资源简介

[举一反三] 优化设计 探究二氧化碳制取
实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、主要操作步骤以及制取二氧化碳时药品的选择、二氧化碳收集方法的选择依据等等。解题时应明确发生装置的选取是由反应物、生成物的状态、反应条件等因素决定；收集装置是根据气体的溶解性和密度等因素决定的。该部分知识是初中化学的重点知识，其中不少题目都有其共同点，因此关注习题的变形有助于了解中考题题目的变化。
【知识点的认识】二氧化碳的实验室制法是用稀盐酸与大理石（或石灰石。其主要成分都是碳酸钙）反应来制取。其反应原理是CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O。其制取装置如图所示：
具体操作步骤和注意事项分别是：连（连接仪器、组装实验装置；要小心，不可用力太大，切不可将反应器按在桌子上用力塞橡皮塞，并且，导管稍微露出橡皮塞即可）→查（检查装置的气密性）→加（加入固体药品）→倒（倒入液体药品，但是还要注意长颈漏斗的下端要浸在液面下）→定（用铁架台固定仪器装置，固定时从试管的底部插入，夹在其中上部，先用捏住铁夹，再旋动铁夹上的螺丝，但不可用力过猛；当用锥形瓶作反应器时，此步可省）→收集（用排水法；导管要伸到集气瓶的底部，且瓶口还要盖上玻璃片）。
还有，二氧化碳的检验方法是将该气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳；而验满的方法是用燃着的木条放在瓶口,如果木条熄灭则说明瓶内已收集满二氧化碳。
【命题方向】该考点的命题方向主要是通过创设实验、问题情景或图表信息，让学生来探究实验室制取二氧化碳的反应原理、装置、操作步骤及其注意事项，以及二氧化碳的检验和验满等。命题的方式可能是选择或填写实验室制取二氧化碳的反应原理、实验步骤、二氧化碳的检验和验满等，可能是将实验室制取二氧化碳的实验步骤打乱顺序后让学生重排，也可能是给出制取二氧化碳的实验装置的示意图让学生来评价之，还可能是根据制取二氧化碳的实验装置的示意图来推断制取二氧化碳的反应原理或提出改进方案，或者是根据实验过程中的意外情况来反推二氧化碳的性质、实验步骤和注意点中的错误，以及改进方案等等。题型主要有选择题、填空题、实验探究题。中考的重点是根据题意或给出的实验示意图，让学生来选择或填写实验室制取二氧化碳的反应原理、实验操作步骤，以及二氧化碳的检验和验满，画出、分析、评价实验室制取二氧化碳的实验装置的示意图（或部分装置的示意图），以及据此推断制取二氧化碳的反应原理或提出改进方案，或者是根据实验过程中的意外情况来反推二氧化碳的性质、实验步骤和注意点中的错误，以及改进方案等。
例题：实验小组的同学们设计了三套实验室制取二氧化碳的装置。
回答下列问题：
（1）你认为合理的是 ；实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ；
（2）请说明不能采用B装置的原因 。
[解析] 本题考查二氧化碳的制取。A装置中，集气瓶中的导管应伸入到集气瓶底部，B装置中，试管中的导管过长（伸入液面以下），不易气体的排除，应稍露出胶塞即可，故装置C合理。
[答案] （1）C，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)发生装置里导气管伸入溶液中，反应生成的气体不能导出。
[变式题一] 小明同学在实验操作考核中，抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。
⑴要制取二氧化碳，小明同学应该从以上药品中选择_________和__________反应。
⑵选择以上药品的理由是____________(填序号)
①不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，使氯化氢气体混入二氧化碳气体中。
②一般不选用碳酸钠粉末，因为它与酸反应速度太快，不便于收集。
③可用木炭和氧气反应，因为反可生成二氧化碳。
④可用稀盐酸与石灰水石反应，因为反应速度适中，条件要求不高，气体产物纯净，易于收集。
⑶写出你选择的药品制取二氧化碳的化学方程式_______________________________。
⑷下图是小明实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是(填字母标号，下同)________，其中操作有误的是___________。
⑸用制取二氧化碳的气体发生装置还可以制取其它气体。请举出一例：可制取的气体是_________，制气反应的化学方程式是_____________________________________，从反应物的状态和反应条件说明为什么可用制二氧化碳的装置制该气体_________________________
______________________________________________________。
[解析] 实验室中常用稀盐酸与大理石或石灰石发生反应制取二氧化碳；这是由于浓盐酸易挥发，若使用浓盐酸，会使制得的二氧化碳气体中混入氯化氢气体杂质；另外，碳酸钠粉末与酸反应速度太快，反应不易控制，使产生的气体不便于收集；稀盐酸与石灰水石反应，反应速度适中，条件要求不高，气体产物纯净，易于收集；发生反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑；实验时，组装完气体发生装置后，应先检查装置的气密性，后装入药品，产生气体后再收集并验满，实验完毕，还要清洗仪器并整理桌面；检验二氧化碳气体是否集满的方法是将燃着的火柴放在集气瓶口，而不是伸入瓶中进行检验，d项操作有误；该装置还可用于实验室中用过氧化氢溶液制取氧气，发生反应的化学方程式为：
2H2O22H2O +O2↑；由于反应物为固体和液体，且反应不需加热，这与制取二氧化碳的反应牧状态和反应条件相同，故可用制取二氧化碳的装置制取氧气。
[变式题二] 实验室部分仪器或装置如图8所示，请回答下列问题
(l)写出指定仪器的名称：A ，B________。
(2)若要组装一套二氧化碳的发生和收集装置，可选择图8中的_______。（填标号）实验室制取二氧化碳的化学方程式为___ _______________________ _。用该装置还可以制取的气体是 ，应选择的药品是_______________ 。
(3)若用高锰酸钾制取氧气，你认为还需增加的仪器是___ _，写出用高锰酸钾制取氧气的化学方程式： __ __。用下图所示装置收集氧气，氧气应从____（填“a”或“b”）端导入。
(4)要鉴别氧气和二氧化碳，可选择__ __。
A．无色酚酞溶液 B．紫色石蕊溶液 C．澄清石灰水 D．燃着的木条
[答案] (1) 试管　长颈漏斗
(2) A C E F或A B C D F
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 氧气(或O2) 过氧化氢溶液和二氧化锰 (合理答案均可得分)
(3)酒精灯　　2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑ 　　a
(4) B C D
[解析] 本题考查二氧化碳气体的制备。（2）实验室制取二氧化碳，需要用到试管、长颈漏斗、铁架台、双控胶塞，收集方法是向上排气法，故所选仪器是ABCDF（也可以选择弹孔胶塞，但不能选择长颈漏斗，则所选仪器是ACEF），制取二氧化碳选择的药品时稀盐酸和石灰石。（3）高能酸钾分解需要在加热的条件下进行，因此，若用高锰酸钾制取氧气，还需要增加的仪器是酒精灯。若用途9装置来收集氧气，需要把水排出，由于氧气的弥补比水小，因此氧气应该从a端进。b端出。（4）氧气具有可燃性，而二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，且与水反应生成的碳酸能使石蕊试液变红色，因此区别二者可选用紫色石蕊试液、澄清石灰水、燃着的木条。
【解题方法点拨】解答这类题目时，首先，要熟记实验室制取二氧化碳的反应原理、实验步骤、装置示意图及其中仪器（如上图中的标号a、b等）的名称、注意事项等等。然后，根据所给的实验、问题情景信息，或者是图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细心地探究后，按照题目要求进行选择、填写或评价实验室制取二氧化碳的实验步骤，或者画出、选配、评价装置示意图（或部分装置的示意图），等等。
另外，有时根据实验室制取二氧化碳的装置示意图或实验步骤来推断制取的反应原理、回答常见仪器的名称和有关操作的理论依据（即有关操作的原因），或者改良某一装置示意图等；有时还会根据实验室制取二氧化碳的过程中发生的意外情况来推断二氧化碳的有关性质、操作注意事项及改进方案等。
△

展开更多......

收起↑