資源簡介

一、二氧化碳的制取
1、原理和藥品：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑
注意：
(1)不能選用稀硫酸，因為稀硫酸與碳酸鈣反應生成微溶于水的硫酸鈣會覆蓋在碳酸鈣的表面，阻止反應繼續進行。
(2)不能選用濃鹽酸，因為濃鹽酸易揮發，得不到純凈的二氧化碳氣體。
(3)不能用碳酸鈉代替石灰石，因為反應太劇烈，產生的氣體難以收集。
反應速率的快慢與反應物的質量分數和接觸面積有關。反應物的接觸面積越大，反應物的質量分數越大，反應速率就越快，反之，則越慢。
藥品 反應速率
塊狀石灰石和稀鹽酸 產生氣泡速率適中
石灰石粉末和稀鹽酸 產生氣泡速率很快
塊狀石灰石和稀硫酸 產生氣泡速率緩慢并逐漸停止
碳酸鈉粉末和稀鹽酸 產生氣泡速率很快
2、裝置：固液混合不加熱
（1）發生裝置
A裝置為簡易裝置，不便于加液體；
B，C使用了長頸漏斗，便于添加液體，使用B、C裝置時應注意，長頸漏斗下端管口應伸入液面以下，防止產生的氣體從長頸漏斗逸出；
D裝置使用了分液漏斗，便于加酸，還可以利用活塞控制反應。
（2）收集裝置：
二氧化碳溶于水，所以不能用排水法收集;
其密度比空氣大，所以可采用向上排空氣法收集。
3.現象：塊狀固體不斷溶解，產生大量氣泡。
4.檢驗：把產生的氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明是二氧化碳。
5.驗滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條的火焰熄滅，證明已集滿。
6.實驗步驟
a.檢查裝置的氣密性;
b.裝入石灰石(或大理石);
c. 塞緊雙孔塞;
d.從長頸漏斗中加入稀鹽酸;
e.收集氣體;集氣瓶內導管伸入底部，有利于空氣排出
f.驗滿。
注意事項：
①反應時可能揮發出的氯化氫（HCl）氣體，可通過飽和碳酸氫鈉（NaHCO3）溶液除去生成氣體中的氯化氫氣體。
②必要時可用裝有濃硫酸的洗氣瓶除去生成氣體中水蒸氣。
二、常見氣體的制取實驗一般思路
（一）制取氣體的一般思路
(1)反應原理，(2)反應裝置,(3)氣體驗證。
（二）對實驗室制取氣體的裝置分析
實驗室制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置。發生裝置主要由反應物的狀態和反應條件決定，收集裝置主要考慮生成氣體的物理性質(溶解性、密度大小)。
(1)發生裝置
①固體+固體→氣體，如用高錳酸鉀或氯酸鉀和二氧化錳加熱制氧氣，如圖A所示。裝置特點是試管口略向下傾斜，以免水倒流引起試管炸裂，鐵夾夾在距試管口1/3處;導氣管不能伸入試管中太長，否則不利于氣體排出。
②液體+固體→氣體，如用過氧化氫溶液制氧氣，如圖B所示。裝置特點是長頸漏斗末端必須伸人液體內，以免生成的氣體從長頸漏斗逸出。
(2)收集裝置
①排空氣法:密度與空氣密度相差較大，且不與空氣中任何一一種成分反應的氣體均可用排空氣法收集。
②排水法:凡不易溶于水、不與水發生反應的氣體均可用排水法，如收集H2、O2等氣體，如圖E所示。
發生裝置 收集裝置
A:固體與固體反應，需加熱 B:固體與液體反應，不用加熱 C:密度比空氣小，且不與空氣中的物質反應 D:密度比空氣大，且不與空氣中的物質反應 E:難溶于水，不與水反應
例1、小松用稀鹽酸與石灰石反應制取CO2，嘗試直接利用如圖所示裝置制取并收集，你認為小松(　　)
A．選擇A、B裝置，導管a接導管c可收集到一瓶CO2
B．選擇B、C裝置，導管d接導管b可收集到一瓶CO2
C．選擇B、C裝置，導管d接導管c可收集到一瓶CO2
D．不可能收集到一瓶CO2，因為CO2可溶于水
例2、下列裝置用于實驗室制CO2，不能隨開隨用、隨關隨停的裝置是（ ）
A. B. C.D.
例3、我校科學興趣小組測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，其方法是：將樣品與鹽酸反應， 測定反應后生成的二氧化碳質量，再根據二氧化碳的質量求出樣品中碳酸鈣的質量。為測定二氧化碳的質量，他們設計了以下三種方案，請幫助他們完成設計方案：
方案一：稱量反應前后物質總質量的　 　（選填“增大”或“減小”）量。
方案二：稱量吸收二氧化碳前后盛有氫氧化鈉溶液容器質量的　 　（選填“增大”或“減小”）量。
方案三：選用圖中　 　（填“甲”或“乙”）裝置可測量產生的二氧化碳的　 　，再根據此時二氧化碳的　 　，可計算二氧化碳的質量。圖中水面上油層所起到的作用是　 。
例4、科學實驗提倡綠色環保，對實驗裝置進行微型化改進是一條很好的途徑．圖甲是實驗室制取并檢驗CO2的裝置，圖乙是對圖甲實驗裝置的“微型”化改進后的裝置。
（1）圖乙中微型塑料滴管在實驗中的作用與圖甲中的　 儀器相同（填儀器名稱）；
（2）圖乙中的實驗現象是　 　；
（3）通常用甲裝置完成該實驗需要的鹽酸是“微型”實驗裝置用量的10倍，“微型”實驗裝置具有的優點是　 　；
（4）二氧化碳驗滿的方法是　 　；
（5）用乙裝置完成“制取并檢驗CO2”的實驗，消耗了1.46g10%的鹽酸。請計算實驗過程中產生CO2的質量是多少克？
1．用下列裝置進行實驗，不能達到實驗目的的是(　　)
A．干燥CO2 B．收集O2
C．驗證CO2性質 D．監控氣體流速
2．小軍用一定量石灰石與足量稀鹽酸制取二氧化碳，并試著與同學一起繪制了如圖所示的反應變化過程曲線，其中正確的是(　　)
A．B．C．D．
3.如圖為實驗制取某些常見氣體的裝置圖，請回答下列問題。
（1）甲烷是一種密度比空氣小、難溶于水的氣體。實驗室常用無水醋酸鈉固體和堿石灰固體共熱制取甲烷，應選擇的發生裝置是________(選填裝置編號)。若選用F裝置用于排空氣法收集甲烷，甲烷應從________端(選填“a”或“b”，下同)通入；若選用F裝置用于排水法收集甲烷，瓶中先裝滿水，甲烷應從________端通入。
（2）甲同學用B和D裝置制取CO2氣體，在收集CO2的時候如何驗滿？________；如何檢驗收集到的氣體呢？寫出相關化學方程式________；乙同學認為，也可以用G和D裝置制取CO2氣體，而且比甲的裝置更好，你認為乙同學的理由是什么？________；如果實驗室用G裝置來制取O2，該裝置還能夠達到乙同學認為的作用嗎？________。（填“能”或“不能”）
4.在2.0g的大理石中加入足量的鹽酸（假設雜質不與酸反應），用數字檢測儀分別測得產生的二氧化碳體積隨時間的變化曲線如圖所示。甲曲線表示粉末狀大理石與10%的鹽酸反應過程，乙曲線表示塊狀大理石與10%的鹽酸反應過程。已知：①該條件下，二氧化碳密度為1.98g/L。②一般來說，其他條件相同，增大反應物濃度，化學反應速率加快。
（1）根據圖中信息，反應速率快的是　 　（選填“甲”或“乙”）。
（2）求大理石中碳酸鈣的百分含量。（寫出計算過程，結果保留1位小數）
（3）請你在圖中畫出：用塊狀大理石與6%的鹽酸反應的大致曲線。
1．在錐形瓶甲中放人10 g純凈的塊狀碳酸鈣，在錐形瓶乙中放人10 g純凈的粉末狀碳酸鈣，分別同時加入足量同濃度的稀鹽酸與碳酸鈣反應。下列圖中對該實驗產生氣體的質量與反應時間的關系，描述合理的是(　　)
A．B．C．D．
2.實驗室中常用石灰石和稀鹽酸反應制取CO2，根據如圖所示裝置回答下列問題。
（1）實驗中應選擇的發生裝置是　 　（填字母）。
（2）如果選用E裝置來收集CO 氣體，則氣體應從　 　（選填“a”或“b”）端進入。
3.下列是實驗室常用儀器裝置圖：
（1）實驗室用石灰石與稀鹽酸反應來制取CO2 ，此反應的化學方程式為　 　，判斷CO2收集滿的方法是　 　
（2）已知氨氣（NH3）是一種無色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水，在實驗室中常采用熟石灰固體和氯化銨固體混合加熱的方法來制取，則應選擇的發生裝置及收集裝置是　 　（填序號）。假如采用F圖裝置收集氨氣，則氣體入口為　 　（選填“a”或“b”）
4.小明為了測定某石灰石中碳酸鈣的質量分數，用如圖甲裝置進行如下實驗：將小燒杯中的足量稀鹽酸倒入盛有10克石灰石粉末的大燒杯中，記錄天平的示數直至反應結束（假設二氧化碳全部從溶液中逸出），天平示數與反應時間的關系如圖乙所示。（反應的化學方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑）
（1）反應生成的二氧化碳的質量是　 　克。
（2）結合實驗中的數據，計算該石灰石中碳酸鈣的質量分數。（石灰石中的雜質不與稀鹽酸反應）（寫出計算過程）
答案及解析
例1、C
【解析】石灰石為固體，而稀鹽酸為液體，因此二氧化碳的氣體發生裝置應該選擇“固液常溫型”。A
中長頸漏斗的下端沒有液封，二氧化碳會溢出，而C中分液漏斗上有開關，可以解決這個問題。雖然二氧化碳溶于水，但是溶解度較小，當水達到飽和后，二氧化碳就能被收集，因此將導管d與c連接，即可收集到一瓶二氧化碳，故C正確，而A、B、D錯誤。 故選C。
例2、B
【解析】A、關閉止水夾，試管內氣壓增大，液體被壓出試管，固液分離，打開止水夾后，固液接觸，反應進行，C、D同理；
B、固體放在小試管中，加入酸后，酸和固體不能分離，無法控制反應的發生和停止。
例3、減小；增大；甲；體積；密度；使水與二氧化碳分離，阻止二氧化碳溶于水
【解析】方案一：稱量反應前后物質總質量的減小量。
方案二：稱量吸收二氧化碳前后盛有氫氧化鈉溶液容器質量的增大量。
方案三：選用圖中甲裝置可測量產生的二氧化碳的體積，再根據此時二氧化碳的密度，可計算二氧化碳的質量。圖中水面上油層所起到的作用是：使水與二氧化碳分離，阻止二氧化碳溶于水。
例4、（1）分液漏斗
（2）石灰石表面有氣泡產生
（3）藥品用量少，產生的廢棄物也少，操作方便
（4）將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明二氧化碳已集滿
（5）解：設實驗過程中產生CO2的質量為x
CaCO3+ 2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑
　 73 44
　 1.46g×10% x
73/44＝(1.46g×10%)/x
x=0.088g
答：實驗過程中產生CO2的質量為0.088g．
【解析】（1） 圖乙中微型塑料滴管在實驗中的作用與圖甲中的分液漏斗相同；
（2） 圖乙中石灰石與鹽酸的反應，實驗現象是石灰石表面有氣泡產生；
（3） “微型”實驗裝置具有的優點是藥品用量少，產生的廢棄物也少，操作方便；
（4） 二氧化碳驗滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明二氧化碳已集滿；
1．B
【解析】對各個選項中的裝置進行分析，確定是否能夠達到對應的實驗目的即可。
A.干燥CO2 時，應該讓氣體從長管進入濃鹽酸，從短管排出，故A正確不合題意；
B.收集O2 時，應該讓氧氣從短導管進入，利用氧氣的壓強將水從長導管排出，故B錯誤符合題意；
C.驗證CO2性質 時，二氧化碳從長導管進入后生成碳酸，從而使紫色的石蕊試液變紅，故C正確不合題意；
D.監控氣體流速，讓氧氣從長導管進入水中，再從水中溢出，可以控制氧氣的流速，故D正確不合題意。
2．D
【解析】A.當反應沒有開始時，稀鹽酸溶液的質量肯定不是零，故A錯誤；
B.當反應進行時，生成水的質量不斷增大；當石灰石完全反應后，水的質量保持不變，故B錯誤；
C.當反應沒有進行時，二氧化碳的質量應該為零，故C錯誤；
D.隨著反應的進行，碳酸鈣的質量不斷減小。當碳酸鈣完全反應時，它的質量減小到零，故D正確。 故選D。
3.（1）A；b；b
（2）將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，木條熄滅則收集滿了；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；可以控制反應的發生與停止；不能
【解析】（1）根據反應物的狀態和反應條件選擇合適的發生裝置。如果氣體的密度大于空氣，那么氣體從短管進入；如果氣體的密度大于空氣，那么氣體從長管進入。使用排水法收集氣體時，依靠氣體的壓力將水排出，而水始終聚集在集氣瓶的底部，因此氣體應該從短管進入。
（2）根據二氧化碳驗滿的方法解答。二氧化碳能夠使澄清的石灰水變渾濁，即氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，據此寫出反應的方程式。G中大理石放在隔板上，而稀鹽酸在試管底部，一旦關閉彈簧夾，生成的二氧化碳不能排出會使試管內氣壓增大，從而將稀鹽酸壓回長頸漏斗，將大理石和稀鹽酸分開，反應很快停止。實驗室使用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時，二氧化錳只是催化劑，即使過氧化氫溶液與它分開，反應照樣進行，不能停止，只是反應更慢一些。
【解答】（1）無水醋酸鈉和堿石灰都是固體，且反應需要加熱，因此發生裝置選取“固體加熱型”，即A。
若選用F裝置用于排空氣法收集甲烷，因為甲烷密度比空氣小，所以甲烷應從短管b通入。
若選用F裝置用于排水法收集甲烷，瓶中先裝滿水，甲烷應從b端通入。
（2）收集CO2氣體驗滿的方法為：將燃著的木條放在集氣瓶瓶口，木條熄滅則收集滿了。
檢驗二氧化碳氣體的方程式為：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
乙同學認為，也可以用G和D裝置制取CO2氣體，而且比甲的裝置更好，理由是：可以控制反應的發生和停止。如果實驗室用G裝置來制取O2，該裝置不能夠達到乙同學認為的作用。
4.（1）甲
（2）解：設2.0g大理石中碳酸鈣的質量為x
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+ CO2↑
100 44
x 400×10﹣3L×1.98g/L
x＝1.8g
則大理石中碳酸鈣的百分含量為1.8g/2.0g×100%＝90%
答：大理石中碳酸鈣的百分含量為90%。
（3）解：依據題意可知，一般來說，其他條件相同，增大反應物濃度，化學反應速率加快，則：
【解析】（1）生成相同質量的氣體，時間越短的反應速率越快；
（2）首先根據圖像確定生成二氧化碳的體積，再根據m=ρV計算生成二氧化碳的質量，寫出碳酸鈣與稀鹽酸反應的方程式，利用質量之間的比例關系計算出參加反應的碳酸鈣的質量，最后根據計算即可；
（3）原來稀鹽酸的濃度為10%，現在稀鹽酸的濃度為6%，則稀鹽酸的濃度減小，則反應速率會減小，即反應生成400ml二氧化碳需要的時間比乙更長，據此畫出圖像即可。
1．C
【解析】粉末狀碳酸鈣比塊狀碳酸鈣的顆粒更小，與稀鹽酸的接觸面積更大，因此反應速度更快，即生長氫氣的速度更快。由于碳酸鈣都是10g，因此最終生成二氧化碳的氣體的質量都相等，故C正確，而A、B、D錯誤。 故選C。
2.（1）B（2）a
【解析】（1）實驗室中常用石灰石和稀鹽酸反應制取CO2，因為石灰石是固體，而稀鹽酸是液體，所以選擇固液常溫型，即B；
（2）如果選用E裝置來收集CO 氣體，導氣管要伸到集氣瓶底部，則氣體應從a端進入。
3.（1）CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2；將正在燃燒的小木條放到集氣瓶口，如果木條馬上熄滅，那么二氧化碳已經收集滿
（2）BD；b
【解析】（1）確定反應物、反應條件和生成物，據此寫出反應的方程式。根據二氧化碳驗滿的方法解答；
（2）根據反應物和反應條件選擇氣體的發生裝置。根據氣體的性質選擇合適的收集方法。
【解答】（1）實驗室用石灰石與稀鹽酸反應來制取CO2 ，即碳酸鈣與稀鹽酸反應，生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的方程式為： CaCO3 +2HCl=CaCl2+H2O+CO2 。判斷CO2收集滿的方法是：將正在燃燒的小木條放到集氣瓶口，如果木條馬上熄滅，那么二氧化碳已經收集滿。
（2）在實驗室中常采用熟石灰固體和氯化銨固體混合加熱的方法來制取，那么發生裝置應該選擇“固態加熱型”，即選B；氨氣易溶于水且密度小于空氣，因此可用“向下排空氣法”收集，即選D。
用F圖裝置收集氨氣，因為氨氣的密度小于空氣，所以集氣瓶內空氣集中在底部，則氣體從短導管b進入，空氣從長導管a排出。
4.（1）3.3
（2）設石灰石中含碳酸鈣的質量為x，
反應的化學方程式為：
CaCO3+HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 3.3g
解得x=7.5g
碳酸鈣的質量分數：
【解析】（1）圖甲燒杯中稀鹽酸與石灰石反應生成氯化鈣和二氧化碳氣體，二氧化碳氣體從溶液中全部逸出，所以減小的質量即是生成的二氧化碳的質量。所以由圖乙可得到反應生成的二氧化碳質量為：143.30g-140.00g=3.3g，所以生成二氧化碳的質量是3.3克；
（2）設石灰石中含碳酸鈣的質量為x，
反應的化學方程式為：
CaCO3+HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
x 3.3g
解得x=7.5g
碳酸鈣的質量分數：
浙教版科學八年級（下冊）“沖刺重高”講義（二十一）
二氧化碳（2）

展開更多......

收起↑