【同步实验课】实验10 二氧化碳的实验室制取与性质（教师版）-2024年初中化学同步实验教学（上册）

1．制取二氧化碳 操作步骤 实验图示 ①连接装置，检查 装置气密性 ②在试管里放入几小块大理石(或石 灰石) ③向试管里注入15 mL稀盐酸 ④用向上排空气法收集气体，并验 满，用玻璃片盖住备用 操 作 步 骤 实 验 图 示 实验图示 实验图示 2．二氧化碳的性质实验 ①把二氧 化碳倒入 烧杯中 【同步实验课】 二氧化碳的实验室制取与性质 01实验梳理 02实验点拨 03典例分析 04对点训练 05真题感悟 【实 验目 的】 1．练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。 2．加深对二氧化碳性质的认识。 【实 验仪 器】 烧杯、集气瓶、量筒、玻璃导管、胶皮管、单孔橡皮塞、铁架台(带铁夹)、试管、试管 夹、玻璃片、酒精灯、镊子、木条、火柴、胶头滴管 【实 验试 剂】 大理石(或石灰石)、稀盐酸(1:1)、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蜡烛、蒸馏水 【实 验步 骤】 【实 验步 骤】 ②(Ⅰ)向蒸 馏水中滴 入石蕊溶 液 (Ⅱ)向其中 一支试管 中通入2 (Ⅲ)将通入 2的试管加 热 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) ③向盛有 少量澄清 石灰水的 试管中通 入二氧化 碳 1 实验室制取二氧化碳 (1)反应原理 ①文字表达式：碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 ②符号表达式：3+l→l2+2+2 【注意】 ①药品选用的是稀盐酸与主要成分是碳酸钙的块状大理石(或石灰石)，反应速率适中。 ②不用纯碳酸钙与稀盐酸反应是因为反应速率过快，产生的气体不便于收集。 ③不用浓盐酸代替稀盐酸的原因是浓盐酸与大理石反应速率过快，且浓盐酸有挥发性。 ④不用稀硫酸代替稀盐酸的原因是稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理 石(或石灰石)的表面，阻止反应继续进行。 (2)检验和验满 检验 将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，说明是二 氧化碳 验满 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已 集满 2 二氧化碳的性质实验 (1)一般情况下，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧 ①现象：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭 ②结论：二氧化碳的密度比空气大(物理性质)，二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧(化学性质)。 【注意】 倾倒二氧化碳时用玻璃片进行遮挡的目的：防止将二氧化碳直接倒在上层而使上层的蜡烛先 熄灭。 (2)二氧化碳与水的反应 ①现象：紫色石蕊试液变成红色，加热后，石蕊试液重新变成紫色。 ②表达式：二氧化碳+水→碳酸 、碳酸二氧化碳+水 加热 【注意】 ①二氧化碳既能溶于水，又能与水反应。二氧化碳溶于水后，只有一小部分与水反应生成碳 酸，大部分还是以二氧化碳的形式存在。 ②二氧化碳本身不能使紫色石蕊试液变红。 (3)二氧化碳与澄清石灰水的反应 ①现象：澄清石灰水变浑浊。 ②表达式：二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水 【注意】 澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液，实验室常用澄清石灰水来检验二氧化碳气体。 【典例01】检验集气瓶中是否含有二氧化碳的方法是( ) ．向瓶中加水 B．将带火星的木条放瓶中 ．将燃着的木条放瓶口 D．向瓶中加石灰水 【答】D 【详解】、二氧化碳与水反应，没有明显的实验现象，向瓶中加水，无明显变化，不能检验集气 瓶中是否含有二氧化碳，不符合题意； B、将带火星的木条放瓶中，木条熄灭，能使带火星的木条气体熄灭的气体不一定是二氧化碳，可 能是没有助燃性的氮气等，不符合题意； 、将燃着的木条放瓶口，若木条熄灭，该气体不一定是二氧化碳，可能是没有助燃性的氮气等， 若木条不熄灭也不能确定集气瓶中不含二氧化碳，不符合题意； D、二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，向瓶中加石灰水若变浑 浊，则说明集气瓶中含有二氧化碳，符合题意。 故选：D。 【典例02】下列关于的实验室制取及检验的说法不正确的是( ) ．制2的药品 B．发生装置．收集方法D．检验2 A． B．B ． D．D 【答】 【详解】、实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，故正确； B、实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，该反应为固液常温型，可选该装置作为发生装 置，故B正确； 、二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，故错误； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常使用澄清石灰水检验二氧化碳，故D正确； 故选：。 【典例03】某同学用如图所示装置验证二氧化碳的性质。已知：气体X属于稀有气体；装置气密 性良好；锥形瓶中放入的是用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花。具体步骤有：①从端通入二氧化 碳；②从b端通入气体X；③从分液漏斗中滴加适量水；④从端通入二氧化碳。下列有关该实验的 说法合理的是( ) ．步骤①可观察到纸花变红 B．气体X的密度大于二氧化碳的密度 ．步骤③的目的是验证水不能使紫色石蕊变色 D．步骤④的现象说明二氧化碳显酸性 【答】 【详解】、步骤①从端通入二氧化碳，二氧化碳不能使石蕊溶液染成紫色的干燥纸花变色，选项 错误； B、气体X属于稀有气体，从b端进入，将二氧化碳从端排出，短管进长管出，说明气体X的密度小 于二氧化碳的密度，B选项错误； 、步骤②将二氧化碳气体排出后，步骤③从分液漏斗中滴加适量水，是为验证水不能使紫色石蕊 变色，选项正确； D、步骤④从端通入二氧化碳，纸花变红，说明二氧化碳和水发生了化学反应，产物显酸性，D选 项错误。 故选：。 【典例04】某同学用如图装置(铁架台等略去)探究2的性质。 (1)若打开K1，处可观察到的现象是蜡烛 ，证明2具有的化学性质是 。 (2)B处进行实验时，先关闭K1和K2，加热b，一段时间后，再通入2，观察到、中纸花均不变色。 再打开K2，中纸花逐渐变 ，由此证明了2能与水反应，发生反应的化学方程式为 。 【答】(1)由低到高依次熄灭 不能燃烧、也不支持燃烧 (2)红 2+2=23 【详解】(1)因为二氧化碳密度大于空气，不支持燃烧也不能燃烧，所以打开K1，处可观察到的现 象是蜡烛由低到高依次熄灭，证明2具有的化学性质是不能燃烧、也不支持燃烧。 (2)二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红色，B处进行实验时，先关闭K1和K2，加 热一段时间后，再通入2观察到、中纸花均不变色；再打开K2，中纸花逐渐变红，由此证明了2能 与水反应生成碳酸，发生反应的化学方程式为：2+2=23。 1．(2023秋·陕西西安·九年级西安市铁一中学校考开学考试)实验室现有一瓶失去标签的无色气 体，下列方法能检验该气体是二氧化碳的是( ) ．用燃着的木条伸入瓶中 B．将气体对着干冷的玻璃片 ．用眼睛看或鼻子闻 D．向瓶中滴入少量澄清石灰水 【答】D 【详解】、二氧化碳能使燃着的木条熄灭，但是能使燃着的木条熄灭的不一定是二氧化碳，氮气 也能使燃着的木条熄灭，故不符合题意； B、将气体对着干冷的玻璃片，无明显现象，所以不能检验一瓶气体是否二氧化碳，故B不符合题 意； 、二氧化碳无色无味，但是无色、无味的并不一定是二氧化碳，故不符合题意； D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，向瓶中滴入少量澄清石灰水，如果澄清石灰水变浑浊，证 明是二氧化碳，故D符合题意； 故选：D。 2．(2023秋·内蒙古巴彦淖尔·九年级校考期末)下列有关二氧化碳的制备、检验、性质和用途的描 述中，正确的是( ) ．将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳 B．二氧化碳用于灭火，只利用了其化学性质 ．二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变红色 D．实验室可用木炭在氧气中燃烧的方法制取二氧化碳 【答】 【详解】、将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，不能证明瓶内原有气体就是二氧化碳，因 为氮气也能灭火，故选项错误； B、二氧化碳用于灭火，只利用了其化学性质错误，因为二氧化碳用于灭火，既利用了二氧化碳不 燃烧、也不支持燃烧的化学性质，又利用了密度比空气大的物理性质，故选项错误； 、二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色变红色，故选 项正确； D、实验室可用木炭在氧气中燃烧的方法制取二氧化碳错误，因为有氧气易造成二氧化碳不纯， 故选项错误。 故选：。 3．(2023秋·全国·九年级随堂练习)如右图所示，向一个盛满2的锥形瓶中加入足量的澄清石灰水， 迅速塞紧橡皮塞，打开止水夹(装置不漏气)。一段时间后，观察到气球和U型管中的变化现象是( ) ．没有明显变化，U型管左右水位不变 B．气球比原来变瘪，水全部进入锥形瓶 ．气球膨胀变大，U型管水位左高右低 D．气球膨胀后又瘪下去，U型管水位右高左低 【答】 【详解】如图所示，向一个盛满2的锥形瓶中加入足量的澄清石灰水后，二氧化碳会与氢氧化钙反 应，生成水和碳酸钙沉淀，从而使锥形瓶内压强减小，在外界大气压的作用下，空气会通过气球 上的玻璃管进入气球，使气球膨胀变大。打开止水夹后，因为U型管左边压强减小，在外界大气 压的作用下，左边的水柱高度上升，右边的水柱高度下降。一段时间后，可以看到气球膨胀变 大，U型管水位左高右低，故选项、B、D错误，不符合题意；正确，符合题意。 故选： 4．(2023·全国·九年级专题练习)用下图实验研究的性质。 (1)可证明能与水反应的现象是 ，密度比空气的大的现象是 。 (2)燃着的木条熄灭，由此可得出具有的性质是 。 【答】(1) 2处干燥紫色石蕊纸花不变色，1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色 3处湿润紫色石蕊纸花 比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色 (2)不能燃烧且不支持燃烧 【详解】(1)二氧化碳不能使紫色石蕊变色，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可使紫色 石蕊变红色，当2处干燥紫色石蕊纸花不变色，1、3处湿润紫色石蕊纸花变红色，说明二氧化碳能 与水反应； 3处湿润紫色石蕊纸花比1处湿润紫色石蕊纸花先变红色，说明二氧化碳密度比空气大； (2)燃着的木条熄灭，由此可得出 2 具有不能燃烧且不支持燃烧的性质。 5．(2023秋·河南洛阳·九年级统考期末)某同学用图示微型实验装置制取二氧化碳并检验其性质， 回答问题： (1)试管中发生反应的化学方程是 。 (2)处颜色变红的原因用化学方程式表示 。 (3)请你再补充一个图示实验中没有呈现的2的一个化学性质 。 【答】(1)3+2l = l2+2+2↑ (2)2 + 2 = 23 (3)2不能燃烧也不能支持燃烧 【详解】(1)试管中石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式3+2l = l2+2+2↑。 (2)试管中生成的二氧化碳与紫色石蕊溶液中的水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红，化学 方程式2 + 2 = 23。 (3)二氧化碳的化学性质除二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊溶液变红；二氧化碳通入澄清 石灰水中，澄清石灰水变浑浊；还有2不能燃烧也不能支持燃烧；参与光合作用等。所以答为：2 不能燃烧也不能支持燃烧。 6．(2023秋·湖南长沙·九年级统考期末)请你根据装置图回答问题： (1)写出①装置的名称 ． (2)实验室制取的发生装置可以选用 ，收集氧气可以选择 (填装置组序号) (3)验证集气瓶中二氧化碳是否收集满的方法是 ． 【答】(1)试管 (2)B /E (3)将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满 【详解】(1)由图可知，仪器①的名称是试管； (2)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，发生装置 可选B； 氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，收集装置可选或E； (3)二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明 已经集满。 7．(2023春·安徽宿州·九年级校考阶段练习)实验室有以下装置，根据要求回答问题： (1)写出标号仪器的名称① 。 (2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ，B、装置都可作为实验室制取二氧化碳的发生装 置，相比较于B装置，装置的优点是 ，收集装置应选择 ； (3)某同学用F装置检验二氧化碳，若试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未 变浑浊的原因可能是 。 【答】(1)长颈漏斗 (2) 3+2l═l2+2+2↑ 能控制反应的速率 D (3)盐酸有挥发性，生成的二氧化碳中混有氯化氢气体 【详解】(1)据图可知，仪器①的名称是长颈漏斗； (2)实验室常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：3+2l═l2+2+2↑； 和B相比，装置通过分液漏斗控制加入液体的量来控制反应的速率，所以优点是能控制反应的速 率；二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，故选D 为收集装置； (3)试管中导管口有连续均匀的气泡冒出，但饱和澄清石灰水未变浑浊的原因是盐酸有挥发性，生 成的二氧化碳中混有氯化氢气体，氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸与氢氧化钙反应。 8．(2023·安徽·统考二模)根据下列图示，请回答问题： (1)仪器的名称是 。 (2)实验室制取二氧化碳并能控制反应的发生和停止的发生装置所需仪器组合为 (填字母)，反应 的化学方程式为 。小明将制得的2通入澄清石灰水中，石灰水未变浑浊，原因可能是 。 (3)用装置F收集2，气体应从 (选填“”或“b”)端通入。 【答】(1)铁架台 (2) BD 3+2l=l2+2+2↑ 盐酸的浓度较大(合理即可) (3) 【详解】(1)由图可知，仪器的名称是铁架台，故填：铁架台； (2)实验室制取二氧化碳，属于固液常温型，发生装置中需要有多孔塑料片使固液分离，才能控制 反应的发生和停止，所需仪器组合为BD；石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应生成氯 化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为3+2l=l2+2+2↑，小明将制得的2通入澄清石灰水中，石 灰水未变浑浊，原因可能是使用的是浓盐酸，产生的二氧化碳气体中混有氯化氢气体或澄清石灰 水已变质，故填：BD；3+2l=l2+2+2↑；盐酸的浓度较大(合理即可)； (3)二氧化碳的密度比空气大，气体先在集气瓶底部聚集，用装置F收集2，气体应从端通入，故 填：。 9．(2023·广西贵港·模拟预测)某市中考化学实验操作考试有四个考题：①蒸馏②二氧化碳的制取， 收集和验满③氧气的制取、收集和验满④2的净化。考试的方法是由考生抽签确定考题，小明同学 抽签后被监考老师引导至准备了下列仪器和药品的实验台前： 请回答： (1)指出如图中仪器的名称： 。 (2)由实验台上提供的仪器和药品，你认为小明抽到的是第 个考题；制取该气体的化学方程式是 。 (3)以下是小明完成该实验主要操作过程的示意图。按评分标准，每项操作正确得1分，满分5分， 实验完毕后小明得了3分。请找出他失分的操作并说明原因： 。 (4)仅用上述仪器(药品另选)，也能完成另一种常见气体的实验室制取，该种气体是： (用化学式 表示)；若增加酒精灯和棉花，还能组装成高锰酸钾制氧气的发生装置。写出该反应化学方程式： 。 【答】(1)烧杯 (2) ② 3+2l＝l2+2+2↑ (3)验满时把燃着的火柴伸入集气瓶内，验满时应该放在集气瓶口，若火柴熄灭，说明收集满了(或 收集气体采用向下排空气法，应该用向上排空气法收集) (4)2 2KM4K2M4+M2+2↑ 【详解】(1)由图可知，仪器的名称是烧杯，故填写：烧杯。 (2)由图可知，实验药品中有石灰石和稀盐酸，因此，小明到的是二氧化碳的制取，收集和验满， 故填写：②； ②石灰石中的主要成分碳酸钙与稀盐酸的溶质氯化氢反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方 程式为：，故填写：。 (3)由图可知，小明验满时把燃着的火柴伸入集气瓶内错误，验满时应该放在集气瓶口，若火柴熄 灭，说明收集满了，小明收集二氧化碳气体采用向下排空气法错误，应该用向上排空气法收集， 故填写：验满时把燃着的火柴伸入集气瓶内，验满时应该放在集气瓶口，若火柴熄灭，说明收集 满了(或收集气体采用向下排空气法，应该用向上排空气法收集)。 (4)①由图可知，仪器中没有酒精灯，过氧化氢在二氧化锰催化下制取氧气，常温下就可以进行， 不需要加热，所以，仅用上述仪器(药品另选)，也能完成另一种常见气体的实验室制取，该种气体 是：氧气，化学式为：2，故填写：2； ②高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：，故填写：。 10．(2023秋·安徽蚌埠·九年级统考期末)某兴趣小组在学习了二氧化碳的有关知识后，以二氧化碳 的制取为课题展开了项目式探究： 【项目一】探究二氧化碳的制取原理 (1)能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗？ ①描述木炭在氧气瓶中的燃烧现象： 。 ②能用此法收集一瓶较纯净的二氧化碳吗？写出你的分析： 。 (2)能利用稀盐酸、稀硫酸和石灰石(主要成分)、碳酸钠的组合制二氧化碳吗？ 选择药品，小明对三组药品进行了实验研究，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碳酸钙粉末和稀盐酸 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 。 【项目二】探究了二氧化碳气体的收集方法 (3)不能用排水法收集，理由是 。 (4)排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照 小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶容积相同)气体，记录所需时间，如表所 示。 1234 排水法 排空气法 综合上述实验，请你对的两种收集方法做出评价： 。 (5)为进一步验证排水实验的可行性，利用图1装置，选择合适的盐酸与块状石灰石反应，利用浓度 传感器，测得不同时间排出的浓度如图2所示。 ①图1中水槽内倒置漏斗的作用是