中考化学重难点易错点复习讲练专题探究二氧化碳的制取（含解析）.doc

1 专题探究二氧化碳的制取 二氧化碳的实验室制法 气体 二氧化碳 药品 大理石（或石灰石）与稀盐酸 反应原理 发生装置 收集方法 向上排空气法 （能溶于水，密度比空气大） 收集装置 检验方法 通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊 验满方法 用燃着的木条靠近集气瓶口，木条火焰立即熄灭，则说明已集 满 实验步骤 ①组装仪器； ②检查装置气密性； ③放入石灰石； ④放入稀盐酸； ⑤收集。 操作注意事项 ①长颈漏斗的末端应伸入液面以下； ②反应器中的导管刚露出橡胶塞即可； ③用向上排空气法收集时，导管口应伸入集气瓶并接近集气瓶 的底部。 注意：药品选择时：①不能用浓盐酸。因为浓盐酸易挥发，会使生成的 CO2 中混有氯化 氢气体，导致得到的二氧化碳气体不纯。 ②不能用稀硫酸。因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的 CaSO4，会覆盖在大理石表 面而形成致密的保护膜，使反应不能继续进行。 ③不能用纯 CaCO3 或 Na2CO3 等代替大理石或石灰石。因为它们与稀盐酸反应速度太快， 很难控制，且成本较高。 例题 请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。 （一）选择药品：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 ↑+++ 2223 COOHCaCl2HClCaCO2 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 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快 对照实验①②，是探究 对制取二氧化碳气体产生的影响； 对照实验①③，是探究 对制取二氧化碳气体产生的影响； 小明选择第①组药品来制取二氧化碳，该组药品发生反应的化学方程式为 ； 不选择第②组药品的原因是 。 （二）选择装置： （1）写出图中带标号仪器的名称：① 、② （2）小明选择的气体发生和收集装置为 （请在 A～E 中选择），验满方法是 （3）气体检验：将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，请你写出反应的化学方程 式 ，由此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否 正确？请说明理由 。请你写出检验 二氧化碳气体的化学方程式 。 （4）装置 B 虽然操作简便，但无法控制反应速率，请从图 2 中选取 （填 序号）取代 B 中的单孔塞，以达到控制反应速率的目的，起到随开随关的作用。 解析：（一）对比实验的设计方法是只能允许有一种变量，对照实验①②，只有加入的 酸不同；对照实验①③，只有石灰石的形状不同；不选择第②组药品的原因是碳酸钙与硫酸 反应，生成的硫酸钙微溶于水，覆 盖在石灰石表面，里面的石灰石不能与硫酸接触，使反 应速度减慢并停止。 （二）（1）熟记常见仪器的名称解答本题； （2）制取二氧化碳用大理石和稀盐酸，不需要加热，所以发生装置选择 B，由于二氧 化碳能溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，只能用向上排空气法收集，故收集装置 选择 C；验满方法是将燃着的木条放到集气瓶口，木条火焰熄灭，说明已满； （3）能使石蕊试液变红的气体不一定是二氧化碳，他的检验方法不正确；其他气体如 HCl 也可能使石蕊溶液变红，验证二氧化碳应用澄清石灰水； （4）从控制反应速率和随开随关两个方面考虑，应该选择带注射器的，注射器既可控 制反应速度，也可控制开关。 答案：（一）不同的酸；石灰石形状；CaCO3+2HCl═CO2↑+H2O+CaCl2；反应后生成的硫 酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，使反应速度减慢并停止； （二）（1）①酒精灯②长颈漏斗 （2）B、C；将燃着的木条伸到瓶口，木条火焰熄 灭；（3）CO2+H2O═H2CO3；不正确，其他气体溶于水也可能使石蕊溶液变红 （或应该用澄 清的石灰水检验二氧化碳） （4）ⅢOHCaCOOHCaCO 2322 )( +↓=+3 【方法提炼】 实验室制取气体的装置选择 1. 发生装置的选择 根据反应物状态和反应条件选择，有两种： 固体+固体，加热型 固体+液体，不加热型 2. 常见气体发生装置的优缺点比较 A. 装置简便，但不易控制反应物的用量 B. 便于添加液体药品，但不能控制速度和进程 C. 不但能添加药品，而且能控制反应速度 D. 能控制反应的进行和停止 例题 有如下图所示实验室制取 CO2 的发生装置： （1）与 A 装置比较，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 C 所示将大理石放在塑料隔板上，打开橡胶管上的弹簧夹，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 。 下图装置具有这一优点的是 （填序号）。4 解析：（1）从图中可以看出，与 A 比较，B 装置的优点是可以在反应过程中随时补充 稀盐酸。 （2）检查 C 装置的气密性时，应先把弹簧夹夹紧，从长颈漏斗往试管里注入水，浸没 长颈漏斗下口后，如果最后漏斗和试管存在液面差，则气密性较好。 （3）碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，实验现象是大理石表面产生 大量气泡。 （4）C 装置除具有 B 的优点外，还可以利用弹簧夹和有孔塑料片，使反应随时发生或 停止，节省药品。E、G 装置也能够使反应随时发生或停止。 答案：（1）可以随时补充液体反应物 （2）先把弹簧夹夹紧，从长颈漏斗往试管里注 入水，浸没长颈漏斗下口后，如果最后漏斗和试管存在液面差，则气密性较好 （3）有气泡产生 （4）控制反应随时发生或停止，节省药品；E、G 3. 收集装置的选择 根据气体的密度和溶解性（或是否与水反应）选择，一般有三种： 4. 多功能瓶 多种用途 （1）检验：证明 O2 中混有 CO2，装置内应盛澄清石灰水。 （2）贮气 ①排空气法：若被收集的气体密度比瓶中气体的密度小，则从管口位置高的地方进， 即 B 为进气口；若被收集的气体的密度比瓶中气体的密度大，则从管口位置低的地方进， 即 A 为进气口。 ②排水法：若用排水法收集 O2，瓶内先装满水，气体从装置 B 端通入。 （3）排气：若要用水将装置中的氧气排出进行实验，水应从 A 端通入。 （4）量气：可以测量气体的体积。瓶内先装满水，气体从 B 端通入，使水从 A 端排出， 排水法 向上排空气法 向下排空气法 气体难溶于水， 气体密度大于空气，且 气体密度小于空气，且 且不与水反应 不与空气中的成分反应 不与空气中的成分反应5 还需要用到的仪器是量筒。该方法适用于测 量不溶于水的气体的体积。 （5）输气：医院给病人输氧气：在装置中约放半瓶蒸馏水，连接病人吸氧气的塑胶管 的是 B 端。 （答题时间：30 分钟） 1. 使用如下图装置可以进行下列实验中的（ ） A. 锌与稀硫酸制取、收集氢气 B. KClO3 与 MnO2 制取、收集氧气 C. KMnO4 制取、收集氧气 D.过氧化氢溶液与 MnO2 制取、收集氧气 2. 实验室用双氧水制氧气和大理石与盐酸反应制二氧化碳相比较，不正确的是（　　） A. 反应都不需要加热 B. 反应原理都是分解反应 C. 可以用相同的发生装置 D. 可以用相同的收集装置 *3.（杭州）常温下将块状大理石投入足量稀硫酸中，刚开始能产生气体，但很快就停止 产生。 而将大理石粉末逐步加入足量稀硫酸中却能持续产生气体。由此得出的结论或推理 正确的是（ ） A. 物质间是否发生化学反应，只和反应的条件有关 B. 反应物之间必须直接接触才会发生化学反应 C. 块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同 D. 大理石和稀硫酸反应也可用于实验室制取 CO2 *4. 二氧化硫是一种易溶于水，密度比空气大的有毒气体，且和水发生反应生成酸，我国 酸雨的类型主要是硫酸型酸雨。下列收集 SO2 的装置中合理的是 （ ） *5.（陕西）实验室制取 CO2 的有关操作如下图，不正确的是（　　） A. 检查气密性 B. 制气 C. 收集 D. 验满6 6. 如图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是（　　） A. 气体从 a 端通入，收集氧气 B. 气体从 b 端通入，收集氢气 C. 瓶内装有澄清石灰水，检验氧气中是否混有二氧化碳 D. 在 b 端接量筒，瓶内装满水，测量气体的体积 *7. 下图为初中化学常见气体的发生与收集装置。有关这些装置的说法不正确的是（ ） A. 装置 I 可作为固体加热制取气体的发生装置 B. 装置Ⅱ中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替 C. 装置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体 D. 装置 V 可以用于收集 H2、O2，也可以用于实验室收集 CO2 *8. 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（ ） 9. （哈尔滨）实验室现有石灰石、高锰酸钾、稀盐酸、二氧化锰、棉花、木块及下列仪 器： 请回答下列问题： （1）仪器⑧的名称是 ； （2）利用上述仪器及药品制取二氧化碳，需要选择的仪器有 （填序号）， 制取该气体的化学方程式为 ； （3）乔乔同学发现若补充一支试管，再利用上述仪器及药品还可以制取并收集氧气。7 下图是他正在绘制的装置图。请你帮助乔乔将其补充完整，并写出发生反应的化学方程式： 。 10.（烟台）2013 年 6 月 3 日，吉林省德惠市某公司发生火灾引发液氨泄漏并发生化学爆 炸，造成重大伤亡。液氨是液态的氨气，常温下，氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味 的气体，密度比空气小。实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气。请回答下列问 题。 A B C D E （1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有 的物 理性质。由液氨发生化学爆炸猜测氨气可能具有 （化学性质）。 （2）写出上图中指定仪器的名称：a ； （3）制取氨气的发生装置应选择上图中的 （填字母，下同），收集装置应选 择 。这种发生装置也可用于实验室制氧气，用该装置制氧气所用的药品是 。 （4）根据氨气的性质推测，发生液氨泄漏时正确的逃生方法是 ； 。（列举两条） *11. 实验室制取 O2 或 CO2 气体的发生装置如图甲，请回答下列问题： （1）写出仪器 A 的名称 。 （2）写出用此装置制取 O2 的化学方程式： ， 为了制得较纯净的 O2，最好选用 法收集。 （3）制取 CO2 时，某同学在装置中添加了多孔隔板（图乙），实验时，可将固体药品放 在 （填“a”或“b”）处，若用装置甲制取 CO2，加入试管中盐酸的量最起码 要 。 （4 ）图丙与图甲相比，其优点是 。（写出一条即可） **12. 通过近一个学期的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，请结合下8 图回答问题： A B C D E F G （1）写出编号所指仪器的名称：① ；② （2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方并把改正的结果填在下 列横线上： ① ； ② 。 上述装置改进后，请继续回答下列问题。 （3）小李在实验室中用氯酸钾和另一种固体制取氧气，他选择上述装置中的 A 和 （填字母）进行组装。小红在实验室中选用 C 装置作为氧气的发生装置。在他们的实验中都 用到了一种相同的固体药品，是 （填化学式），在两个反应中它起 作用。 请你写出小红制取氧气的化学反应方程式： 。 （4）实验室选用 C 和 E 装置还可以制取的气体是 （填化学式），写出实验室制取 该气体的化学方程式： 。 （5）装置 B、C 都可以用来制取（4）中的气体，比较这两个装置的不同，指出 B 装置 的一个突出优点： （6）有一名同学欲用 G 装置收集 H2，则 H2 应从导管口 端通入。9 1. D 解析：发生装置为固液不加热型，排除 B、C；收集装置 为向上排空气法，排除 A。 2. BD 解析：A. 双氧水常温下在二氧化锰的催化作用之下可以生成氧气，而大理石和稀 盐酸反应也是常温下进行的，不需要加热，故 A 说法正确； B. 大理石和稀盐酸的 反应不属于分解反应，故 B 说法错误； C. 双氧水为液体，而二氧化锰为固体，是固液反应；而大理石是固体，盐酸是液体， 该反应也是固液反应，故 C 说法正确； D. 二氧化碳能够溶于水，其密度比空气的大，所以只能用向上排空气法收集，而氧气 不易溶于水，所以可以选择排水法来收集，故 D 说法错误。 *3. B 解析：A. 化学反应与反应条件有关在题中的实验没有得出，故 A 错误； B. 由以上对比实验可以看出反应物之间的接触面积影响反应的进行，故 B 正确； C. 块状大理石与粉末状大理石的区别在于颗粒大小不同，故 C 错误； D. 大理石与稀硫酸反应生成微溶物覆盖在大理石表面，阻碍反应进行，故 D 错误。 *4. D 解析：因为二氧化硫极易溶于水，所以不能用 C；二氧化硫密度比空气大，所以不 能用 B；二氧化硫有毒，所以 要有尾气处理装置，所以不用 A。 *5. B 解析：A. 检查装置气密性时，拉动注射器活塞时，如果长颈漏斗末端产生气泡， 说明装置不漏气，反之则漏气，该选项正确； B. 实验室不能用稀硫酸和大理石制取 CO2，因为产物 CaSO4 是微溶物，会附着在大理石 表面，阻止反应的进一步进行，该选项不正确； C. 二氧化碳的密度比空气大，进气导管应该接近集气瓶底部，该选项正确； D. 因为二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，故可以用燃烧的木条验满，该选项正确。 6. D 解析：A. 氧气的密度比空气的密度大，气体从 a 端通入，选项 A 正确； B. 氢气的密度比空气的密度小，气体从 b 端通入，选项 B 正确； C. 二氧化碳可用澄清的石灰水检验，选项 C 正确； D. 如果瓶内装满水，可以测量气体的体积，气体应该从 b 端通入，在 a 端接量筒，而 不是 b 端接量筒，选项 D 错误。 *7. D 解析：A. 装置 I 适用于加热固体制取气体的反应，如制取氧气的反应，故 A 说法 正确； B. 装置Ⅱ中的长颈漏斗用于添加液体，可以用分液漏斗、医用注射器代替，故 B 说法 正确； C. 装置Ⅲ、Ⅳ为排空气法收集气体的装置，可用于收集密度与空气密度差距较大，且 不与空气中各成分反应的气体，故 C 说法正确； D.装置Ⅴ可以用于收集不易溶于水的气体，如 H2、O2，不可以用于实验室收集 CO2，故 D 说法错误。 *8.B 解析：A 中的试管底部有缺口，只要放入烧杯中，稀盐酸可以随时进入试管产生气 体，不用时可以随时移出试管，故可以控制反应的进行。 B 中虽然有带孔的塑料片，但是稀盐酸总是浸没大理石，所以无法控制反应的进行。 C 中石灰石在有孔塑料片上，用时打开开关，U 型管的右边压强减小，稀盐酸就会浸没 石灰石产生气体，不用时关闭开关，压强增大，盐酸又被压到塑料片以下，控制了反应的进 行。 D 中的原理同 A，可以上下移动钢丝，从而带动有孔的塑料片，因此可以控制反应的进 行。 9. （1）长颈漏斗 （2）①②⑤⑧ ↑++===+ 2223 2 COOHCaClHClCaCO10 （3）装置图如图所示 解析：（2）利用石灰石和稀盐酸制 CO2，反应不需加热；CO2 气体能溶于水且密度大于空 气，只能用向上排空气法收集，选用①②⑤⑧。（3）收集氧气可用排水法并在试管口堵上一 团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 10. （1） 溶于水 可燃性（其他合理猜测也可） （2）分液漏斗 （3） A C 高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰等合理答案也可） （4） 用湿毛巾捂住口鼻；尽量贴近地面逃离（其他合理答案也可） 解析：（1）液氨泄漏时，可用喷水的方法除去空气中的氨气，说明氨气具有溶于水的 物理性质；某公司发生火灾引发液氨泄漏并发生化学爆炸，造成重大 伤亡说明常温下氨是 一种可燃气体； （2）分液漏斗可以控制反应的速度； （3 ）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热制取氨气，因此需要加热，常温下，氨 气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，易溶于水，因此只能用向下 排空气法收集；如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热； （4）发生液氨泄漏时正确的逃生方法是：用湿毛巾捂住口鼻；尽量贴近地面逃离。 *11.（1）长颈漏斗 （2） 排水 （3）a 浸没长颈漏斗的下端 （4）不需要用铁夹夹持，可直接在桌面上进行实验（或能较多地制取二氧化碳气体） 解析：（1）A 是长颈漏斗； （2）该装置的特点应该是过氧化氢溶液和二氧化锰共同作用产生水和氧气，其 中二氧 化锰是催化剂，反应的方程式为 ，收集氧气可以采用排水法或 向上排空气法，但排水法收集的气体较纯净； （3）制取二氧化碳的药品是石灰石和稀盐酸，可以将石灰石放在隔板上，以利于控制 固液的接触和分离；使用长颈漏斗要求长颈漏斗的末端要浸没在液面以下，以防气体从长颈 漏斗口溢出； （4）图丙与图甲相比，其优点是：不需要用铁夹夹持，可直接在桌面上进行实验；锥 形瓶的容积大，能较多地制取二氧化碳气体。 **12.（1）①长颈漏斗②集气瓶 （2）①A 图中，给试管中的固体物质加热时，试管 口向上倾斜了，应该略向下倾斜 ②E 图中，用向上排空气法收集气体时，导气管伸入过 短，应伸入集气瓶的底部 （3）E 或 F 或 G；MnO2；催化； （4）CO2 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ （5）可以随时控制反应的进行，随开随 停（凡叙述合理均可） （6）b 解析：（1）①为长颈漏斗；②为集气瓶； （2）A 中给试管中的固体加热试管口应略向下倾斜；E 中用向上排空气法收集气体时， 导管应伸入集气瓶底部； （3）氧气的密度比空气大且不易溶于水，也不与空气或水反应，故可用 E 或 F 收集 O2，也可用 G 收集；利用 MnO2 作催化剂与 KClO3 共热或使 H2O2 分解来制取氧气； ↑++===∆ 224242 OMnOMnOKKMnO 2 2222 22 MnO OOHOH ↑+==== 2 2222 22 MnO OOHOH ↑+==== 2 2222 22 MnO OOHOH ↑+==== ===11 （4）利用 C 和 E 装置还可以制取 CO2； （5）B 装置可以控制反应的进行，随开随停； （6）由于氢气的密度比空气小，用 G 收集时，应从 b 端通入。