4.4二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法-九年級化學(xué)第一學(xué)期講與練（上海）（原卷版）

4.4二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法學(xué)習(xí)目標(biāo)重難點(diǎn)1、掌握二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室試劑的選擇2、啟普發(fā)生器的原理重點(diǎn)：啟普發(fā)生器的變形裝置知識01二氧化碳的制取工業(yè)制二氧化碳煅燒石灰石CaCO3高溫CaO+CO2↑（石灰石、大理石主要成分為碳酸鈣CaCO3；氧化鈣CaO俗稱生石灰；氫氧化鈣Ca(OH)2俗稱熟石灰）2.實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳：（1）藥品：塊狀石灰石（或大理石）和稀鹽酸（均為混合物）（2）反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑①為什么不能用純的CaCO3或Na2CO3粉末？反應(yīng)速率太快，不易控制。②為什么不用濃鹽酸？濃鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫（HCl）氣體使制得的二氧化碳不純。③為什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSO4覆蓋在石灰石表面，阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。檢驗(yàn)方法：將制得的氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，則證明是二氧化碳。驗(yàn)滿方法：用燃著的木條，放在集氣瓶口，木條熄滅，證明二氧化碳?xì)怏w已經(jīng)收集滿。3.啟普發(fā)生器1．原理 荷蘭科學(xué)家啟普(Kipp)設(shè)計(jì)的氣體發(fā)生器，使用時(shí)打開導(dǎo)氣管上的活塞，不斷產(chǎn)生氣體。不用時(shí)關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞，在氣體的壓力下，酸液下降，大理石和鹽酸脫離接觸，反應(yīng)停止。這種裝置被稱為啟普發(fā)生器。2．簡易裝置 根據(jù)啟普發(fā)生器的原理，還可以制成簡易啟普發(fā)生器。例如圖，用多孔塑料片把大理石和液體隔開，當(dāng)彈簧夾打開時(shí)，大理石和鹽酸接觸，發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)彈簧夾關(guān)閉后，鹽酸被反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應(yīng)。用該裝置制備CO2可起到節(jié)約藥品和取用方便的效果。3．使用范圍 塊狀固體與液體反應(yīng)，反應(yīng)不需要加熱，生成的氣體難溶于水。檢驗(yàn)氣密性關(guān)閉啟普發(fā)生器的導(dǎo)管活塞，向啟普發(fā)生器中注入少量水，靜置片刻。(2)觀察漏斗中液面的變化情況，如果漏斗中的液面不下降則說明該啟普發(fā)發(fā)器的氣密性良好，否則說明氣密性不好。5．幾種隨開隨用、隨關(guān)隨停的制氣裝置

啟普發(fā)生器是一種“隨開隨用，隨關(guān)隨?！辈僮骱啽愕膶?shí)驗(yàn)室常用氣體發(fā)生裝置．該裝置利用塊狀塊狀（選填“塊狀”或“粉末狀”）固體與液體發(fā)生反應(yīng)，且不需加熱，制備H2．CO2等氣體．使用啟普發(fā)生器先檢查其氣密性，再在D處纏繞一些銅絲網(wǎng)（或玻璃絲）銅絲網(wǎng)（或玻璃絲）（填“鐵絲網(wǎng)”或“銅絲網(wǎng)”或“玻璃絲”等），以防止固體從狹縫處滑落至容器底部；反應(yīng)液從A（填序號，下同）處加入，固體從C處加入．反應(yīng)后的混合物從B處倒出．打開止水夾，U形管內(nèi)氣體逸出，壓強(qiáng)減小，酸液左降右升與固體反應(yīng)；關(guān)閉止水夾，U形管內(nèi)壓強(qiáng)增大，將酸液壓回，反應(yīng)停止?！咀⒁狻繂⑵瞻l(fā)生器的變形裝置※把握啟普發(fā)生器能“隨開隨用，隨關(guān)隨?！钡脑颍宏P(guān)閉活塞，壓強(qiáng)增大，固液分離，反應(yīng)停止；即要實(shí)現(xiàn)固液分離則需要固體懸置、能形成氣壓差。題型一碳酸鈣分解實(shí)驗(yàn)例1（2023秋·上海靜安·九年級上海市市北初級中學(xué)校考期末）工業(yè)上常用高溫煅燒石灰石來制得生石灰，現(xiàn)取一定量的石灰石樣品進(jìn)行煅燒（假設(shè)雜質(zhì)不變），某變量y隨時(shí)間的變化趨勢如圖所示。則縱坐標(biāo)表示的是A．生成CO2的體積 B．生成CaO的質(zhì)量C．固體中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) D．固體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)【變式11】（2022秋·上海青浦·九年級?？茧A段練習(xí)）一定質(zhì)量的碳酸鈣高溫分解，某些量隨時(shí)間變化的情況如圖所示，橫坐標(biāo)表示受熱時(shí)間，根據(jù)圖像判斷，縱坐標(biāo)可能表示：①固體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

②生成二氧化碳的質(zhì)量③固體中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

④固體中碳元素的質(zhì)量A．①② B．①③ C．②④ D．③題型二二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制備例1（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）探究能否與反應(yīng)，裝置如圖所示。滴加濃鹽酸，待試管中液體變紅后，將其加熱至沸騰，紅色不褪去。說法正確的是A．錐形瓶中逸出的氣體只含B．試管中液體變紅，證明能與水反應(yīng)C．加熱后紅色不褪去，說明碳酸受熱不分解D．欲達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可將濃鹽酸改為稀鹽酸【變式11】（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）用下圖裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，不能實(shí)現(xiàn)的是A．氣體從b端通入，用于實(shí)驗(yàn)室收集氧氣B．若瓶內(nèi)裝有澄清石灰水，氣體從b通入可檢驗(yàn)其中是否混有二氧化碳C．若瓶內(nèi)裝滿水，可在b端連接量筒，收集氣體并測量氣體的體積D．若瓶內(nèi)裝部分水，氣體從a端通入，可觀察氣泡的速度【變式12】（2023·上海黃浦·統(tǒng)考一模）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，相關(guān)圖示正確的是A．發(fā)生裝置 B．加入固體藥品C．收集 D．驗(yàn)滿題型三啟普發(fā)生器原理例1（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）具有啟普發(fā)生器原理的裝置是A．

B．

C．

D．

【變式11】（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）用如圖所示的裝置制取二氧化碳，相關(guān)分析正確的是A．以碳酸鈣粉末和稀鹽酸為原料B．用該方法收集二氧化碳是因?yàn)槠淠苋苡谒瓹．用燃著的木條放入瓶內(nèi)以檢驗(yàn)氣體是否收集滿D．關(guān)閉k，若固液不分離，可能是某種反應(yīng)物已消耗完【變式12】（2023·上海松江·統(tǒng)考一模）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，能隨開隨用、隨關(guān)隨停的實(shí)驗(yàn)裝置是A． B． C． D．【變式13】（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）我國科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成；(1)實(shí)驗(yàn)室常用塊狀大理石與稀鹽酸制備二氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。選用如圖裝置作為發(fā)生裝置，待氣體收集滿后，關(guān)閉活塞，裝置內(nèi)液面將由x降至處(選填“y”或“z”)，此時(shí)裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)外界大氣壓(選填“大于”、“等于”或“小于”)。(2)該合成中的第一步是先將二氧化碳轉(zhuǎn)換成甲醇(化學(xué)式為CH4O)，這屬于(選填“物理”或“化學(xué)”)變化，甲醇是由種元素組成，摩爾質(zhì)量為，1mol甲醇中約含有個(gè)碳原子。題型四二氧化碳制備實(shí)驗(yàn)題例1（2021·上?！ぶ锌颊骖}）CO2是一種常見的物質(zhì)，回答下列問題：(1)木炭燃燒的化學(xué)方程式：_______；(2)用啟普發(fā)生器制CO2如圖所示，在多孔塑料板上放著的塊狀固體為_______；所用HCl的量不宜太多，若液體在反應(yīng)時(shí)，液面處于a處，則關(guān)閉彈簧夾時(shí)導(dǎo)致的后果是：_______；(3)實(shí)驗(yàn)小組欲制取CaCO3，步驟如下圖：Ⅰ.步驟①的化學(xué)方程式：_______；Ⅱ.需要加_______藥品，理論上可以不斷生成CaCO3，原因是：_______；【變式11】（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）實(shí)驗(yàn)室制備并收集二氧化碳。(1)選用藥品。按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，取等質(zhì)量的大理石加入足量酸中(雜質(zhì)不與酸反應(yīng))，產(chǎn)生二氧化碳體積隨時(shí)間變化曲線如圖所示：實(shí)驗(yàn)編號藥品Ⅰ塊狀大理石、10%H2SO4溶液Ⅱ塊狀大理石、7%HCl溶液Ⅲ大理石粉末、7%HCl溶液①圖中丙對應(yīng)實(shí)驗(yàn)(選填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。②確定用乙對應(yīng)的藥品制備并收集二氧化碳，相應(yīng)的化學(xué)方程式是。③不用甲對應(yīng)的藥品，理由是。(2)搭建裝置。組裝簡易啟普發(fā)生器，并在裝置中連接上壓強(qiáng)傳感器如圖一，測得的實(shí)驗(yàn)過程中試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化情況如圖二。下列說法正確的是(填字母)。A．a(chǎn)b段試管中液面逐漸上升B．bc段石灰石與稀鹽酸脫離接觸C．c點(diǎn)的對應(yīng)操作是打開彈簧夾(3)收集二氧化碳。用如圖裝置收集時(shí)，二氧化碳?xì)怏w從(選填“x”或“y”)端通入。(4)有同學(xué)搭建了下圖裝置，要使該裝置也具有啟普發(fā)生器的功能，需將塊狀石灰石放置在(選填“A”或“B”)處?！咀兪?2】21．（2023春·上海浦東新·九年級上海市民辦新竹園中學(xué)?？茧A段練習(xí)）下圖是實(shí)驗(yàn)室制備氣體的常用裝置。(1)實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，可選擇的發(fā)生裝置是（填寫編號），反應(yīng)的化學(xué)方程式是，二氧化錳的作用是。(2)實(shí)驗(yàn)室用裝置C制取二氧化碳，其適用條件是，以下裝置具有與C裝置相同工作原理的是（填寫編號）。基礎(chǔ)鞏固1．（2022秋·上海楊浦·九年級上海同濟(jì)大學(xué)附屬存志學(xué)校統(tǒng)考期中）制取二氧化碳的部分操作中，正確的是A．檢查氣密性 B．發(fā)生裝置C．收集裝置 D．檢驗(yàn)性質(zhì)2根據(jù)如圖所示實(shí)驗(yàn)，不能得到的結(jié)論是A．CO2密度比空氣大B．CO2不能燃燒C．蠟燭燃燒生成CO2和H2OD．CO2不支持燃燒3.（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）甲乙是某同學(xué)設(shè)計(jì)的兩套制取二氧化碳的發(fā)生裝置，對兩套裝置分析正確的是A．此時(shí)甲裝置中的止水夾M處于打開狀態(tài) B．甲裝置氣體導(dǎo)出過程中容器內(nèi)部氣壓小于外部氣壓C．甲裝置具有啟普發(fā)生器的功能 D．乙裝置N處添加止水夾可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止4.（2023·上海·九年級專題練習(xí)）下列方法能區(qū)分氮?dú)夂投趸純善繗怏w的是A．觀察顏色 B．聞氣味C．將燃著的木條伸入集氣瓶中 D．倒入適量澄清石灰水5．（2023·上海楊浦·統(tǒng)考一模）（不定向）能正確表示對應(yīng)變化關(guān)系的是A．鎂帶在空氣中燃燒時(shí)的質(zhì)量關(guān)系B．t℃時(shí)，CO2和O2的溶解度與壓強(qiáng)的關(guān)系C．氧氣是否充足對碳燃燒放出熱量的影響D．等質(zhì)量的碳酸鈣固體分別與足量稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)生成CO2的質(zhì)量關(guān)系6．（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）某小組同學(xué)對雙氧水進(jìn)行如下探究：(1)圖1中儀器①的名稱：，該裝置中發(fā)生的化學(xué)方程式為。圖1裝置中的圓底燒瓶也可以用替代(填儀器名稱)，該裝置也可制取氣體(只填一種即可)。(2)若將MnO2與水泥按一定比例加水混合、凝固，制作成小塊狀固體。加入圖2裝置中制氧氣。其中塊狀固體應(yīng)放置在處(填“A”或“B”)，你的理由是。(3)利用圖2裝置反應(yīng)一段時(shí)間后。需停止反應(yīng)，其操作是。7．（2023·上海長寧·統(tǒng)考一模）實(shí)驗(yàn)室用下圖裝置制取氣體。(1)搭建A裝置時(shí)，應(yīng)先放置（填寫儀器a的名稱），再調(diào)整試管的高度；(2)實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（選填字母編號）請書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，屬于（選填“化合”或“分解”）反應(yīng)；(3)實(shí)驗(yàn)室選用B裝置制取二氧化碳，應(yīng)先在b處加入（選填“粉末”或“塊”）狀大理石，可選用的收集裝置是（選填字母編號），待收集滿一瓶二氧化碳后，關(guān)閉彈簧夾，可觀察到B裝置內(nèi)的現(xiàn)象是；(4)下圖是檢查裝置A的氣密性的過程，在F處觀察到的現(xiàn)象是（選填“甲~乙”）；(5)用排水法收集氧氣，待收集滿后對集氣瓶的操作順序是（選用字母“a~d”排序）。a.取出集氣瓶

b.蓋上毛玻璃片

c.將集氣瓶正放在桌上

d.將集氣瓶倒放在桌上8.（2023·上海徐匯·統(tǒng)考一模）大量排放二氧化碳會導(dǎo)致溫室效應(yīng)，用下列試劑和儀器進(jìn)行模擬研究。試劑：大理石、濃鹽酸儀器：(1)寫出實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的化學(xué)方程式。(2)用裝置甲制備二氧化碳。①寫出儀器的名稱：a，b。②對裝置甲檢驗(yàn)氣密性時(shí)，先用彈簧夾夾緊橡膠管，再向儀器a中加入適量水，觀察到現(xiàn)象，說明氣密性良好。③將提供的試劑加入甲裝置，發(fā)現(xiàn)生成氣體太快，請寫出一條改進(jìn)方法。(3)在裝置乙和丙之間選擇裝置乙收集二氧化碳的依據(jù)是。請簡述如何判斷二氧化碳已經(jīng)收集滿。(4)集滿一瓶二氧化碳后，用彈簧夾夾緊橡膠管，能否使甲裝置中的反應(yīng)停止?理由是。(5)將集滿二氧化碳的集氣瓶連入如下圖所示的裝置中，置于陽光下。①U型導(dǎo)管中不使用水的理由是。②一段時(shí)間后，若c處液面高度（選填“高于”、“低于”或“等于”）d處液面高度，則證明二氧化碳能導(dǎo)致溫室效應(yīng)。③使用綠色能源能減少二氧化碳的排放，請例舉一種綠色能源。9.．（2023秋·九年級課時(shí)練習(xí)）下圖是實(shí)驗(yàn)室制取氣體的部分裝置，請回答下列問題。(1)用氯酸鉀和二氧化錳共熱制備氧氣的化學(xué)方程式是，該反應(yīng)的基本類型是，二氧化錳的作用是。若要制取0.06mol氧氣，至少需要g氯酸鉀參加反應(yīng)。(2)用雙氧水和二氧化錳制備氧氣，為使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（填編號）；為了收集純凈的氧氣，應(yīng)選用的收集裝置是（填編號）。(3)用塊狀大理石和稀鹽酸制備二氧化碳，控制所加稀鹽酸的量，反應(yīng)時(shí)丙裝置內(nèi)液面位于（填“a”、“b”或“c”）處為宜，用戊裝置收集二氧化碳的驗(yàn)滿方法是。不用粉末狀大理石制備二氧化碳的原因是。10（2023秋·上海楊浦·九年級?？计谀┱埜鶕?jù)實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置回答相關(guān)問題。(1)寫出下列儀器的名稱：a；b；實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原料通常為。(2)B裝置能起到的效果。B中b的下端管口要伸到；當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間關(guān)閉活塞后，試管內(nèi)氣壓(填“大于”或“小于”)大氣壓。一會后再打開活塞可以看到。(3)老師用C裝置制取、收集CO2時(shí)，只有碳酸鈣粉末與稀硫酸，老師說也可以用C，是因?yàn)椋?。制了一會兒二氧化碳后，將燃著的木條放在集氣瓶口處，同時(shí)利用數(shù)據(jù)采集器和傳感器測定和記錄木條變化時(shí)對應(yīng)的CO2體積分?jǐn)?shù)，數(shù)據(jù)見下表。CO2的體積分?jǐn)?shù)/%木條的燃燒狀況不滅不滅火焰變小火焰變小熄滅熄滅熄滅①常將燃著的木條放在集氣瓶口處檢驗(yàn)CO2是否集滿，這是利用了CO2具有的性質(zhì)；②若空氣均勻排出，當(dāng)瓶內(nèi)O2的體積分?jǐn)?shù)為12%時(shí)，放在瓶口的木條(填“不滅”、“火焰變小”或“熄滅”)。(不考慮空氣中原有CO2以及實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的水蒸氣對計(jì)算結(jié)果的影響。)?？加?xùn)練1（2023·上海閔行·統(tǒng)考一模）實(shí)驗(yàn)室常用下列裝置制取氣體。(1)實(shí)驗(yàn)室用A裝置制取氧氣的化學(xué)方程式是；若用E裝置收集的氧氣不純，可能原因是（填序號）。a．裝置氣密性不好

b．在加熱前將導(dǎo)管放入集氣瓶中c．收集前集氣瓶沒有裝滿水

d．集氣瓶中的水沒有完全被排盡(2)某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用10％雙氧水和二氧化錳制取氧氣，欲使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，選用的發(fā)生裝置是（選填“A～D”）。(3)裝置D可用于制取二氧化碳，其適用條件是