2019-2020學(xué)年九年級化學(xué)上冊第六單元碳和碳的氧化物課題2二氧化碳制取的研究講義新人教版

初中化學(xué)（人教版）九年級上冊第六單元碳和碳的氧化物知識點

實驗室制取二氧化碳氣體1.實驗室制取氣體的一般思路確定反應(yīng)原理——確定實驗裝置——驗證所得氣體2.二氧化碳和氧氣的實驗室制取及相關(guān)性質(zhì)比較

反應(yīng)原理反應(yīng)物的狀態(tài)反應(yīng)條件二氧化碳稀鹽酸與大理石(或石灰石)反應(yīng)大理石(或石灰石)為固體,稀鹽酸

為液體常溫氧氣加熱高錳酸鉀高錳酸鉀為固體加熱加熱氯酸鉀氯酸鉀為固體加熱,用二氧化錳作催化劑過氧化氫分解過氧化氫溶液為液體常溫,用二氧化錳作催化劑

氣體密度與空氣密度的比較(大或小)是否溶于水,是否與水反應(yīng)二氧化碳相同條件下,二氧化碳的密度比空氣的大能溶于水并與水反應(yīng)氧氣相同條件下,氧氣的密度比空氣的略大不易溶于水,也不與水反應(yīng)3.實驗室制取二氧化碳氣體(1)藥品:大理石(或石灰石,主要成分是碳酸鈣)與稀鹽酸。(2)原理:CaCO3+2HCl

CaCl2+H2CO3

碳酸鈣氯化鈣碳酸碳酸不穩(wěn)定,在常溫下就可以分解生成二氧化碳和水。H2CO3

H2O+CO2↑總的化學(xué)方程式是:CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O(3)裝置:發(fā)生裝置用固液常溫型制取氣體的裝置,收集裝置用向上排空

氣集氣裝置。如圖6-2-1所示。圖6-2-1(4)步驟例有人設(shè)計了實驗室制取二氧化碳的簡易裝置(如圖6-2-2所示),哪種

是正確的?哪種是錯誤的?為什么?

圖6-2-2解析

在制取二氧化碳的裝置中,長頸漏斗末端必須伸入液面以下,防

止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗中逸出;導(dǎo)管只需稍露出橡膠塞即可,若伸入過長,不利于氣體排出或收集不到氣體。答案

(2)裝置是正確的,(1)、(3)裝置是錯誤的。(1)裝置中長頸漏斗的

末端在液面上,氣體會從漏斗中逸出;導(dǎo)管插入了液面中,產(chǎn)生的氣體不

能由導(dǎo)管導(dǎo)出。(3)裝置中長頸漏斗的末端在液面上,氣體會從漏斗中

逸出;導(dǎo)管伸入試管過長,不利于氣體的導(dǎo)出。例根據(jù)下列裝置,結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識回答下列問題。

圖6-2-3(1)寫出標號儀器①的名稱:

。(2)實驗室可以選擇裝置

(填字母)制取并收集CO2氣體,該反應(yīng)的

化學(xué)方程式是

,驗滿的方法是

。(3)通常情況下,SO2是一種無色、有刺激性氣味的氣體,密度比空氣大,

易溶于水且水溶液顯酸性。實驗室里,用亞硫酸鈉固體和濃硫酸反應(yīng)制取SO2。實驗室制取SO2選擇的發(fā)生裝置是

(填字母),若選擇E

裝置收集SO2,氣體應(yīng)該從

口(填“a”或“b”)進入。解析

(1)儀器①是錐形瓶。(2)制取二氧化碳應(yīng)選擇固液常溫型氣體

發(fā)生裝置A;收集二氧化碳應(yīng)用向上排空氣集氣裝置B;驗滿時將燃著的

木條放在集氣瓶口,如果木條熄滅,證明氣體已集滿。(3)實驗室制取二

氧化硫的反應(yīng)物是固體與液體,反應(yīng)條件是常溫,因此發(fā)生裝置應(yīng)用裝

置A。二氧化硫的密度大于空氣的密度,應(yīng)用向上排空氣法收集,所以從

長導(dǎo)管通入。答案

(1)錐形瓶(2)AB(或AE)

CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑將燃著的木條伸到集氣瓶口,若木條熄滅,則已收集滿(3)A

a點撥二氧化碳驗滿時,應(yīng)將燃著的小木條放在集氣瓶口部,不能伸入

瓶中。題中裝置E既可用作向上排空氣集氣裝置,也可用作向下排空氣

集氣裝置;若E中裝滿水,則可用作排水法集氣裝置。知識點

實驗室制取二氧化碳氣體1.實驗室選擇下列藥品制取氣體,不合理的是

(

)A.用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣B.用石灰石和稀鹽酸制二氧化碳C.用大理石和濃硫酸制二氧化碳D.用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣答案

C實驗室制取O2,可選用KMnO4或KClO3和MnO2的混合物或過

氧化氫溶液和MnO2的混合物,所以A、D對。實驗室制取CO2應(yīng)選用石

灰石(或大理石)和稀鹽酸,因此B對,C錯。2.實驗室制取CO2時需用到的儀器是

(

)A.鐵架臺、單孔塞、長頸漏斗、導(dǎo)管、集氣瓶B.大試管、導(dǎo)管、集氣瓶、玻璃片、水槽C.集氣瓶、導(dǎo)管、玻璃片、酒精燈、單孔塞D.集氣瓶、錐形瓶、雙孔塞、長頸漏斗、導(dǎo)管答案

D

A選項,有長頸漏斗和導(dǎo)管,必須要用雙孔塞;B選項,收集二氧

化碳不能用排水法,故不需要水槽;C選項,制取二氧化碳不需要加熱,故

不需要酒精燈。3.根據(jù)下列實驗裝置填空:圖6-2-1(1)寫出圖6-2-1中標有序號儀器的名稱:①

,②

。(2)實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣時,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是

(填裝

置序號)。(3)實驗室收集二氧化碳可選用的裝置是

(填裝置序號);檢驗二氧化碳是否收集滿的操作方法是

。答案

(1)酒精燈集氣瓶(2)2H2O2

2H2O+O2↑

B(3)C將燃著的木條放在集氣瓶口解析

(2)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣,該反

應(yīng)不需加熱,應(yīng)選用固液常溫型氣體發(fā)生裝置B。(3)二氧化碳密度比空

氣大、能溶于水,故采取向上排空氣法進行收集;驗滿時,將燃著的木條

放在集氣瓶口,若木條熄滅,說明已收集滿。1.用排空氣法收集CO2,下列裝置(左進氣,右出氣)中空氣含量最少的是

(

)答案

C二氧化碳氣體的密度比空氣大,收集時應(yīng)用向上排空氣集氣

法,即進氣管接近集氣瓶底部,出氣管稍露出橡膠塞,故選C。2.判斷正誤:①實驗室制取氣體時,在連接好儀器后,要先檢查裝置的氣密性。

(

)②實驗室制取某種氣體的發(fā)生裝置主要取決于所制得氣體的性質(zhì)。

(

)③實驗室制取二氧化碳裝入藥品時,可以先裝稀鹽酸后裝碳酸鈣。

(

)④檢驗二氧化碳氣體是否收集滿的方法是將燃著的木條伸入集氣瓶

內(nèi)。

(

)⑤氣體的收集方法是由氣體的制取方法決定的。

(

)⑥收集二氧化碳氣體時,用向上排空氣集氣法,不能用排水集氣法。(

)答案

①√②?③?④?⑤?⑥√解析

①實驗室制取氣體前,必須進行氣密性檢查;②發(fā)生裝置取決于

所用藥品的狀態(tài)和反應(yīng)條件;③裝入藥品的順序是“先固后液”;④檢

驗二氧化碳氣體是否收集滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口,如果

木條熄滅,證明已滿;⑤氣體的收集方法是由氣體的性質(zhì)決定的;⑥二氧

化碳氣體的密度比空氣大,能溶于水,所以只能用向上排空氣集氣法收

集。3.實驗室常用排空氣集氣法收集干燥氣體。右圖是兩種簡易的排空氣

集氣裝置。用編號填空:(1)實驗室收集CO2選用

,收集O2選用

。(2)如果要收集SO2應(yīng)選用

,收集CH4應(yīng)選用

。答案

(1)A

A

(2)A

B解析

可以根據(jù)氣體(不與空氣中成分反應(yīng))的密度與空氣密度的大小

關(guān)系來確定氣體的收集方法,判斷氣體密度與空氣密度大小關(guān)系的方法

是用氣體的相對分子質(zhì)量與空氣平均相對分子質(zhì)量29相比較。CO2的

相對分子質(zhì)量為44,O2的相對分子質(zhì)量為32,SO2的相對分子質(zhì)量為64,三

種氣體的相對分子質(zhì)量均大于29,故密度均比空氣大,應(yīng)用向上排空氣

集氣法來收集;CH4的相對分子質(zhì)量為16,小于29,密度比空氣小,應(yīng)用向

下排空氣集氣法來收集。1.收集氣體的常用方法有:①向上排空氣法②向下排空氣法③排水

法。已知在標準狀況下,氫氣的密度比空氣小,難溶于水,那么收集氫氣

的方法是

(

)A.①②

B.①③

C.②③

D.①答案

C氫氣的密度比空氣小,難溶于水,故可用向下排空氣法和排水

法收集。2.用下列四套實驗裝置制取CO2氣體,由于裝置錯誤導(dǎo)致收集不到CO2的

是

(

)答案

C

B中漏斗下端管口位于小試管內(nèi),小試管內(nèi)的稀鹽酸可以對其形成液封,廣口瓶內(nèi)放大理石,可以收集到二氧化碳;C中長頸漏斗伸入錐形瓶太短,導(dǎo)氣管伸到錐形瓶底,二氧化碳會從長頸漏斗中逸出,收集不到CO2;D中燒瓶中放大理石,由注射器加入稀鹽酸,可收集到二氧化碳。3.如圖6-2-2所示是實驗室制取氣體的一些裝置,據(jù)圖回答有關(guān)問題。

(友情提示:以下所選裝置均填裝置序號)圖6-2-2(1)寫出指定儀器的名稱:①

;②

;(2)寫出一個初中化學(xué)中用裝置C制氣體的化學(xué)方程式

;收集此氣體可選用的一種裝置是

,利用該裝

置還能收集的一種氣體是

;圖6-2-3(3)實驗室在常溫下用塊狀電石與水反應(yīng)制取微溶于水的乙炔氣體,該

反應(yīng)必須嚴格控制加水速率,以免劇烈反應(yīng)放熱引起發(fā)生裝置炸裂。你

認為圖6-2-2中最適合制取乙炔氣體的發(fā)生裝置是

;如果用圖6-

2-3所示裝置收集乙炔,氣體應(yīng)從

(填“a”或“b”)端管口通

入。答案

(1)①試管②集氣瓶(2)2KClO3

2KCl+3O2↑或者2KMnO4?K2MnO4+MnO2+O2↑

D(或E)

H2(或CO2,寫名稱也可)(3)A

b解析

本題創(chuàng)新之處在于A裝置用注射器代替長頸漏斗,改進了固、液

反應(yīng)制氣體的裝置,便于控制液體滴加速率;裝置C屬于加熱固體或固體

混合物的方法制取氣體的裝置,可以用于制取氧氣;收集氧氣可用排水

法(D)和向上排空氣法(E);用圖6-2-3所示裝置收集乙炔時,氣體應(yīng)從b管

進入,水從a管排出。1.利用下圖所示裝置,能完成實驗室制取氣體的是

(

)A.用①③制取氧氣B.用②③制取二氧化碳C.用②④制取氧氣D.用①⑤制取二氧化碳答案

C

實驗室用高錳酸鉀固體制取氧氣時,選擇發(fā)生裝置①;用過氧

化氫溶液和二氧化錳固體制取氧氣時,選擇發(fā)生裝置②;氧氣可用向上

排空氣法或排水法收集。實驗室用石灰石(或大理石)與稀鹽酸反應(yīng)制

取二氧化碳氣體,選擇發(fā)生裝置②;二氧化碳密度比空氣大,能溶于水,用

向上排空氣法收集。2.根據(jù)下列儀器或裝置回答:(8分)

(1)寫出儀器a的名稱:

。(2)實驗室如果用高錳酸鉀來制取較純凈的氧氣,則應(yīng)選用的發(fā)生裝置

和收集裝置分別為

。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

,為得到較純凈的氧氣,應(yīng)觀察到

時再開始收集。(3)實驗室制取CO2的反應(yīng)方程式為

;裝置B

或C均可用于制取CO2,B與C相比較,其優(yōu)點是

。(4)若要收集并測定CO2氣體的體積,應(yīng)選擇下圖中的

裝置(填

“甲”或“乙”),廣口瓶中液體上方的空氣對測定結(jié)果

(填

“有”或“無”)影響。答案

(1)長頸漏斗(2)A、F

2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑氣泡連續(xù)均勻冒出(3)CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O便于控制反應(yīng),節(jié)約藥品(4)乙無解析

(1)a是加入液體的儀器,名稱是長頸漏斗。(2)加熱高錳酸鉀制取

氧氣,需要用A裝置;收集較純凈的氧氣應(yīng)用F裝置,收集時應(yīng)等到氣泡連

續(xù)均勻冒出時再開始收集。(3)實驗室制取二氧化碳是用石灰石或大理

石與稀鹽酸反應(yīng),B裝置用注射器代替長頸漏斗,便于控制液體的滴加速

率,即便于控制反應(yīng),并且節(jié)約藥品。(4)因為二氧化碳能溶于水,因此應(yīng)

用乙裝置,以防止二氧化碳溶于水而影響測定結(jié)果;瓶中空氣對實驗結(jié)

果沒有影響。1.(2017安徽阜陽九中第3次月考,1,★★☆)下圖所示的四個實驗中只發(fā)

生物理變化的是

(

)答案

B

A項,加熱高錳酸鉀制取氧氣,發(fā)生了分解反應(yīng),涉及化學(xué)變

化;C項,實驗室制取二氧化碳發(fā)生了化學(xué)變化;D項,電解水生成氫氣和

氧氣,發(fā)生了化學(xué)變化;B項,過濾液體沒有生成新物質(zhì),屬于物理變化,故

選B。2.(2016云南普洱三中第四次月考,12,★☆☆)下列關(guān)于氧氣和二氧化碳

兩種氣體的說法正確的是

(

)①氧氣在空氣中的體積分數(shù)約為78%②二氧化碳沒有毒性,但不能供給呼吸③氧氣能支持燃燒,是一種可燃性氣體④二氧化碳能參與綠色植物的光合作用,是最好的氣體肥料⑤在實驗室中兩種氣體可以用相同的裝置制取A.②④⑤

B.①③⑤C.②③④

D.①③④⑤答案

A氧氣在空氣中的體積分數(shù)約為21%,①錯;二氧化碳無毒,但

不能供給呼吸,②對;氧氣能支持燃燒,但本身不可燃,③錯;二氧化碳是

光合作用的原料,④對;兩種氣體都可以用固液常溫型氣體發(fā)生裝置制

備,并用向上排空氣法收集,⑤對。故選A。(2016山東東營聯(lián)考,11,★☆☆)實驗室制取CO2一般有五個步驟:①檢查裝置的氣密性;②按要求裝配好儀器;③向漏斗中注入酸液;④向錐形瓶中放入小塊的大理石;⑤收集氣體下列操作順序中,正確的是

(

)A.①②③④⑤

B.②①④③⑤C.①④②③⑤

D.②③④①⑤答案

B實驗室制取二氧化碳氣體時,首先要按要求裝配好儀器,再檢

查裝置的氣密性;加藥品時應(yīng)先加固體,再加液體,待反應(yīng)開始后,收集氣

體,故選B。1.(2016浙江寧波中考,3,★☆☆)如圖是小科完成CO2的制取、收集和驗

滿的主要操作過程,其中需要糾正的是

(

)

答案

D檢驗二氧化碳是否收集滿時,應(yīng)將燃著的木條放在集氣瓶口,

不能伸入瓶中,D操作錯誤。2.(2015湖南郴州中考,20,★★☆)某碳酸鈣和氧化鈣組成的混合物中鈣

元素的質(zhì)量分數(shù)為60%,將50g該混合物高溫煅燒至固體質(zhì)量不再改

變,則生成二氧化碳的質(zhì)量是

(

)A.6g

B.8g

C.13.2g

D.20g答案

B

50gCaCO3和CaO的混合物中,鈣元素的質(zhì)量分數(shù)為60%,則

反應(yīng)前混合物中鈣元素的質(zhì)量為50g×60%=30g,反應(yīng)前后鈣元素的質(zhì)

量不變,則反應(yīng)后鈣元素的質(zhì)量仍為30g,反應(yīng)后氧化鈣的質(zhì)量為30g÷

(

×100%)=42g,反應(yīng)前后固體質(zhì)量差即為生成二氧化碳的質(zhì)量,即50g-42g=8g。故應(yīng)選B項。3.(2015江蘇南京中考,16,★☆☆)根據(jù)下列裝置圖,回答有關(guān)問題:

圖6-2-4(1)寫出裝置圖中標號儀器的名稱:a

,b

。(2)寫出實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式

,可選用的收集裝置是

(填字母)。(3)寫出實驗室用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳的化學(xué)方程式

,可選用的發(fā)生裝置是

(填字

母)。(4)實驗室將A裝置加以改動,在高溫下使碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧

化碳。按此反應(yīng),試計算工業(yè)上要制取5.6t氧化鈣,理論上需要含碳酸鈣

80%的石灰石的質(zhì)量是多少?(寫出計算過程)答案

(1)錐形瓶集氣瓶(2)2H2O2

2H2O+O2↑

C(3)CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑

B(4)解:設(shè)理論上需要碳酸鈣的質(zhì)量為x。CaCO3

CaO+CO2↑100

56

x

5.6t

=

,x=10t含碳酸鈣80%的石灰石的質(zhì)量為:10t÷80%=12.5t答:工業(yè)上要制取5.6t氧化鈣,理論上需要含碳酸鈣80%的石灰石12.5t。解析

(1)儀器a是錐形瓶,b是集氣瓶。(2)實驗室用過氧化氫制取氧氣

的化學(xué)方程式是2H2O2

2H2O+O2↑;氧氣密度比空氣稍大,可用向上排空氣法收集,故選C裝置。(3)實驗室用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二

氧化碳的化學(xué)方程式是CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑;因為反應(yīng)物是固體和液體,反應(yīng)不需要加熱,所以選用的發(fā)生裝置是B。(2014陜西中考,10,★★☆)實驗室制取CO2的有關(guān)操作如下圖,不正確的

是

(

)答案

B稀硫酸和CaCO3反應(yīng)生成微溶物CaSO4,覆蓋在塊狀大理石

的表面,阻止反應(yīng)繼續(xù)進行,制取CO2的原料應(yīng)為大理石(或石灰石)和稀

鹽酸,故B錯誤。A項,向外拉注射器活塞,錐形瓶內(nèi)壓強減小,若長頸漏

斗末端有氣泡產(chǎn)生,則裝置氣密性良好。C項,CO2的密度比空氣大,用向

上排空氣法收集。D項,將燃著的木條移近導(dǎo)管口,若木條熄滅,則證明

氣體已經(jīng)集滿。1.某學(xué)生設(shè)計了下圖所示的四套裝置來制取CO2,其中在制取時不能使

反應(yīng)隨時發(fā)生或隨時停止的裝置為

(

)答案

B

A中將試管向上提起使固、液分離后,反應(yīng)即停止;C中關(guān)閉

止水夾,U形管右側(cè)管內(nèi)壓強增大,致使稀鹽酸與石灰石分離,反應(yīng)即停

止;D中將粗銅絲向上提起,使石灰石與稀鹽酸分離,反應(yīng)即停止;B中大

理石與稀鹽酸無法分離,不能隨時發(fā)生或停止。2.如圖6-2-5所示,在試管A和小氣球B中分別加入稀鹽酸和一種常見的

固體物質(zhì),然后將氣球B中的固體倒入小試管A中,觀察到有氣泡冒出,且

氣球膨脹。請根據(jù)上述實驗回答下列問題:(1)氣球B中加入的物質(zhì)可能是

。(2)寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。(3)如何將氣球B內(nèi)的固體物質(zhì)加入到試管中?(4)怎樣用簡單的方法證明氣球B中的氣體密度比空氣大還是小?圖6-2-5答案

(1)CaCO3(或其他合理答案)(2)CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O(或其他合理答案)(3)先將試管傾斜,再將氣球內(nèi)物質(zhì)加入到試管壁上,讓其沿試管壁緩慢

滑下。(4)取下氣球,把氣球口部扎緊,觀察氣球在空氣中的運動,如果氣球上浮,

則證明產(chǎn)生的氣體密度小于空氣,否則,產(chǎn)生的氣體的密度大于空氣。解析

解答(1)、(2)問的關(guān)鍵是找出一種能與稀鹽酸反應(yīng)生成氣體的

固體。如CaCO3與鹽酸反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O。第(3)問,固體密度較大,試管直立加入固體,會使液體飛濺,而且易擊破試

管,所以應(yīng)將試管傾斜,再將氣球內(nèi)物質(zhì)加入到試管壁上,讓其沿試管壁

緩緩滑下。第(4)問的做法是:取下氣球,把氣球口部扎緊,根據(jù)氣球在空氣中是上浮

還是下沉來確定產(chǎn)生的氣體的密度大小。3.在一次課外活動中,小明同學(xué)想制取某種氣體,化學(xué)老師為他提供了如

圖6-2-6所示的儀器和藥品:圖6-2-6(1)請你為小明同學(xué)選出制取該氣體所需要的儀器和藥品(填標號):

。(2)制取該氣體時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。(3)集滿該氣體的集氣瓶,應(yīng)該

(填“正”或“倒”)放在桌面

上,理由是

。(4)制取該氣體的裝置還能制取

,請寫出制取這種氣體的化學(xué)

方程式:

。答案

(1)①②④⑥⑦⑨(2)CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑(3)正二氧化碳的密度比空氣的大(4)氧氣2H2O2

2H2O+O2↑解析

根據(jù)圖中提供的試劑可知,小明制取的氣體應(yīng)為CO2,利用大理石

和稀鹽酸反應(yīng)來制取該氣體,化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑,整套裝置由①、②、④