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第六单元　 碳和碳的氧化物
课题2　二氧化碳制取的研究

一 实验室制取二氧化碳
1．药品：__石灰石__(或大理石)与__稀盐酸__。
2．原理：用石灰石和稀盐酸反应CaCO3＋__2__HCl===__CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
图6－2－1
3．装置
(1)长颈漏斗下端必须伸入__液面以下__。
(2)伸入集气瓶中的导管应伸至__瓶底__。
4．气体收集方法：__向上排空气法__(密度比空气的大，不与空气中的成分发生反应，能溶于水)。
5．检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水__变浑浊__，则证明是二氧化碳。
6．验满方法：将燃着的木条放在集气瓶__瓶口__，木条熄灭，证明已集满二氧化碳。
二 实验室制取气体的装置的确定
1．发生装置：由反应物状态及反应条件决定。
(1)反应物是__固体__，需__加热__，选用高锰酸钾制取O2的发生装置。
(2)反应物是__固体__与__液体__，且不需要__加热__，选用制取CO2的发生装置。
2．收集方法：由气体的密度及溶解性决定。
(1)难溶于水的用__排水法__收集。
(2)密度比空气的大(或相对分子质量＞29)的用向__上__排空气法。
(3)密度比空气的小(或相对分子质量＜29)的用向__下__排空气法。
类型一　实验室制取二氧化碳
例1　请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
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________________________________________________________________________。
[答案] CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
产生气泡速率过快，不利于气体的收集
[解析] 从收集气体角度分析，反应不能过快，也不能太慢。
[方法点拨] 选择实验室制取气体的药品及反应，一般要考虑：原料廉价易得、操作简便、反应速率适中、气流持续而平稳、产生的气体纯净等因素。如块状石灰石或大理石和稀盐酸反应符合上述要求，一般用于实验室中制取二氧化碳。不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石或大理石表面阻碍反应的进行；不能用纯碳酸钙或碳酸钠代替大理石或石灰石，因为它们与稀盐酸反应速率过快，不易控制。
类型二　实验室制取气体的一般思路和方法
例2　某市化学实验考查有：①氧气的制取、②二氧化碳的制取等。由学生抽签确定一个考题进行考查。
甲同学抽签后来到实验室，发现本组实验桌上主要准备了如图6－2－2所示的仪器和药品：
图6－2－2
(1)图中仪器D的名称是________，F的名称是____________。
(2)甲同学抽到的考签应该是______(填序号)。
A．氧气的制取　　　　B. 二氧化碳的制取
(3)制取该气体的反应原理为____________________________________(用化学方程式表示)。制取一瓶该气体，应选用的仪器有________(填字母代号)。
(4)甲同学实验的主要步骤示意如下，请你帮他补充完整。
组合装置→检查气密性→____________________________→收集气体。
(5)利用上述气体发生装置还可以制取其他气体，请写出其中一种反应的化学方程式：____________________________________。
[答案] (1)烧杯　酒精灯　(2)B
(3)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　ABCE
(4)先加大理石后加稀盐酸
(5)2H2O22H2O＋O2↑
[方法点拨] 选择气体发生装置需要考虑反应物状态和反应条件；选择收集装置应考虑气体的密度和溶解性。若制取陌生气体，首先要熟悉固体加热型和固液不加热型这两种气体的发生装置，知道根据气体的密度和溶解性来选择收集装置。根据陌生气体的制取原理和性质，与已经学过的知识对照迁移，找出共同点，再选择仪器的组合。
知识点　实验室制取二氧化碳
1．下列反应适合在实验室中制取二氧化碳的是(　　)
A．C＋O2CO2
B．2CuO＋C2Cu＋CO2↑
C．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
D．动植物的呼吸作用
[解析] C　反应A和B不便于收集到纯净的二氧化碳，反应B需在高温下进行，对实验装置要求过高。
2．图6－2－3是实验室依次制备、收集、验证、验满CO2的装置，其中正确的是(　　)
图6－2－3
[解析] D　用A装置制取二氧化碳时长颈漏斗末端应伸入液面以下；收集二氧化碳应用向上排空气法；检验二氧化碳的方法是倒入澄清石灰水，看是否变浑浊，故A、B、C均错误。
3．氨气的密度比空气的小，极易溶于水，以下收集氨气的方法正确的是(　　)
图6－2－4
[解析] B　氨气的密度比空气的密度小，可用向下排空气法收集；氨气极易溶于水，则不能用排水法收集，收集时在瓶口放棉花可防止空气的水蒸气和氨气形成白雾。
　　　　　　　　　　　　　
一、选择题
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．实验室制取二氧化碳时，不需选用的仪器有(　　)
A．酒精灯 B．导管
C．带孔橡胶塞 D．试管
[答案] A
2．二氧化碳的最佳收集方法是用向上排空气法的原因是(　　)
A．密度比空气的大
B．密度比空气的小
C．难溶于水
D．能溶于水且密度比空气的大
[答案] D
3．下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是(　　)
A．因为通常情况下二氧化碳的密度比空气的大，故能用向上排空气法收集
B．因为二氧化碳在水中的逸出速率大于溶解速率，故也可用排水法收集，一般情况下不用此法收集
C．在发生装置中加入块状石灰石和硫酸
D．因为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
[解析] C　稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，附在大理石表面，阻止了反应进行。
4．某班同学在实验室制取二氧化碳，老师观察到了四个同学的如下操作，其中正确的是(　　)
图6－2－5
[答案] B
二、实验探究题
5．实验室中，利用图6－2－6中装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
　　　　　　　图6－2－6
(1)写出图中标号仪器的名称：①____________；②______________。
(2)用大理石和稀盐酸反应制取CO2，应选用的发生装置是__________(填代号，下同)，最好选用的收集装置是____________。
(3)加热固体碳酸氢钠或固体碳酸氢铵都能产生CO2，其化学方程式分别是：
①2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
②NH4HCO3NH3↑＋H2O＋CO2↑
某同学采用反应①的方法制取CO2，应该选用的发生装置是________，他不选择反应②制取CO2的理由是________________________________________________________________________。
[答案] (1)试管　集气瓶　(2)B　C
(3)A　生成物中有NH3，制得的CO2不纯
梅州中考某学习小组利用如图6－2－7仪器或装置进行气体制备，回答有关问题。
图6－2－7
(1)写出仪器a的名称：____________，用A装置制取氧气发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)若要在实验室制取二氧化碳气体，其发生装置可选用图中的________(填序号)进行组装，连接玻璃管和胶皮管的操作：先把玻璃管口____________，然后稍稍用力把玻璃管旋转插入胶皮管内。
(3)要制得干燥的二氧化碳，可在收集装置前增加盛有________的洗气瓶。
(4)实验室收集氧气和二氧化碳都可用到的装置是________(填序号)。
(5)用澄清石灰水检验二氧化碳，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
[答案] (1)长颈漏斗
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)BC　用水润湿　(3)浓硫酸　(4)F
(5)CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
[解析] 实验室中用稀盐酸与大理石反应来制取二氧化碳，为固液常温型，故发生装置可选用图中的BC组合。连接玻璃管和胶皮管的操作：先把玻璃管口用水润湿，然后稍稍用力把玻璃管旋转插入胶皮管内。根据浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反应，可以把二氧化碳先通过盛有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。据氧气和二氧化碳的密度都比空气的大，这两种气体的收集都可以用向上排空气法，故实验室收集氧气和二氧化碳都可用到的装置是F；澄清石灰水检验二氧化碳时，和二氧化碳反应生成碳酸钙和水。

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