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5.2 二氧化碳的实验室制法
【题型1】二氧化碳的实验室制取原理及装置 1
【题型2】实验室制取二氧化碳的操作步骤及注意事项 6
【题型3】二氧化碳的检验、验满及净化 10
【题型4】实验室制取气体的探究 17
【题型1】二氧化碳的实验室制取原理及装置
【典型例题】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
【答案】B
【解析】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，长颈漏斗应在液面以下，A错误；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，B正确；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，长颈漏斗应在液面以下，C错误；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，D错误。
【举一反三1】下列关于CO2的实验室制取及验满的说法正确的是（　　）
A.制CO2的药品
B.发生装置
C.收集方法
D.验满方法
【答案】B
【解析】大理石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，A错误；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，故B正确；二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，故C错误；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，故D错误。
【举一反三2】如图所示为实验室制取 CO2的发生装置。
(1)与A比较，B装置的优点是_____________________。
(2)在加入药品之前，应检查C装置的气密性，其方法是_____________________。
(3)按图甲C所示将大理石放在多孔塑料隔板上，若打开胶皮管上的弹簧夹，通过长颈漏斗注入稀盐酸，使酸液刚好浸没大理石，此时观察到的现象是_____________________。
(4)与B装置比较，C装置的优点是______________；如图乙所示，______________ (填字母)装置也具有这一优点。
【答案】(1)可以在反应过程中随时补充稀盐酸
(2)用弹簧夹夹住胶皮管，然后向长颈漏斗中注入水，若长颈漏斗中最终形成一段稳定的水柱，则气密性良好(或从长颈漏斗口加水至浸没下端管口，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，一段时间后，导管口有气泡产生，则气密性良好)
(3)大理石表面产生大量气泡
(4)能使反应随时发生或停止　　E、G
【解析】(1)A是一种制取气体的简易装置，B中添加了长颈漏斗，可以随时添加液体试剂，操作较简便。(2)C装置的气密性检查方法：①手握法，先从长颈漏斗口加水至浸没下端管口，再将导管放入水中，用手紧握试管外壁，一段时间后，导管口有气泡产生，则不漏气；②采用直接加水法，先用弹簧夹夹住胶皮管，从长颈漏斗口处加水，观察到长颈漏斗内形成一段稳定的水柱，则不漏气。(3)(4)C中将大理石放在多孔塑料隔板上，当稀盐酸与大理石接触时，二者发生反应，产生气泡，若夹紧弹簧夹，产生的气体不能放出，试管内压强增大，试管中的液体被压回长颈漏斗，使固体与液体分离，反应就会停止，因此这种装置可以控制反应随时发生或停止，图乙中的Ｅ、Ｇ装置也具有相同的作用。
【举一反三3】如图是实验室制取气体的部分装置，回答下列问题。
(1)写出图中仪器a的名称　　　　。
(2)在实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2。
①反应的化学方程式为　　　　。
②用该方法制取CO2的发生装置应选择　　　　(填字母)。
③能用C装置收集CO2的原因是　　　　。
【答案】(1)试管
(2)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　B　二氧化碳的密度比空气大
【解析】(2)①实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，大理石中的碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳，故方程式为：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑；
②该反应的反应物是固体和液体，不需加热，故选B；
③C装置为向上排空气法收集装置，二氧化碳密度比空气大，故可选用该装置集收集。
【举一反三4】如图所示为实验室制取气体的部分装置。请回答下列问题：
（1）写出如图所示装置中标号②仪器的名称 　 　。
（2）实验室制取二氧化碳气体，从A～E中选择气体发生和收集装置的组合为 　 　（填写序号组合），检验收集气体为CO2的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【答案】（1）水槽；（2）BD；将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则收集的气体为二氧化碳。
【解析】（1）由图可知，装置中标号②仪器的名称为水槽，故答案为：水槽；
实验室采用大理石与稀盐酸为原料制取二氧化碳，反应为固﹣液不需要加热型，则发生装置选择B，二氧化碳的密度大于空气密度，能溶于水且与水反应，故采用向上排空气法进行收集；二氧化碳与氢氧化钙反应能生成碳酸钙白色沉淀和水，则检验收集气体为CO2的方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则收集的气体为二氧化碳，故答案为：BD；将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则收集的气体为二氧化碳。
【举一反三5】根据如图实验装置图，回答问题：
(1)写出标号①仪器的名称　　　　。
(2)实验室制取二氧化碳的反应原理为　　　　　　　，发生装置与收集装置应选　　　　(填字母)。
(3)如图装置具有多种用途，下列说法中正确的是　　　　(填字母)。
A．该装置用于排空气法收集氧气时，气体应从a端管口通入
B．瓶内装入适量浓硫酸用于干燥CO2时，气体应从a端管口通入
C．瓶内装满水，用于收集氧气时，气体应从a端管口通入
【答案】(1)锥形瓶
(2)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　AC
(3)AB
【解析】(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
该反应的反应物是固体和液体，不需要加热，应选择固液常温发生装置A，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，则用向上排空气法收集，收集装置选用C，则发生装置与收集装置应选AC。
(3)该装置用于排空气法收集氧气时，由于氧气的密度大于空气的密度，气体应从长管a端管口通入，瓶内空气从b端排出，A符合题意；瓶内装入适量浓硫酸用于干燥CO2时，气体应从长管进入瓶中，使浓硫酸与气体充分接触，多以气体应从a端管口通入，B符合题意；
瓶内装满水，用于收集氧气时，由于氧气的密度小于水的密度，气体应从短管b端管口通入，瓶内的水从a端排出，C不符合题意。
【题型2】实验室制取二氧化碳的操作步骤及注意事项
【典型例题】下列有关二氧化碳制取的实验基本操作中，正确的是(　　)
A.检查气密性
B.加入大理石
C.验满二氧化碳
D.暂存二氧化碳
【答案】D
【解析】该装置未构成封闭体系，即左边的长颈漏斗与大气相通；无论该装置气密性是否良好，导管口都不会有气泡产生，不能判断气密性是否良好；向试管中加入块状大理石的操作为：先将试管平放，用镊子把大理石放在试管口，最后缓缓地竖直试管，让大理石慢慢滑落至试管底部，不能直接丢进试管中；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，不能伸入集气瓶内；二氧化碳的密度比空气大，收集满的二氧化碳盖上玻璃片，正放在实验台上。
【举一反三1】某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作，其中不正确的是(　　)
A.连接仪器
B.检查气密性
C.收集气体
D.验满气体
【答案】A
【解析】在连接试管和橡胶塞时，先把试管口用水润湿，然后稍稍用力即可把橡胶塞插入试管内，图示易把试管压破，Ａ错误；检查装置的气密性时，先将导管放入水中然后用手握住试管外壁，看导管口是否有气泡冒出，Ｂ正确；二氧化碳的密度大于空气，用向上排空气法收集，Ｃ正确；二氧化碳验满时，用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已满，Ｄ正确。
【举一反三2】实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是(　　)
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】图示中长颈漏斗下端伸入液面以下，形成液封，双手紧握试管外壁，装置内气体受热膨胀，导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好，Ａ正确；实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，向试管中装试剂时，应先装固体试剂，再装液体试剂，且装块状固体试剂时，应“一横二放三慢竖”，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，Ｂ错误；二氧化碳密度比空气大，应该用向上排空气法收集，Ｃ错误；二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满，Ｄ错误。
【举一反三3】实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是(　　)
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】图示中长颈漏斗下端伸入液面以下，形成液封，双手紧握试管外壁，装置内气体受热膨胀，导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好，Ａ正确；实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，向试管中装试剂时，应先装固体试剂，再装液体试剂，且装块状固体试剂时，应“一横二放三慢竖”，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，Ｂ错误；二氧化碳密度比空气大，应该用向上排空气法收集，Ｃ错误；二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满，Ｄ错误。
【举一反三4】规范的实验操作是进行科学实验的基础和保证。下列说法中，不合理的是(　　)
A.向试管中滴加液体时，胶头滴管垂悬在试管口上方
B.实验室制取时，先加试剂，再检验装置气密性
C.在点燃氢气等可燃性气体前，一定要先检验其纯度
D.做铁丝在氧气中燃烧实验时，预先在集气瓶底铺一层细沙
【答案】B
【解析】向试管中滴加液体时，胶头滴管垂悬在试管口上方，不能将胶头滴管伸入试管内，更不能接触试管壁，以免污染试剂；实验室制取二氧化碳时，应该先检查装置的气密性，然后添加试剂，防止装置漏气，更换仪器浪费试剂；在点燃氢气等可燃性气体之前一定要先检验气体的纯度，以防气体不纯点燃时发生爆炸；铁丝在氧气中燃烧时，为防止生成物熔化溅落下来使集气瓶瓶底炸裂，集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙。
【题型3】二氧化碳的检验、验满及净化
【典型例题】检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是（　　）
A.通入紫色石蕊溶液中，观察溶液是否变红
B.将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否熄灭
C.通入澄清石灰水，观察是否变浑浊
D.通过闻气味
【答案】C
【解析】通入紫色石蕊溶液中，观察溶液变红，并不能说明是二氧化碳，二氧化硫也能使紫色石蕊试液变红色，故A错误；能使燃着的木条熄灭的气体，不一定是二氧化碳，氮气也能使燃着的木条熄灭，故B错误；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以通入澄清石灰水，观察是否变浑浊，来判断是非是二氧化碳，故C正确；二氧化碳、氧气、氮气、一氧化碳等气体都是无色无味的，故D错误。
【举一反三1】正确的实验操作是做好化学实验的基本要求。小华同学在完成“二氧化碳的实验室制取与性质实验”时进行了下列实验操作，其中正确的是(　　)
A.制取CO2
B.收集CO2
C.验满CO2
D.检验CO2
【答案】D
【解析】实验室制取二氧化碳通常使用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应，而不是稀硫酸，因为稀硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，故A选项操作错误；二氧化碳能溶于水且能与水反应，二氧化碳的密度比空气大，不能用排水法收集，只能用向上排空气法收集，故B选项操作错误；二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，验满的方法是：把燃着木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明二氧化碳已满，故C选项操作错误；检验二氧化碳的方法是把气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳，故D选项操作正确。
【举一反三2】正确的操作是实验成功的保障，下图中正确的是(　　)
A.添加固体试剂
B.放置干净试管
C.二氧化碳验满
D.使用胶头滴管
【答案】B
【解析】把密度较大的块状试剂或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把试剂或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使试剂或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器；清洗干净的试管要倒扣在试管架上；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；用胶头滴管滴加少量液体时，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管。
【举一反三3】回答下列问题：
(1)仪器a的名称是　　　　。
(2)实验室制取二氧化碳化学方程式　　　　，如何知道一瓶二氧化碳气体是否收集满？　　　　。
(3)用F来测量生成二氧化碳的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是　　　　。
(4)小明同学想用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳，他选择的发生装置为B，小红给他的建议是用B作为发生装置不能很好的控制反应的速率，可以把B装置加以改进。小红同学的改进建议是：　　　　　　(写出一条即可)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)　把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则集满
(3)防止二氧化碳溶于水且与水反应，使测量结果不准确
(4)长颈漏斗换成分液漏斗，缓慢滴加稀盐酸(合理即可)
【解析】(2)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，二氧化碳的密度比空气大，应采用向上排空气法进行收集，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，检验二氧化碳是否收集满的操作是：把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则集满；
(3)排出水的体积就是生成气体的体积，二氧化碳能溶于水且与水反应，F装置可用来测量生成的CO2气体的体积，在水上面放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水且与水反应，使测量结果不准确；
(4)分液漏斗有控制液体滴加速度的旋塞，长颈漏斗没有这样的功能；因此小明同学用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳，为了较好地控制反应速率，他将B装置中的长颈漏斗换成分液漏斗，缓慢滴加稀盐酸。
【举一反三4】下图是实验室用于制取气体的部分装置，回答下列问题：
(1)仪器①的名称是　　　　。
(2)选用装置B制取氧气，则装置B中分液漏斗内的试剂为　　　　(填名称)。
(3)实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为　　　　，若要控制反应的发生与停止，应选择的发生装置是　　　　(填字母)。
(4)若用装置D收集二氧化碳，检验收集满二氧化碳的方法是　　　　。
【答案】(1)酒精灯
(2)过氧化氢溶液
(3)　C
(4)将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满二氧化碳气体
【解析】(2)装置B为固液常温型发生装置，选用装置B制取氧气，是利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，则装置B中分液漏斗内的试剂为过氧化氢溶液；
(3)实验室通常用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，大理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；
该反应为固液常温型，若要控制反应的发生和停止，发生装置可选C，C装置可将固体置于带孔塑料板上，当打开弹簧夹时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭弹簧夹时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，C装置可控制反应的发生与停止；
(4)若用装置D收集二氧化碳，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，验满的方法是：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满二氧化碳气体。
【举一反三5】2025年1月，青岛市人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹，提倡“绿色”过年。某化学项目小组的同学针对烟花展开了如下探究：
(1)探究一：了解烟花颜色的原理
［查阅资料］烟花是在火药(主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等)中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会放出五彩缤纷的火花。
［交流讨论］
若在烟花燃放时呈现　　　　色的火焰，则可能是加入了硝酸铜。
(2)探究二：探究燃放烟花爆竹对空气的污染
［提出问题］烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体
［查阅资料］
①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺，有的还含氯酸钾。
②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。
［作出猜想］小明猜想是　　　　；小红猜想是SO2；小玥猜想是SO2和CO2。
［实验探究］
兴趣小组的同学设计了如下图所示的装置(假设实验中每步反应均完全进行并对实验现象和结论进行下列推测：
［反思评价］
C装置的顺序能否交换并说明理由　　　　。
［知识拓展］
我们将有元素化合价发生变化的反应叫作氧化还原反应，反应中化合价升高的物质叫作还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应，其反应方程式为：S+3C+2KNO3K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是　　　　(填化学式)。
【答案】(1)绿
(2)CO2(或二氧化碳)　A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水不变浑浊　A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水变浑浊　不能，因为SO2也能使石灰水变浑浊，交换后无法验证生成气体中是否含有CO2　S和KNO3
【解析】(1)根据题中信息可知，如果加入了硝酸铜，在烟花燃放时呈现了绿色的火焰，是因为燃烧时铜元素会呈现出绿色；
(2)作出猜想：根据烟花爆竹的主要成分及已有猜想推测，则小明的猜想是 CO2；
实验探究：推测②：根据实验结论小红猜想正确，可知烟花爆竹燃烧后生成了SO2，没有CO2，装置A的作用检验并除去了SO2，装置B的作用检验二氧化硫是否除尽，装置C的作用是检验CO2，所以实验现象为：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水不变浑浊；
推测③：根据实验结论小玥猜想正确，可知烟花爆竹燃烧后生成了SO2和CO2，装置A的作用检验并除去了SO2，装置B的作用检验二氧化硫是否除尽，装置C的作用是检验CO2，所以实验现象为：A中溶液褪色，B中不褪色，C中石灰水变浑浊；
反思评价：因为装置A的作用检验并除去了SO2，装置C的作用是检验CO2，又因SO2也能使澄清石灰水变浑浊，所以如果C装置的顺序交换，无法说明使C中石灰水变化浑浊的是二氧化硫还是二氧化碳，将无法验证生成气体中是否含有CO2，故C装置的顺序不能交换，因为SO2也能使石灰水变浑浊，交换后无法验证生成气体中是否含有CO2；
知识拓展：反应中化合价升高的物质叫作还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂，反应前S、Ｃ、K、N、O的化合价分别为0、0、+1、+5、-2，反应后S、Ｃ、K、N、O的化合价分别为-2、+4、+1、0、-2，所以化合价降低的有硫元素和氮元素，即S和KNO3的化合价降低了，故该反应中的氧化剂是S和KNO3。
【题型4】实验室制取气体的探究
【典型例题】小明在实验室制取气体时，选择发生及收集装置时无需考虑的因素是(　　)
A. 反应物的状态
B. 反应物的颜色
C. 反应是否需要加热
D. 生成物的密度
【答案】B
【举一反三1】图中有关气体的制取、收集和检验方法不正确的是(　　)
A.实验室可用甲装置来制取氧气
B.乙装置可用来制取、检验二氧化碳
C.收集氧气可用丙装置
D.丁装置不能用来收集二氧化碳
【答案】D
【解析】 氧气的制取可用加热高锰酸钾的方法，属于“固体和固体加热”的类型，A正确；二氧化碳的制取用石灰石和稀盐酸反应，属于“固体和液体常温型”，二氧化碳的检验是将二氧化碳通入澄清的石灰水中，看是否变浑浊，B正确；氧气的密度比空气大，可以用该装置收集，C正确；二氧化碳从水中的逸出速率大于溶解速率，也可以用排水法收集，D错误。
【举一反三2】规范的实验操作是安全进行实验并获得实验成功的关键。下列实验行为你认为不可取的是(　　)
A.只要是制取气体的装置都需要检查气密性
B.先明确实验步骤及操作要求，后进行实验操作
C.为防止液体洒出，将胶头滴管伸进容器内滴加液体
D.有些仪器使用后要及时清洗，有害废液要回收，不能直接倒入下水道
【答案】C
【解析】进行实验时，先明确实验步骤及操作要求，然后再进行实验操作；用胶头滴管滴加液体时，应垂直悬空，不能伸入容器中；有些仪器使用后要及时清洗，有害废液要回收，不能直接倒入下水道。
【举一反三3】下列装置用于实验室中 CO2的制备、净化、检验和收集，最后可收集一瓶CO2，请回答下列问题。
对实验室制取二氧化碳药品的选择进行实验探究，记录如表。
(1)从制取和收集的角度分析，实验时一般选择第________ (填序号)组药品，发生反应的化学方程式为____________________________。
(2)B装置用于检验二氧化碳气体，则B装置中所盛放的物质是____________，发生反应的现象是____________________________。
(3)反应过程中将弹簧夹关闭，一小段时间后在A装置中观察到的现象是________________。
(4)C装置中的收集方法说明二氧化碳具有的物理性质是________________________。
【答案】(1)③　　CaCO3+2HCl══CaCl2+CO2↑+H2O
(2)澄清石灰水　　澄清石灰水变浑浊
(3)长颈漏斗内液面上升
(4)密度比空气大
【解析】(1)从制取和收集的角度分析，实验室制取气体应选择反应速率适中的药品，这样便于收集气体，且收集到的气体纯度更高，故选③；石灰石中的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CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故用澄清石灰水来检验二氧化碳。(3)石灰石中的碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳，反应过程中将弹簧夹关闭，一小段时间后锥形瓶中的压强增大，可观察到 A 装置中锥形瓶内的液体被压入长颈漏斗内，长颈漏斗内液面上升。(4)二氧化碳能用向上排空气法收集，说明其密度比空气大。
【举一反三4】如图所示是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置。
(1)写出仪器①的名称________________。
(2)实验室用大理石和稀盐酸反应制备二氧化碳，装入药品前的操作是________________，写出该反应的化学方程式________________________________。
(3)B装置中棉花的作用是____________________________
(4)已知：实验室可用铜和硝酸的稀溶液反应制取一氧化氮(NO)，NO气体难溶于水，在空气中容易发生反应2NO+O2══2NO2,请选用上述装置制取(发生并收集)NO：____________________。
【答案】(1)集气瓶
(2)检查装置气密性　　CaCO3+2HCl══CaCl2+ CO2↑+H2O
(3)防止高锰酸钾粉末堵塞导管(或影响实验)
(4)AD
【解析】(4)实验室用铜和硝酸的稀溶液反应制取一氧化氮(NO)，是固液常温型反应，故发生装置选A， NO气体难溶于水，且在空气中容易和氧气反应，应采用排水法收集，故收集装置选D。
【举一反三5】查阅资料：过氧化钠(Na2O2)为淡黄色固体，常在呼吸面具和潜水艇中作生氧剂，反应原理如下：
①2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
请结合图回答问题。
(1)在实验室条件下，用过氧化钠制取氧气选B作发生装置，则反应原理是 　 　(填“①”或“②”)。该发生装置还可以用来制取其他气体，请写出制取其中一种气体的化学方程式：　 　。
(2)能用C装置收集的气体具有的性质是 　 　。
(3)在实验室可用加热氢氧化钙固体和氯化铵固体制取氨气(NH3)，氨气极易溶于水、密度比空气小。制取氨气的发生装置和收集装置是 　 　(填字母)。
【答案】(1)②　CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑　 (2)密度比空气大 　(3)AD
【解析】(1)在实验室条件下，用过氧化钠制取氧气选B作发生装置，B装置制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，反应原理是②。(2)C装置是向上排空气法收集气体，具有的性质是：密度比空气大。(3)实验室制取氨气的反应物是固体，反应条件是加热，氨气极易溶于水、密度比空气小，发生装置和收集装置是AD。
【举一反三6】根据下列实验装置图回答问题。
(1)写出标有小写英文字母序号的仪器名称a　　　　，b　　　　。
(2)实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取O2，选择的发生装置是　　　　，二氧化锰固体的作用是　　　　；能选择D作为收集装置的考虑因素是　　　　 。
(3)用实验室制取氧气的发生装置还可以制取二氧化碳，请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式　　　　；某同学利用空塑料输液袋收集二氧化碳(如图)，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)实验室还可用高锰酸钾固体受热制取氧气，则选用的发生装置是　　　　 ，化学方程式为　　　　。
(5)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取一种易溶于水密度比空气小的氨气(NH3)，应选择的制取、收集装置组合是　　　　(填字母)。
【答案】(1)试管　锥形瓶
(2)B　催化作用　氧气密度比空气大
(3) CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑　b
(4)A　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(5)AE
【解析】(2)过氧化氢制取氧气的反应为固液常温反应，发生装置选B；过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，则二氧化锰的作用为催化作用；D为向上排空气法，氧气密度比空气大，则可用该装置收集。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，大理石的主要成分为碳酸钙，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↑；
二氧化碳密度比空气大，用空塑料输液袋收集二氧化碳时，二氧化碳应从a口通入，则应将燃着的木条放在b端，若熄灭，则收集满。
(4)高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应为加热固体的反应，发生装置选A；反应的化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(5)实验室制取氨气的反应为加热氨气的反应，发生装置选A，氨气易溶于水，且密度比空气小，收集装置选E。5.2 二氧化碳的实验室制法
【题型1】二氧化碳的实验室制取原理及装置 1
【题型2】实验室制取二氧化碳的操作步骤及注意事项 4
【题型3】二氧化碳的检验、验满及净化 7
【题型4】实验室制取气体的探究 10
【题型1】二氧化碳的实验室制取原理及装置
【典型例题】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
【举一反三1】下列关于CO2的实验室制取及验满的说法正确的是（　　）
A.制CO2的药品
B.发生装置
C.收集方法
D.验满方法
【举一反三2】如图所示为实验室制取 CO2的发生装置。
(1)与A比较，B装置的优点是_____________________。
(2)在加入药品之前，应检查C装置的气密性，其方法是_____________________。
(3)按图甲C所示将大理石放在多孔塑料隔板上，若打开胶皮管上的弹簧夹，通过长颈漏斗注入稀盐酸，使酸液刚好浸没大理石，此时观察到的现象是_____________________。
(4)与B装置比较，C装置的优点是______________；如图乙所示，______________ (填字母)装置也具有这一优点。
【举一反三3】如图是实验室制取气体的部分装置，回答下列问题。
(1)写出图中仪器a的名称　　　　。
(2)在实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2。
①反应的化学方程式为　　　　。
②用该方法制取CO2的发生装置应选择　　　　(填字母)。
③能用C装置收集CO2的原因是　　　　。
【举一反三4】如图所示为实验室制取气体的部分装置。请回答下列问题：
（1）写出如图所示装置中标号②仪器的名称 　 　。
（2）实验室制取二氧化碳气体，从A～E中选择气体发生和收集装置的组合为 　 　（填写序号组合），检验收集气体为CO2的方法：　　　　　　　　　　　　　　　　　。
【举一反三5】根据如图实验装置图，回答问题：
(1)写出标号①仪器的名称　　　　。
(2)实验室制取二氧化碳的反应原理为　　　　　　　，发生装置与收集装置应选　　　　(填字母)。
(3)如图装置具有多种用途，下列说法中正确的是　　　　(填字母)。
A．该装置用于排空气法收集氧气时，气体应从a端管口通入
B．瓶内装入适量浓硫酸用于干燥CO2时，气体应从a端管口通入
C．瓶内装满水，用于收集氧气时，气体应从a端管口通入
【题型2】实验室制取二氧化碳的操作步骤及注意事项
【典型例题】下列有关二氧化碳制取的实验基本操作中，正确的是(　　)
A.检查气密性
B.加入大理石
C.验满二氧化碳
D.暂存二氧化碳
【举一反三1】某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作，其中不正确的是(　　)
A.连接仪器
B.检查气密性
C.收集气体
D.验满气体
【举一反三2】实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是(　　)
A.A B.B C.C D.D
【举一反三3】实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是(　　)
A.A B.B C.C D.D
【举一反三4】规范的实验操作是进行科学实验的基础和保证。下列说法中，不合理的是(　　)
A.向试管中滴加液体时，胶头滴管垂悬在试管口上方
B.实验室制取时，先加试剂，再检验装置气密性
C.在点燃氢气等可燃性气体前，一定要先检验其纯度
D.做铁丝在氧气中燃烧实验时，预先在集气瓶底铺一层细沙
【题型3】二氧化碳的检验、验满及净化
【典型例题】检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是（　　）
A.通入紫色石蕊溶液中，观察溶液是否变红
B.将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否熄灭
C.通入澄清石灰水，观察是否变浑浊
D.通过闻气味
【举一反三1】正确的实验操作是做好化学实验的基本要求。小华同学在完成“二氧化碳的实验室制取与性质实验”时进行了下列实验操作，其中正确的是(　　)
A.制取CO2
B.收集CO2
C.验满CO2
D.检验CO2
【举一反三2】正确的操作是实验成功的保障，下图中正确的是(　　)
A.添加固体试剂
B.放置干净试管
C.二氧化碳验满
D.使用胶头滴管
【举一反三3】回答下列问题：
(1)仪器a的名称是　　　　。
(2)实验室制取二氧化碳化学方程式　　　　，如何知道一瓶二氧化碳气体是否收集满？　　　　。
(3)用F来测量生成二氧化碳的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是　　　　。
(4)小明同学想用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳，他选择的发生装置为B，小红给他的建议是用B作为发生装置不能很好的控制反应的速率，可以把B装置加以改进。小红同学的改进建议是：　　　　　　(写出一条即可)。
【举一反三4】下图是实验室用于制取气体的部分装置，回答下列问题：
(1)仪器①的名称是　　　　。
(2)选用装置B制取氧气，则装置B中分液漏斗内的试剂为　　　　(填名称)。
(3)实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为　　　　，若要控制反应的发生与停止，应选择的发生装置是　　　　(填字母)。
(4)若用装置D收集二氧化碳，检验收集满二氧化碳的方法是　　　　。
【举一反三5】2025年1月，青岛市人民政府再次倡导春节期间禁止燃放烟花爆竹，提倡“绿色”过年。某化学项目小组的同学针对烟花展开了如下探究：
(1)探究一：了解烟花颜色的原理
［查阅资料］烟花是在火药(主要成分为硫磺、炭粉、硝酸钾等)中按一定配比加入镁、铝、锑等金属粉末和锶、钡、钠等金属化合物制成的。由于不同的金属和金属离子在燃烧时会呈现出不同的颜色，所以烟花在空中爆炸时，便会放出五彩缤纷的火花。
［交流讨论］
若在烟花燃放时呈现　　　　色的火焰，则可能是加入了硝酸铜。
(2)探究二：探究燃放烟花爆竹对空气的污染
［提出问题］烟花爆竹燃烧后生成了哪些气体
［查阅资料］
①烟花爆竹的主要成分黑火药中含木炭粉、硝酸钾、硫磺，有的还含氯酸钾。
②SO2不但能使澄清石灰水变浑浊，而且能使紫红色的酸性高锰酸钾溶液和品红溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液常用于吸收SO2。
［作出猜想］小明猜想是　　　　；小红猜想是SO2；小玥猜想是SO2和CO2。
［实验探究］
兴趣小组的同学设计了如下图所示的装置(假设实验中每步反应均完全进行并对实验现象和结论进行下列推测：
［反思评价］
C装置的顺序能否交换并说明理由　　　　。
［知识拓展］
我们将有元素化合价发生变化的反应叫作氧化还原反应，反应中化合价升高的物质叫作还原剂，化合价降低的物质叫氧化剂。黑火药爆炸就是发生了氧化还原反应，其反应方程式为：S+3C+2KNO3K2S+3CO2↑+N2↑。则在该反应中的氧化剂是　　　　(填化学式)。
【题型4】实验室制取气体的探究
【典型例题】小明在实验室制取气体时，选择发生及收集装置时无需考虑的因素是(　　)
A. 反应物的状态
B. 反应物的颜色
C. 反应是否需要加热
D. 生成物的密度
【举一反三1】图中有关气体的制取、收集和检验方法不正确的是(　　)
A.实验室可用甲装置来制取氧气
B.乙装置可用来制取、检验二氧化碳
C.收集氧气可用丙装置
D.丁装置不能用来收集二氧化碳
【举一反三2】规范的实验操作是安全进行实验并获得实验成功的关键。下列实验行为你认为不可取的是(　　)
A.只要是制取气体的装置都需要检查气密性
B.先明确实验步骤及操作要求，后进行实验操作
C.为防止液体洒出，将胶头滴管伸进容器内滴加液体
D.有些仪器使用后要及时清洗，有害废液要回收，不能直接倒入下水道
【举一反三3】下列装置用于实验室中 CO2的制备、净化、检验和收集，最后可收集一瓶CO2，请回答下列问题。
对实验室制取二氧化碳药品的选择进行实验探究，记录如表。
(1)从制取和收集的角度分析，实验时一般选择第________ (填序号)组药品，发生反应的化学方程式为____________________________。
(2)B装置用于检验二氧化碳气体，则B装置中所盛放的物质是____________，发生反应的现象是____________________________。
(3)反应过程中将弹簧夹关闭，一小段时间后在A装置中观察到的现象是________________。
(4)C装置中的收集方法说明二氧化碳具有的物理性质是________________________。
【举一反三4】如图所示是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置。
(1)写出仪器①的名称________________。
(2)实验室用大理石和稀盐酸反应制备二氧化碳，装入药品前的操作是________________，写出该反应的化学方程式________________________________。
(3)B装置中棉花的作用是____________________________
(4)已知：实验室可用铜和硝酸的稀溶液反应制取一氧化氮(NO)，NO气体难溶于水，在空气中容易发生反应2NO+O2══2NO2,请选用上述装置制取(发生并收集)NO：____________________。
【举一反三5】查阅资料：过氧化钠(Na2O2)为淡黄色固体，常在呼吸面具和潜水艇中作生氧剂，反应原理如下：
①2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
请结合图回答问题。
(1)在实验室条件下，用过氧化钠制取氧气选B作发生装置，则反应原理是 　 　(填“①”或“②”)。该发生装置还可以用来制取其他气体，请写出制取其中一种气体的化学方程式：　 　。
(2)能用C装置收集的气体具有的性质是 　 　。
(3)在实验室可用加热氢氧化钙固体和氯化铵固体制取氨气(NH3)，氨气极易溶于水、密度比空气小。制取氨气的发生装置和收集装置是 　 　(填字母)。
【举一反三6】根据下列实验装置图回答问题。
(1)写出标有小写英文字母序号的仪器名称a　　　　，b　　　　。
(2)实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取O2，选择的发生装置是　　　　，二氧化锰固体的作用是　　　　；能选择D作为收集装置的考虑因素是　　　　 。
(3)用实验室制取氧气的发生装置还可以制取二氧化碳，请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式　　　　；某同学利用空塑料输液袋收集二氧化碳(如图)，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)实验室还可用高锰酸钾固体受热制取氧气，则选用的发生装置是　　　　 ，化学方程式为　　　　。
(5)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取一种易溶于水密度比空气小的氨气(NH3)，应选择的制取、收集装置组合是　　　　(填字母)。

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