第6单元 课题3 二氧化碳制取的研究（学生版）-2024年初中化学同步（人教版）

第6 单元 课题3 二氧化碳制取的研究 目标任务 预习导学 自主梳理 ►二氧化碳的实验室制法 ►气体制备的一般思路和方法 效果检测 探究提升 ►环节一 探究制备2的药品、原理 ►环节二 探究制备2的装置 ►环节三 验证制备的气体是2 ►环节四 实验室制备气体的一般思路和方法 课堂总结 强化训练 课程标准 学习目标 1 初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制 取气体的一般思路与方法(新增)。 2 能设计简单实验，制备并检验二氧化碳。 1 了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。探 究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的 装置制取2。 2 了解实验室中制取气体的设计思路和方法。 自主梳理 1 二氧化碳的实验室制取 (1)反应药品:实验室制取2常选用 大理石 ( 或石灰石 ) 和 稀盐酸 。 (2)反应原理:3+l→l2+2+2↑ (3)制取装置: 目标任务 01 预习导学 02 (4)实验步骤:仪器连接→检查气密性→装入大理石→加入稀盐酸→收集气体 (5)气体检验:将待测气体通入 澄清石灰水 中,若 石灰水变浑浊 ,则证明该气体是2。 (6)气体收集:2气体只能用 向上排空气法 收集,是因为 二氧化碳能溶于水且密度比空气大 。 (7)气体验满:将燃着的木条放在 集气瓶口 ,若 木条熄灭 ,则证明已满。 2 实验室制取气体的一般思路和方法 (1)选择适当的反应原理； (2)选择合适的发生装置和收集装置； (3)须验证所制得的气体。 [易错提醒] (1)实验室制取2一般不能用硫酸代替稀盐酸,因为反应生成的硫酸钙是种微溶物 , 覆盖在大理石上 , 阻止了反 应进一步的进行； (2)不能用23或3粉末代替大理石,因为它们与酸反应速率太快不易控制； (3)制取2一般不用浓盐酸,因为其易挥发出氯化氢气体 , 使制取的气体不纯 。 (4)实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。确定发生装置时要考虑的因素是反应物的状 态和反应条件, 确定收集装置所制取气体的密度与空气比较的相对大小，是否易溶于水， 是否与水发生反应。 预习检测 1 实验室制2选用的合适药品是( ) 用木炭燃烧制取 B 高温煅烧石灰石 大理石和浓盐酸 D 大理石和稀盐酸 2 小金在实验室里使用如图所示装置制取并收集一瓶二氧化碳气体。 下列有关该实验装置、药品、操作及装置用途等说法错误的是( ) 装置是长颈漏斗 B 锥形瓶B 中的药品是稀硫酸和块状大理石 导管伸入集气瓶的底部目的是充分排尽空气 D 该实验装置还可用于氧气的制取和收集实验 3 实验室制取某种气体,确定其装置不需要考虑的是( ) 反应物的状态 B 反应条件 气体的性质 D 气体的用途 4(2023 泉州晋江期中)根据如图回答问题。 (1)写出仪器名称:为 酒精灯 ,b 为 分液漏斗 。 (2)实验室用大理石和稀盐酸制二氧化碳,选择的发生装置是 B (填序号),发生反应的化学方程式为 3+2l===l2+2+2↑ ,若用D 装置收集二氧化碳,验满的方法是 将燃着的木条放在集气瓶口 , 如果火焰熄 灭 , 证明已集满 。 ►环节一 探究二氧化碳的实验室制法药品、原理 问题探究1 【小实验】向一个玻璃杯内倒入半杯食醋，再将一枚鸡蛋 放 入醋中，鸡蛋就在醋中浮上浮下，同时鸡蛋壳表面有大量 的气泡产生。你知道生成的气体是什么吗？ 观察实验记录,回答下列问题。(提示:观察反应有无气泡产生和气泡产生速率的快慢) 反应原料 实验现象 反应的快慢 是否便于收集 结论 石灰石+稀硫酸 有气泡产生,过一会 反应停止 慢 制取二氧化碳的理想原 料:石灰石、稀盐酸 石灰石+稀盐酸 有气泡产生 反应速率适中 便于收集 碳酸钠+稀盐酸 有气泡产生 反应速率快 不便于收集 大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳的反应原理：(化学方程式) 3 +2l = l 2 +2+ 2↑ 要点归纳 探究提升 03 典例精讲 【典例1】(北京市第四中学2022-2023 上学期12 月月考)下列关于 2实验室制法及性质实验的说法不正 确的是 ．制 2的药品 B．发生装置 ．收集装置 D．证明二氧化碳不支持燃烧 B B D D 【典例2】(2023 春黑龙江大庆第三十六中学校考期中)实验室常用石灰石与稀盐酸制取2，某同学设计了 两种制取2的部分装置(如图)。 (1)实验室制取2的化学方程式为______； (2)仪器的名称是______； (3)图1 装置的不规范之处是______； (4)用图2 装置2时，要使反应停止，最简便的操作方法是______； (5)实验时，向盛有石灰石的试管中加入足量稀盐酸后，发现石灰石表面仅有极少量气泡产生，原因可能是 ______。 ►环节二 探究制备2的装置 问题探究2 实验室中制取氧气的两套装置： 讨论以下几个问题： 1 实验室制取气体的装置由哪几部分组成？气体发生装置和气体收集装置 2 确定气体的发生装置时应该考虑哪些因素？反应物的状态和反应条件 3 收集气体一般有哪些方法？向上排空气法、向下排空气法、排水法 4 确定收集装置时应考虑哪些因素？气体的密度和溶解性 5 制取二氧化碳使用大理石和稀盐酸反应，应采用什么发生装置、收集装置？制取二氧化碳使用块状大理 石和液态稀盐酸反应，不加热，可采用类似过氧化氢制氧气的发生装置；由于二氧化碳的密度比空气大， 且不和空气中成分反应，可采用向上排空气法；由于二氧化碳能溶于水，不适于用排水法。 要点归纳 典例精讲 【典例1】(广东省广州市越秀区广州大学附属中学2022-2023 学年九年级上学期期末)甲、乙、丙是某 同学设计的三套制取二氧化碳的发生装置，对三套装置分析不正确的是 甲装置此时容器内右侧大气压大于外界大气压 B 此时甲装置中的止水夹 M 处于打开状态 乙装置 处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能 D 丙装置具有可控制反应进行或停止的功能 【典例2】(2023·宁夏银川·校考二模)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及下 列仪器： (1)利用上述仪器和药品可以制取二氧化碳，你选择的仪器是______(填序号)，药品是______，反应的化学 方程式是______。 (2)若补充一种仪器______(填仪器名称)，再利用上述仪器和药品还可以制取氧气，你选择的仪器是______ (填序号)，反应的化学方程式是______。 【典例3】(2023 陕西西安市铁一中学校考模拟预测)根据下列实验装置图回答问题。 (1)图1 中既能用于实验室制二氧化碳也能用于二氧化锰催化过氧化氢制氧气的发生和收集装置是_______ _(填字母)。 (2)实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，化学方程式为________，判断二氧化碳已收集满的方法和现 象是________。 (3)选用装置________(填“B”或“”)能达到“随开随用，随关随停”的效果。 (4)如图2，在Ⅲ处放入用石蕊溶液染色的干燥的纸花完成以下实验：在处持续而缓缓地通入气体X，当关 闭K 时，Ⅲ处的纸花不变色；当打开K 后，Ⅲ处的纸花变为红色。若气体X 为未经干燥的二氧化碳，则Ⅱ 瓶中盛放的溶液可以为________(填字母)。 浓硫酸 b 氢氧化钠溶液 蒸馏水 ►环节三 验证制备的气体是二氧化碳和验满 问题探究3 用澄清石灰水来检验2 实验 现象 解释与结论 检验或验证：将制备的气体通 入澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 说明制备的气体是2 二氧化碳 + 氢氧化钙 →碳酸钙 + 水 2＋ () 2 3 +2 (该反应可用来检验 2) 验满：将燃着的木条置于集气 瓶口 木条熄灭 二氧化碳收集满 要点归纳 典例精讲 【典例1】(江西省九江市修水县2022-2023 上学期期末)下列实验方中正确的是( ) 实验目的 实验方 除去二氧化碳中混有的一氧化碳 点燃 B 区分氧化铜粉末和炭粉 观察颜色 除去水中的色素和异味 加入活性炭 D 检验二氧化碳 __________ 【典例2】(2023 年广东省广州市天河区华南师大附中一模)下列是某兴趣小组制取、收集并检验2的有关 实验操作，其中错误的是( ) 甲图中推动注射器时，长颈漏斗下端冒气泡，说明气密性良好 B 乙图中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出 丙图装置可以测量2的体积，植物油是为了防止2气体溶于水 D 丁图中为了检验2，滴入的试剂为澄清石灰水 【典例3】(甘肃省威武市凉州区双城镇南安九年制学校2022-2023 上学期期末)下图是实验室制取二氧 化碳并检验其性质的装置，请根据下图回答： (1)实验室里常用__________和__________制取二氧化碳，用__________法收集二氧化碳气体。 (2)长颈漏斗的下端管口必须插入液面下的原因是__________；当气体通过盛有紫色石蕊试液的容器时，可 观察到的现象是__________，此现象说明产生的二氧化碳与水反应生成了__________，反应方程式为____ ___；当气体通过盛有澄清石灰水的容器时，可观察到的现象是________，该反应的化学方程式为_______。 ►环节四 实验室制备气体的一般思路和方法 问题探究4 实验室制备气体的一般思路和方法 1 根据反应原理选择发生装置，制取气体后需要收集气体，对气体进行检验，最后进行尾气处理。 2 根据反应条件与反应物状态，确定气体发生装置 3 根据气体的化学性质、密度、溶解性，确定气体收集装置 4 根据气体的特性，验证制备的气体是否需要的气体。 要点归纳 典例精讲 【典例1】(2023 河南郑州郑州外国语中学校考三模)某小组利用下列仪器进行实验并探究。 (1)用装置制取氧气，写出该反应的化学方程式_______。 (2)实验室常用二氧化锰粉末和浓盐酸在加热条件下制取氯气，写出可选用的发生装置_______。 (3)通过实验，小明总结出了实验室里制取二氧化碳气体的一般思路和方法。写出如何确定D 装置收集到 的是二氧化碳：______。 【典例2】(2023 河南郑州郑州外国语中学校考三模)某小组利用下列仪器进行实验并探究。 (1)用装置制取氧气，写出该反应的化学方程式_______。 (2)实验室常用二氧化锰粉末和浓盐酸在加热条件下制取氯气，写出可选用的发生装置_______。 (3)通过实验，小明总结出了实验室里制取二氧化碳气体的一般思路和方法。写出如何确定D 装置收集到 的是二氧化碳：______。 【典例3】(2023 湖北荆州校考三模)掌握实验室制取气体的一般思路和方法是化学学习的必备能力。请根 据如图所示装置回答问题。 (1)实验室制取氧气和二氧化碳均可选用的发生装置是____(填字母序号)。 (2)已知常温常压下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，水溶液显碱性。 下列两种反应原理均可用于实验室制备氨气。 ①浓氨水和生石灰固体常温混合 ②氯化铵固体和氢氧化钙粉末混合加热 若选用装置制备氨气，应选择的反应原理是____(填数字序号)。收集氨气应选用的装置是____(填装置序 号)。 1．(2023·江苏无锡·江苏省天一中学校考模拟预测)下列关于2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是 课堂总结 04 强化训练 05 ．检查装置气密性 B．收集装 置 ．证明二氧化碳与水反应 D．比较2与空气的密度 ． B．B ． D．D 2．(2023·山东枣庄·统考二模)实验室制取二氧化碳部分操作如图所示，其中错误的是 ． 检查气密性双手握锥形瓶B． 仪器连接 ． 加入药品 D． 收集2 3．(2023·山东泰安·校考模拟预测)下列有关实验室制取气体的说法错误的是 ．装置①可作为制取2的发生装置 B．装置①使用分液漏斗的优点是可以控制反应速率，节约药品 ．装置①③组合可以用来制取氧气 D．装置②干燥2时，气体由b 管进管出 4．(2023·江苏南通·校考三模)下列实验操作正确的是 ． 过滤 B． 添加大理石 ． 检查装置气密性D． 收集二氧化碳 5．(2023·湖北武汉·模拟预测)某化学兴趣小组用下图所示的装置来制取干燥的二氧化碳，并测定石灰石 中碳酸钙的质量分数。装置气密性良好，图中的锥形瓶内盛有质量为m 的石灰石(杂质不参与反应)。下列 说法正确的是 ．甲中注射器的作用只是控制反应的发生与停止 B．用丙装置收集二氧化碳时，在b 管口用燃着的木条验满 ．甲、乙、丁相连，若装置丁中没有植物油则测得碳酸钙的质量分数偏大 D．称量甲装置反应前及完全反应冷却后的质量(忽略水蒸气的影响)，可求出碳酸钙的质量分数 6．(2023·湖南长沙·校联考二模)下列装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题： (1)写出编号①仪器的名称______。 (2)实验室制取二氧化碳选择的发生装置和收集装置组合为_______。 (3)若用D 装收集氧气，其验满的方法是__________。 7．(2023·江苏常州·统考二模)二氧化碳的制取与性质实验是初三化学学生基础实验的内容之一。某化学 兴趣小组同学用一组注射器对该实验进行了重新设计。 实验一：制取二氧化碳。 (1)实验前拉动注射器的活塞抽取部分空气后连接医用二通阀，旋紧二通阀旋钮，向下推动注射器活塞，活 塞可以被推动一部分，松手后_______(填现象)，说明气密性良好。 (2)写出步骤③抽取稀盐酸后发生的反应方程式________。 实验二：二氧化碳的检验与吸收。 (3)按如上步骤进行实验，通过对比②中______现象，即能得出氢氧化钠溶液吸收 的能力比石灰水更强。 (4)写出②中左侧注射器内发生反应的方程式______。 (5)你认为该兴趣小组的改进装置有何优点_______(答一点即可)。 8．(2023 春·陕西西安·九年级统考学业考试)如图是初中化学常见的装置，回答下列问题。 (1)仪器的名称为_____。 (2)实验室用B 装置制取氧气，发生反应的化学方程式为_____。 (3)实验室制取二氧化碳应选用的发生和收集装置为_____(填字母)。 (4)F 中、b 均为湿润的紫色石蕊小花，将干燥的二氧化碳通入F 中，观察到b 比先变红，使石蕊小花变红 的物质是_____。 (5)G 装置为铁丝在氧气中燃烧的实验，水的作用是_____。 9．(2023 春·黑龙江大庆·九年级大庆市第三十六中学校考期中)实验室常用石灰石与稀盐酸制取2，某同学 设计了两种制取2的部分装置(如图)。 (1)实验室制取2的化学方程式为______； (2)仪器的名称是______； (3)图1 装置的不规范之处是______； (4)用图2 装置2时，要使反应停止，最简便的操作方法是______； (5)实验时，向盛有石灰石的试管中加入足量稀盐酸后，发现石灰石表面仅有极少量气泡产生，原因可能是 ______。 10(2023 湖南岳阳中考)某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体，请帮他完成下面的 部分实验报告。 (1)【实验原理】 (用化学方程式表示)。 (2)【实验装置】实验室制取并收集一瓶2，应选用下列装置中的 (填字母)。 (3)【实验步骤】验证集气瓶中2气体已集满的方法： 。 (4)【反思交流】结合实验，你认为该实验的注意事项有： (写一条即可)。 11(2023·福建福州·福建省福州第十九中学校考三模)某小组利用如下装置制备2，并模拟自然界中2的循 环。回答下列问题。 (1)装置B 中仪器①的名称是___________。 (2)实验室用稀盐酸和石灰石制取2，反应的化学方程式为___________，选用的发生装置为___________(填 标号)。 (3)为制得2的水溶液，2应从装置的___________(填“m”或“”)端通入。取少量中的溶液滴加到紫色石蕊 溶液中，观察到的现象是___________。 (4)将2的水溶液转移至烧杯，并组装装置如图D 所示，置于阳光下一段时间，观察到有气泡产生，检验该 气体的方法是___________。 12(2023·湖北荆州·校考三模)掌握实验室制取气体的一般思路和方法是化学学习的必备能力。请根据如图 所示装置回答问题。 (1)实验室制取氧气和二氧化碳均可选用的发生装置是____(填字母序号)。 (2)已知常温常压下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，水溶液显碱性。 下列两种反应原理均可用于实验室制备氨气。 ①浓氨水和生石灰固体常温混合 ②氯化铵固体和氢氧化钙粉末混合加热 若选用装置制备氨气，应选择的反应原理是____(填数字序号)。收集氨气应选用的装置是____(填装置序 号)。 13(2023 春·湖南永州·九年级校考阶段练习)以下是实验室常用于制取气体的仪器，回答下列问题。 (1)为获取二氧化碳气体，实验室常用利用大理石与稀盐酸的反应制取，该反应的化学方程式是______。若 想要制取和收集干燥的二氧化碳，且需要随时添加稀盐酸，请从面提供的装置中选择适合的装置并进行组 合，组合的顺序是________(填字母)。 (2)二氧化氮是一种棕红色的有毒气体，密度比空气大，可以和氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠、硝配钠和 水。实验室用的少量二氧化氮可利用铜片和浓硝酸制取，化学方程式为：u+43(浓)=u(3)2+22+22↑。上 面提供的装置最适合用于该实验的发生装置的是_______ (填字母)。如果用如图装置(其中液体倒掉)收集二 氧化氮，气体应从_______填(“”或“b”)导管口进入。防止二氧化氮污染空气，从另一端管口排出的气体 需要通入到________(填化学式)溶液中。 14(2023·新疆伊犁·统考三模)下图是实验室常用的气体制备装置。请回答下列问题： (1)图中标号仪器的名称是①______。 (2)在实验室中可以利用装置B 和的组合来制取并收集氧气，该反应的化学方程式为_______；若用该方法 收集到的2不纯，可能的原因是_______。 (3)实验室制取2的化学方程式为_____，若用装置E 代替装置制取2的优点是________。 (4)若采用装置D 检验所收集到的气体确实为2，可在瓶中盛放_____(填物质名称)，气体从______(填“” 或“b”)端通入。 (5)甲烷是一种无色无味的气体，水塘的淤泥中往往含有甲烷，用棍棒搅动淤泥将会有气泡冒出，在常温下 甲烷的密度比空气小，难溶于水，是一种很好的燃料。实验室中