a点所需反应时间短，反应更快，c点所需反应时间长，反应较慢；对比b、d点反应时间相同，b点气压高，产生气体较多，反应更快，d点气压低，产生气体较少，反应较慢，由此可知，粉末状碳酸钙反应更快，说法正确，不符合题意；
D、由图可知，t秒内，装粉末状碳酸钙的瓶内气压较高，装块状碳酸钙的瓶内气压较低，说明粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多，说法正确，不符合题意。
故选：B。
考点三 制取二氧化碳实验的设计及分析
【例3】气体的制取和性质是初中化学核心知识之一，结合以下实验装置回答问题。
（1）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面以下的目的是 ，与装置B相比，装置C的优点是 。
（2）实验室用石灰石和稀盐酸混合制取CO2的化学方程式为 ，利用该反应及C装置制取少量CO2的主要操作步骤有：①检查装置的气密性；②组装仪器；③向分液漏斗中注入稀盐酸；④向锥形瓶中放入石灰石；⑤收集气体。正确的操作顺序是 。
（3）用F装置而不用D装置收集CO2气体的原因是 。
（4）大气中二氧化碳含量上升带来的环境问题是 。
【答案】（1）形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出 可以控制反应速率
（2） ②①④③⑤
（3）二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳能溶于水，且能与水反应
（4）温室效应加剧
【解析】（1）实验室用装置B制取二氧化碳时，长颈漏斗下端应伸入液面以下的目的是：形成液封，防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出；
与装置B相比，装置C可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率；
（2）实验室用石灰石和稀盐酸混合制取二氧化碳的反应为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：；
利用该反应及C装置制取少量二氧化碳，首先应组装仪器，然后检查装置的气密性，防止装置漏气，收集不到气体，然后向锥形瓶中放入固体，即放入石灰石，然后向分液漏斗中注入稀盐酸，然后收集气体，故操作顺序是：②①④③⑤；
（3）二氧化碳能溶于水，且能与水反应，故不能用排水法，即D装置收集，二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，即可用F装置收集，故填：二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳能溶于水，且能与水反应；
（4）二氧化碳属于温室气体，大气中二氧化碳含量上升，会导致温室效应加剧。
【变式3-1】化学实验是学习和研究化学的重要途径。
I．二氧化碳的实验室制取与性质
（1）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的发生装置的组合是 (填字母)；发生反应的化学方程式为 。
（2）若用G装置收集，应从 (填“a”或“b”)端进气；要检查二氧化碳是否已经收集满，方法是 。
（3）下列是验证二氧化碳性质的实验。
实验装置 实验现象 实验结论
装置一： 具有不可燃、不支持燃烧，且密度比空气大的性质
装置二： 甲中纸花不变色，乙中纸花变红色
【答案】（1）ABC
（2）a 将燃着的木条放在b口处，若木条熄灭，证明已经收集满
（3）蜡烛由下至上依次熄灭(合理即可) 二氧化碳能与水发生反应
【解析】（1）用大理石与稀盐酸制取，是固液常温型反应，组装气体发生装置应选择的仪器是A(锥形瓶)、B(长颈漏斗)和C(带导管的双孔橡皮塞)；大理石中的碳酸钙和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：；
（2）若用G装置收集，由于二氧化碳的密度比空气大，应从a端进气，将空气从b端排出；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在b口处，若木条熄灭，证明已经收集满；
（3）二氧化碳不可燃也不助燃，且二氧化碳密度比空气大，则装置一的现象为蜡烛由下至上依次熄灭；
二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红；装置二中甲中纸花不变色，乙中纸花变红色，说明二氧化碳能和水反应。
【变式3-2】实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答下列问题。
（1）可在B装置中加入块状石灰石和稀盐酸制取CO2
①仪器a的名称是 ， 仪器b的名称是 。
②打开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入稀盐酸，溶液至浸没块状石灰石，立即产生CO2，写出此反应的化学方程式 。
③收集完气体后，应 (填操作)，液体被压入长颈漏斗，试管内液面降至多孔隔板以下反应停止。
（2）①C装置用铂丝(可上下移动)作催化剂。安全管(上下开口的玻璃管，用于检测装置内压强变化)下端浸没于H2O2溶液中，将铂丝插入溶液，立即产生O2，该反应的化学方程式为 。
②若烧瓶内压强过大，安全管中液面会快速上升，当出现上述现象时，应采取的措施是 。
（3）实验室常用加热固体氯化铵与熟石灰混合物的方法制取氨气(NH3)， 该气体密度小于空气，且极易溶于水。
①在实验室通风橱中，用上述方法制取并收集氨气，应该选择的仪器组合是 (填装置下方的字母)。
②由于水吸收氨气形成的溶液显碱性，将湿润红色石蕊试纸放在瓶口，当观察到 可知氨气收满。
【答案】（1）酒精灯 集气瓶 关闭活塞K
（2） 将铂丝抽离溶液
（3）AF 湿润红色石蕊试纸变蓝
【解析】（1）图中标出的“a”为“酒精灯”， “b”为“集气瓶”；
石灰石（）与稀盐酸（）反应生成氯化钙、水和二氧化碳；化学方程式是：；
收集完 CO 后，应“关闭活塞K”，此时外部压力会将试管内液体压回漏斗，使石灰石露出液面，反应停止，
（2）过氧化氢在铂丝催化下分解生成水和氧气；化学方程式是：；
若烧瓶内压强过大，安全管中液面快速上升，应立即“将铂丝从溶液中取出”，使分解反应减缓或停止，
（3）实验室加热固体氯化铵与熟石灰制取并收集氨气，氨气密度小于空气，且极易溶于水，应选用的装置组合是AF；
由于氨气溶于水显碱性，收集时在瓶口放置湿润的红色石蕊试纸，观察到试纸变蓝即可判断氨气已集满。
【变式3-3】含碳物质之间的相互转化成就了自然界中的碳循环。正确认识和利用二氧化碳对环境保护和人类生存具有重要意义。
【二氧化碳的制取】
（1）表中是实验室常用的仪器，补齐一组中仪器与名称的连线 。
（2）组装一套便于添加稀盐酸制取二氧化碳气体的发生装置，用到的仪器有 (选填字母序号)。常用的收集方法是 (选填“向上”或“向下”)排空气法，若用G装置收集一瓶二氧化碳，验满的方法是 。
【二氧化碳的性质】
二氧化碳能溶于水且部分与水发生反应。地球表面70%以上的区域被水覆盖，二氧化碳能对自然界的水产生多大影响呢？小亮借助数字化技术对此进行了定量探究(图1)，收集数据如图2、图3所示。
（3）由图2中 信息可知，二氧化碳能溶于水； 信息可知，二氧化碳在水中的溶解有一定限度。由图3中 信息可知，二氧化碳部分与水发生反应，反应的化学方程式为 。
【研究反思】
（4）大气中二氧化碳的含量正在逐年升高。结合上述定量研究可以看出，这种变化对水体的直接危害是 ，为遏制这种现象持续发展，下列措施可行的有 (选填字母序号)。
A．扩大太阳能、风能等可再生能源的利用 B．植树造林
C．禁止使用化石燃料 D．科技创新，低碳生活
【答案】（1）
（2）ABE 向上 将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已集满
（3）随着时间推移，二氧化碳浓度逐渐增大 150秒后二氧化碳浓度不再变化 pH逐渐减小
（4）使水体酸性增强(或“水的pH降低”或“水呈酸性”等) ABD
【解析】（1）根据图像，A 是分液漏斗，B 是锥形瓶，C 是量筒，D 是酒精灯，所以补齐连线为。
（2）制取二氧化碳用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，是固液不加热型反应，要便于添加稀盐酸，发生装置用到的仪器有分液漏斗（A）、锥形瓶（B）、双孔橡皮塞及导管（E）；
二氧化碳密度比空气大、能溶于水，常用向上排空气法收集；
用 G 装置（向上排空气法收集装置）收集二氧化碳，验满方法是将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已集满。
（3）图 2 中随着时间推移，二氧化碳浓度逐渐增大，说明二氧化碳能溶于水，使水中二氧化碳浓度增加；
150秒后二氧化碳浓度不再变化，说明二氧化碳在水中的溶解有一定限度；
图 3 中溶液的pH逐渐减小，最终小于7，说明二氧化碳与水反应生成了酸性物质（碳酸），反应的化学方程式为。
（4）大气中二氧化碳含量升高，更多二氧化碳溶于水并与水反应生成碳酸，会使水体酸性增强（pH减小）；
A、扩大太阳能、风能等可再生能源的利用，可减少化石燃料燃烧，降低二氧化碳排放，A 正确；
B、植树造林，植物光合作用能吸收二氧化碳，B 正确；
C、禁止使用化石燃料不现实，因为目前化石燃料在能源结构中仍占重要地位，C 错误；
D、科技创新，低碳生活，也能减少二氧化碳排放，D 正确。
故选ABD。
基础达标
1．实验室欲制取二氧化碳，你认为最合适的方法是
A．木炭燃烧
B．煅烧石灰石
C．石灰石跟稀硫酸反应
D．大理石跟稀盐酸反应
【答案】D
【解析】A、木炭在空气中燃烧产生二氧化碳气体速度很慢，在氧气中燃烧剧烈，但操作繁琐，不易收集到纯净的二氧化碳气体，故不正确；
B、高温煅烧石灰石，条件在实验室中难以满足，故不正确；
C、稀硫酸和石灰石反应，生成硫酸钙，微溶于水的硫酸钙覆盖在石灰石的表面，阻碍反应进一步进行，故不正确；
D、石灰石与盐酸反应，反应速度适中，操作安全方便，便于收集，故正确。
故选D。
2．实验室里制取CO2，下列操作、药品和装置选择合理的是
A．选择药品 B．发生装置
C．收集装置 D．检验
【答案】C
【解析】A、实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，故错误；
B、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，故错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，二氧化碳气体应该长进短出，故正确；
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可将二氧化碳通入澄清石灰水中，故错误。
故选C。
3．实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，一定不需要的仪器是
A．导气管 B．试管 C．酒精灯 D．集气瓶
【答案】C
【解析】实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应在常温下即可进行，使用的装置属于“固液常温型”，故可判断一定不需要的仪器是酒精灯，C选项正确。
故选C。
4．如图是小明完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中符合操作的是
A．气密性检查 B．加入石灰石
C．收集气体 D．气体验满
【答案】D
【解析】A．检查装置气密性时，应先将右端导管处密封形成密闭环境，图示右侧导管没有密封，操作错误；
B．实验室中制取二氧化碳需要块状的大理石或石灰石与稀盐酸反应，添加药品的顺序是先向锥形瓶内添加大理石或石灰石，然后由长颈漏斗加入稀盐酸，添加块状固体药品时要先将锥形瓶横放，然后用镊子将大理石或石灰石放入锥形瓶，最后将锥形瓶慢慢竖起，让固体滑落至锥形瓶底部，操作错误；
C．二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法收集，由于二氧化碳密度比空气大，因此二氧化碳应该选用向上排空气法进行收集，操作错误；
D．二氧化碳的密度比空气大，不支持燃烧，收集二氧化碳使用向上排空气法，验满时可将燃着的木条放在集气瓶口处，若木条熄灭，证明二氧化碳已满，操作正确；
故选：D。
5．用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是
A．收集 B．收集
C．检验 D．监控气体流速
【答案】B
【解析】A、二氧化碳密度比空气大，用图示装置收集二氧化碳气体，气体从长管通入，故A能达到实验目的；
B、氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，用图示装置收集氧气，气体从短管通入，故B不能达到实验目的；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体，用图示装置检验二氧化碳气体，气体应与澄清石灰水充分接触，则气体应从长管进入瓶中，故C能达到实验目的；
D、氧气不易溶于水，用图示装置监控气体流速，气体应该从长管通入，可通过产生气泡的快慢判断气体的流速，故D能达到实验目的；
故选B。
6．实验室制取二氧化碳时，向盛有石灰石的锥形瓶中加入酸后，过一会儿石灰石表面几乎没有气泡产生，其原因是（ ）
A．锥形瓶塞处漏气 B．没有加热
C．加入的是稀硫酸 D．没有用玻璃棒搅拌溶液
【答案】C
【解析】A 、漏气会导致收集不到气体或者总是收集不满，并不会导致反应的停止。故A错误；
B、因为制取二氧化碳的时候用的是稀盐酸和块状大理石或者石灰石，反应并不需要加热。故B错误；
C、实验室制取二氧化碳如果加入的是稀硫酸，其反应物为硫酸钙，它微溶于水，随着生成物硫酸钙的增多，不能继续溶解，最终沉积于石灰石表面阻碍稀硫酸和碳酸钙的接触，从而停止反应。故C正确；
D、因为制取二氧化碳为稀盐酸和块状石灰石是液体和固体的反应，不需要玻璃棒搅拌。故D错误。
故选C。
7．下图是二氧化碳制取和性质实验的一体化装置。下列说法错误的是
A．制取装置可控制反应的发生与停止
B．低蜡烛比高蜡烛的火焰先熄灭
C．下方湿润的石蕊试纸先变红
D．澄清石灰水变浑浊，该反应为分解反应
【答案】D
【解析】A、可以通过放下和提起底部有小孔的软塑料管来控制固体和液体的接触和分离，从而控制反应的发生和停止，则制取装置可控制反应的发生与停止，故选项说法正确；
B、二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大，观察到低蜡烛比高蜡烛的火焰先熄灭，故选项说法正确；
C、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试纸，二氧化碳密度比空气大，则下方湿润的石蕊试纸先变红，故选项说法正确；
D、澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应不符合“一变多”的特 点，不属于分解反应，故选项说法错误。
故选：D。
8．通常情况下，硫酸与大理石反应很难产生持续的气流。为探究用硫酸与大理石反应制取CO2的优化条件，进行如下实验。下列说法错误的是
序号 硫酸体积/mL 硫酸浓度/% 粒状大理石的质量/g 搅拌速率/（r min ）
2粒/g 5粒/g
1 15 2.5 15 0 0
2 15 2.5 15 0 750
3 15 2.5 n 0 1250
4 15 1 15 0 1250
5 15 1 0 15 1250
A．实验1和2对比可探究搅拌速率的影响
B．实验4和5对比可探究大理石颗粒大小的影响
C．欲探究硫酸浓度的影响，n的值应为0
D．搅拌可使微溶的硫酸钙不易附着在大理石表面
【答案】C
【解析】A、实验1和2中只有搅拌速率不同，其他条件均相同，可探究搅拌速率的影响，选项说法正确；
B、大理石每克的粒数不同，表示大理石的颗粒大小不同。实验4和5中只有大理石的颗粒大小不同，其他条件均相同，可探究大理石颗粒大小的影响，选项说法正确；
C、根据控制变量唯一的原则，欲探究硫酸浓度的影响，应保证其他条件均相同，而硫酸浓度不同，结合表格可知，需对比实验3和4，且n的值应为15，选项说法错误；
D、大理石的主要成分碳酸钙和稀硫酸反应会生成微溶的硫酸钙，搅拌可使微溶的硫酸钙不易附着在大理石表面，选项说法正确；
故选C。
9．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，该操作能达到实验目的，故不符合题意；
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，该操作能达到实验目的，故不符合题意，故选C。
【点睛】本题考查二氧化碳的实验室制法，化学实验基本操作。
综合应用
10．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．装置中的铜网可用铁丝网代替
D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气
【答案】D
【解析】A、反应产生的二氧化碳气体在U形管右侧液面上方，沿导管导出，漏斗一边不会有气体逸散，故漏斗下端不用伸入液面以下，A不正确；
B、该装置可通过打开、关闭弹簧夹控制固液试剂的接触与分离，达到控制反应发生与停止的目的，B不正确；
C、铁能与稀盐酸反应生成氢气，将铜网换作铁丝网会腐蚀铁丝网，且使产生的二氧化碳中混有氢气，C不正确；
D、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，将石灰石换成锌粒，用此装置可制取氢气，D说法正确。
故选D。
11．为测定石灰石与稀盐酸产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置，对于该实验，下列说法错误的是

A．不可用稀硫酸代替稀盐酸
B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小
C．所加稀盐酸的体积对测定结果无影响
D．实验测得CO2的体积偏小可能是因为左侧Y型管中有二氧化碳残留
【答案】D
【解析】A、硫酸和碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻止反应进行，所以不可用稀硫酸代替稀盐酸，说法正确，不符合题意；
B、若量气管中液体为水，二氧化碳能和水反应且能溶于水，会导致测定结果偏小，说法正确，不符合题意；
C、稀盐酸加入后会调整水准管，加入的多少不会对测定结果产生影响，说法正确，不符合题意；
D、只要一产生二氧化碳，装置中压强就会变大，量气管中的液体就会被下压，故Y型管中有二氧化碳不会对二氧化碳体积测定产生影响，说法错误，符合题意。
故选D。
12．根据下列制取二氧化碳的实验装置，回答有关问题：
（1）图1中仪器a的名称是 ；该装置中仪器a下端管口要 ，以防止生成的气体从仪器a中逸出。
（2）图2装置的优点是 。
（3）图3装置的优点是 。
（4）图4为某种微型实验装置，实验使用的试剂量少，产生的废弃物少。用该装置完成“制取并检验”的实验。图4中的微型塑料滴管相当于图5中的 （填“a”或“b”）。
【答案】（1）长颈漏斗 伸入液面以下
（2）能控制反应速率（或节约试剂，合理即可）
（3）可随时控制反应的发生与停止
（4）b
【分析】本题考查学生对实验装置的认识和使用方法以及制取二氧化碳的不同实验装置的优点。
【解析】（1）图1中仪器a顶部和下端均无活塞，故答案为长颈漏斗；使用长颈漏斗注意要液封，以达到防止漏气的目的，故答案为伸入液面以下（意思对即可）。
（2）图2可以通过控制注射器的活塞来控制试剂稀盐酸的滴加量，既能控制反应速率也能节约试剂，故答案为能控制反应速率（或节约试剂，合理即可）。
（3）图3装置中有止水夹，可以通过其来控制反应的发生与停止（与压强有关），故答案为可随时控制反应的发生与停止。
（4）图4中的微型塑料滴管盛有稀盐酸，相当于是制取二氧化碳的发生装置，用来盛装液体药品，使用时挤压滴管试剂流出，类似于胶头滴管，能够控制反应的速率，故其相当于图5中的b。
【点睛】注意区分长颈漏斗和分液漏斗的区别；熟练掌握制取二氧化碳装置的优缺点。
13．实验室现有高锰酸钾、大理石、棉花以及如下图所示仪器。请回答下列问题：
（1）仪器a的名称 。
（2）利用上述试剂及所给的仪器制取较纯净的氧气，应选择的装置为 。
（3）若要制取二氧化碳，则需要补充一种液体试剂为① ，发生反应的化学方程式为② 。
（4）收集二氧化碳只能选择装置 (填序号)，选择的理由是由于二氧化碳具有 (填序号)的物理性质。
A．密度比空气大 B．能与水反应 C．能溶于水 D．难溶于水
（5）若用装置C制二氧化碳，当关闭止水夹，多孔隔板处依次观察到的现象是 (用字母b、c、d对图中所示现象进行排序)。
【答案】（1）长颈漏斗
（2）AD
（3）稀盐酸
（4）E AC
（5）dcb
【解析】（1）由图可知，仪器a为长颈漏斗；
（2）实验室可用高锰酸钾制氧，反应物为固体，反应需要加热，选用固体加热型发生装置，氧气的密度比空气大，不易溶于水，既可以采用向上排空气法收集，又可以采用排水法收集，排水法收集的气体比较纯净，故选AD；
（3）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，故需要补充的试剂为稀盐酸；
大理石中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：；
（4）二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，只能选用向上排空气法收集。故填：E；AC（不选B，因为二氧化碳与水反应属于化学性质）；
（5）用装置C制二氧化碳，关闭止水夹后，气体不能逸出，试管内压强增大，将稀盐酸压回长颈漏斗中，试管内液面下降，直至多孔隔板下方，反应停止，故依次观察到的现象是dcb。
拓展培优
14．化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。
（1）实验室制取CO2及性质检验
i．仪器B的名称是 。实验室制取CO2的化学方程式为 。
ii．图1中 组合(填字母)，与图2的发生装置具有相同的优点。
iii．用图2装置制备CO2并验证其性质。烧杯中的现象是 ，说明CO2密度比空气大。检验CO2时，将装有澄清石灰水的洗气瓶 (填“b”或“c”)端连接到橡胶管a上。
（2）二氧化碳的捕集与利用
①捕集——人工固碳：将二氧化碳和水混合注入地下玄武岩中最终形成石头(碳酸盐)。此转化方式属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②资源化利用：我国科学家利用二氧化碳人工合成了葡萄糖和脂肪酸，其主要流程如图3：
i．阶段Ⅰ涉及的物质中CO2与CO的性质不同，其原因是 。
ii．阶段Ⅱ中发生的反应为一氧化碳和水在一定条件下反应生成乙酸(C2H4O2)和一种可用于医疗急救的气体单质，写出反应的化学方程式： 。
【答案】（1）锥形瓶 AD 气球飘起 c
（2）化学 CO2与CO的分子构成不同
【解析】（1）i、由图可知，仪器B的名称是锥形瓶；实验室采用大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸为原料制取二氧化碳，碳酸钙与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，故填：锥形瓶；；
ii、图2中发生装置可以通过可抽动铜丝将固液分离，起到控制反应的发生与停止，图1中A与D组合，装置D带有多孔隔板和止水夹，关闭止水夹，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体排出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，也可以控制反应的发生和停止，故填：AD；
iii、二氧化碳的密度比空气大，将二氧化碳气体通入到烧杯中，气球受到向上的浮力变大，气球飘起；检验CO2时，将装有澄清石灰水的洗气瓶c端连接到橡胶管a上，气流通过澄清石灰水，使石灰水变浑浊，故填：气球飘起；c；
（2）①二氧化碳和水混合注入地下玄武岩中最终形成新物质碳酸盐，有新物质的生成，属于化学变化，故填：化学；
②i、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒。CO2与CO的性质不同，是因为他们的分子构成不同，故填：CO2与CO的分子构成不同；
ii、可用于医疗急救的气体单质是氧气，一氧化碳和水在一定条件下反应生成乙酸(C2H4O2)和氧气，反应的化学方程式为，故填：。
15．实验是科学探究的重要方式，请结合图示回答下列问题：
（1）图1中仪器②的名称是 。
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，若想控制反应速率，可选择图1的装置为 （填字母），反应的化学方程式为 。
（3）用图2装置进行CO2性质的探究实验。
①开始反应后可以观察到澄清石灰水 ，发生的化学方程式为 。
②观察到浸有紫色石蕊溶液的纸花变成红色，使紫色石蕊纸花变色的物质是 （填化学式）。
③导管末端观察到b处燃烧的小木条先熄灭，a处燃烧的小木条后熄灭，说明二氧化碳的物理性质是 。
【跨学科实践】
（4）兴趣小组利用实验室制取二氧化碳的原理发明与生活相关的装置，设计了水草缸的二氧化碳自动补给装置，如图3所示。气量调节阀能控制气体的流量，B瓶的作用是 。绿色植物在生态箱中通过呼吸作用和 作用参与碳循环；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 的位置（填“1”、“2”或“3”）。
（5）CO2的利用：CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应生成CH4的原理如图4所示。生成CH4的总反应化学方程式为 。
【答案】（1）锥形瓶
（2）C
（3）澄清石灰水变浑浊 密度比空气大
（4）反映供气速度 光合 3
（5）
【解析】（1）由图可知，仪器②为锥形瓶；
（2）实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳，应选用固液常温型发生装置，装置C能通过分液漏斗控制滴加液体速率，从而控制反应速率，故选C；
大理石中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式为：；
（3）①二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，使澄清石灰水变浑浊，故始反应后可以观察到澄清石灰水变浑浊；方程式为：
②二氧化碳与试纸上的水反应生成碳酸，碳酸显酸性，使紫色石蕊变红，故填：；
③导管末端观察到b处燃烧的小木条先熄灭，a处燃烧的小木条后熄灭，说明二氧化碳密度比空气大；
（4）如图3所示。气量调节阀能控制气体的流量，通过B瓶冒泡速率的快慢，反映供气速度；
绿色植物在生态箱中通过呼吸作用（吸收氧气，释放二氧化碳）和光合作用（吸收二氧化碳，释放氧气）参与碳循环；
为了水草更好的生长，确保二氧化碳能够充分溶入水中，进行光合作用，二氧化碳应与水草接触，所以最好将导管口放置于鱼缸3的位置；
（5）CO2和H2在Ni/CaO表面发生反应最终生成CH4和H2O，方程式为：。
16．完成下列填空：
（1）二氧化碳的制备和性质检验
①请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式： 。
②上图为改良后的实验装置，改用医用注射器的优点是 。
③石灰石和稀盐酸足量，充分实验后：c处的现象是 ；撤走c，将b玻璃片移动到导管下端，可观察到湿润蓝色石蕊试纸 （选填“变红”或“不变色”）；当导管伸入d后，导致明显现象的反应方程式是 。
（2）减碳行动
①面对气候变化等全球性危机和挑战，我国力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这里的“碳”指的物质是 （填化学式）。
②根据上图中信息，光合作用发生的基本原理是：，则X的化学式为 ；请结合所学知识，分析我们可采取的减少碳排放的措施有哪些（写一条） 。
【答案】（1） 可以控制反应速率 蜡烛由下至上依次熄灭 变红
（2） 推广使用清洁能源（如太阳能、风能等）替代化石燃料、植树造林
【解析】（1）①实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为；
②图为改良后的实验装置，改用医用注射器的优点是可以通过注射器控制液体药品的滴加速率，从而控制反应速率，故填：可以控制反应速率；
③石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化碳密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧，故c处的现象是蜡烛由下至上依次熄灭；撤走c，将b玻璃片移动到导管下端，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使蓝色石蕊变红，因此可观察到湿润蓝色石蕊试纸变红；当导管伸入d后，二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，因此可观察到d中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为；
（2）①“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指的是二氧化碳，其化学式为；
②根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类及数目不变，根据化学方程式，反应前有6个碳原子、18个氧原子和12个氢原子，反应后有12个氧原子和1个X，则1个X中含有6个碳原子、6个氧原子和12个氢原子，故X的化学式为；减少碳排放的措施有：推广使用清洁能源（如太阳能、风能等）替代化石燃料、植树造林等。
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