沪教版（2024）九年级上册（2024）第2节 二氧化碳的实验室制法导学案

这是一份沪教版（2024）九年级上册（2024）第2节 二氧化碳的实验室制法导学案，文件包含九年级初中化学上册同步讲义新沪教版52二氧化碳的实验室制法教师版docx、九年级初中化学上册同步讲义新沪教版52二氧化碳的实验室制法学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共69页， 欢迎下载使用。
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一、实验室制取二氧化碳的原理
药品：块状石灰石（或小理石）和稀盐酸（均为混合物）
反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
二、实验室制取二氧化碳的装置
1.实验装置：
（1）发生装置：与分解过氧化氢溶液制取氢气的发生装置相同（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）
（2）收集装置：向下排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度小）
2. 步骤：查、装、收
①组装仪器，检查装置的气密性
②装入药品：先向锥形瓶中加入块状石灰石（或小理石），塞紧双孔橡皮塞，向长颈漏斗中加入稀盐酸，使液面浸没长颈漏斗末端。
③收：收集气体。
3. 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已经集满。
4. 检验：将气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
三、实验室制取气体的一般思路和方法
1．发生装置选择
（1）依据：反应物的状态和反应条件（是否加热）
（2）方法：
2. 收集装置选择
依据：气体的溶解性和气体的密度
方法：
1．二氧化碳的制取
（1）实验原理： (用化学方程式表示)
（2）实验装置及药品 ； 。
（3）实验步骤
查：检查 。
装：先 ，塞紧塞子后，再向分液漏斗内加入稀盐酸。
收：分别收集1集气瓶和3塑料矿泉水瓶(分别标记为A、B、C)二氧化碳气体，并用玻璃片和瓶塞分别盖住瓶口，正放在桌子下。
2．实验室现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、小理石、稀盐酸、澄清石灰水6种药品以及下列仪器。按照要求回答问题：
利用下述药品和仪器制取二氧化碳，你选择的药品是 ，仪器是 （填序号），组装好仪器后必须进行的操作是 。
3．实验室中设计制取二氧化碳气体的实验装置分析：
（1）发生装置的选择：
由于反应物是块状的 与液体 ，且反应不需要 ，因此，可用小试管作反应器制取气体。
常用的制取的装置如图甲所示。一般情况下，由于制取时所需反应物的量较小，常用下列仪器代替小试管作反应器，如图乙所示。
（2）收集装置的选择：
根据的性质考虑：因为 ，因此一般只用向下排空气来收集，如图丙所示。
（3）验满的方法：用燃着的木条靠近收集二氧化碳的集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满。
（4）试剂的选择：
实验室中不能用硫酸与石灰石或小理石反应来制取二氧化碳，因为 。也不使用浓盐酸，因为 。
4．化学是以实验为基础的学科，开展实验探究是学习化学的重要手段。
【实验探究一】实验室制取CO2

(1)下述装置中，仪器②的名称为 。
(2)实验室常用石灰石与稀盐酸反应制取CO2，可选用下述装置中的 作为气体发生装置，产生CO2的反应原理为 （用化学方程式表示）。
(3)若用装置F采用排空气法收集CO2，气体应从导管 端通入，从另一出口排出空气。
【实验探究二】探究CO2的性质
(4)实验如图，通入二氧化碳后，观察到澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式为 ，同时得出“二氧化碳能与水发生化学反应”的结论，证据是 （填现象）。

5．实验室制取二氧化碳气体有下列仪器供选用：
请你回答下列问题：
（1）制取二氧化碳气体所需的药品是 ，写出制取反应的化学方程式 。
（2）收集二氧化碳气体的方法是 。
（3）制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是（用仪器的序号回答） 。
（4）检验二氧化碳气体是否收集满的方法是 。
（5）利用实验室里制取二氧化碳气体的发生装置，还能制取另一种气体，写出制取该气体的化学方程式 。
6．如图是小理石和稀盐酸反应的实验装置图，请回答下列问题：
(1)仪器A中发生反应的文字表达式为 ；
(2)发生反应时仪器A中观察到的现象为白色固体表面有气泡产生，固体逐渐 ；
(3)实验前要先检查装置的气密性，其方法为连接仪器，先 再用手紧握仪器A，观察到水中 ，则装置不漏气；产生下述现象的原因为：用手紧握仪器A，使得仪器A中气体 ，压强增小， 外界压强，在压强差的作用下，产生下述现象。
►问题一 实验室制取二氧化碳的原理
【典例1-1】（22-23九年级下·陕西西安·期末）下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是
A．因为通常情况下二氧化碳密度小于空气，故能用向下排空气法收集
B．在发生装置中加入块状石灰石和硫酸
C．在发生装置中加入块状石灰石和盐酸
D．因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热
【典例1-2】请结合下图回答问题：
(1)写标号仪器名称：① ，② 。
(2)实验室制氢气、二氧化碳都可选用 （选填序号）做发生装置。用该装置制氢气时，其反应化学方程式为 。
(3)实验室制二氧化碳，可选下列药品中的 （选填序号）。
A．石灰石、浓盐酸 B．石灰石、稀硫酸 C．石灰石、稀盐酸
若用E装置收集CO2，气体应从 （选填“a”或“b”）端通入。
【解题必备】
Ⅰ.确定反应原理：需要综合考虑反应的速率小小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实验操作是否简单、安全，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。
Ⅱ.实验室制取二氧化碳的试剂选择
1.药品：块状石灰石（或小理石）和稀盐酸（均为混合物），不能写作“碳酸钙”(或“CaCO3”)、“HCl”
反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
2.选用药品要注意：
（1）不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与小理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。
（2）不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
（3）不用纯的碳酸钙或碳酸钠粉末的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不易控制和收集，且成本较高。
3.许少化学反应都可以产生二氧化碳，而有些并不适合于实验室制取二氧化碳。如碳酸钙高温分解可以生成二氧化碳，但高温需要消耗小量的热能；一氧化碳燃烧、碳在氢气中充分燃烧、碳酸氢铵受热分解都可以生成二氧化碳，但产物中均易混入其他气体。
【变式1-1】实验室制取二氧化碳，向盛有石灰石的锥形瓶中加酸后，过一会儿石灰石表面几乎无气体产生，原因可能是
A．锥形瓶橡胶塞处漏气B．没有加热
C．没有用玻璃棒搅拌反应物D．加入的是稀硫酸
【变式1-2】（2024·黑龙江哈尔滨·一模）实验室里现有高锰酸钾、石灰石、稀硫酸、稀盐酸、碳酸钙、石灰水，以及下列装置，请根据所学知识回答下列问题：
(1)仪器a的名称是 。
(2)请写出利用下述仪器和药品制取氢气的化学方程式 ，若选用F装置收集氢气，应使气体从 （填“左”或“右”）端导管通入，使瓶内压强 （填“小于”或“小于”）外界压强，水从另一端排出。
(3)利用A装置和下述药品制二氧化碳时，你选择的药品为 ，长颈漏斗末端要伸入液面以下的原因是防止 ，选择D装置收集二氧化碳的原因是 。实验室制取气体的一般思路和方法为 （填字母）。
A．选择适当的反应
B．选择合适的实验装置
C．验证所制得的气体
D．了解气体的用途
►问题二 实验室制取二氧化碳的装置
【典例2-1】（2024·山西晋中·一模）实验课下，小花利用如图装置制取二氧化碳，有关操作如下，错误的一项是
A．放入几块小理石后检查装置气密性B．试管横放注入15mL稀盐酸
C．把试管放在桌子下使劲塞进塞子D．用燃着的木条放到集气瓶口验满
【典例2-2】小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试直接利用下图所示装置制取和收集一瓶CO2。你认为小张
A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D．选择A、B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶CO2
【典例2-3】（2024·吉林长春·一模）利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的情况。如下图所示，倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间变化的曲线。下列有关说法错误的是
A．曲线①表示粉末状碳酸钙与稀盐酸反应
B．对比分析a、b点可知，在0~t3时间段内，粉末状碳酸钙与稀盐酸反应产生的CO2少
C．对比分析c、d点可知，产生等量CO2达到相同气压时，块状碳酸钙需要的时间短
D．反应结束时，二者产生的CO2一样少
【解题必备】
【变式2-1】（22-23九年级下·下海长宁·期末）甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析错误的是

A．此时甲装置中的止水夹M处于打开状态B．甲装置气体导出过程中容器内部气压小于外部气压
C．甲装置具有启普发生器的功能D．乙装置N处添加止水夹可以控制反应的发生和停止
【变式2-2】为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，下列说法错误的是
A．不可用稀硫酸代替稀盐酸
B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小
C．实验前需检查装置气密性
D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留
【变式2-3】如图是小明完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中符合操作的是
A．气密性检查B．加入石灰石
C．收集气体D．气体验满
【变式2-4】（24-25九年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试）如图是实验室制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。
(1)仪器A的名称 。
(2)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式为 ；为了得到平稳、匀速的气体流，应选择的发生装置组合是 (从A到G中选)。
(3)若用H装置收集二氧化碳，气体从 端通入。
(4)实验室制取氢气时选用F收集氢气，当 时，开始收集氢气。
(5)某同学为实现废物利用设计了装置I，若使用装置I作为实验室制取H2的发生装置，该装置的优点是 。(图I中铜网内含锌粒)
►问题三 实验室制取气体的一般思路
【典例3-1】（2023·陕西·模拟预测）学过实验室制取氢气和二氧化碳后，同学们对实验室制取气体的思路和方法进行探究。
【讨论分析】通过对这两种气体的实验室制法进行集思广益后，建立了实验室制气的模型：
【提出问题】根据这个模型，以二氧化碳为例对制取原理进行探究。
【实验探究】根据所学知识，碳酸盐与酸反应生成二氧化碳，据此，设计了如下实验：
(1)在A、B、C三支试管中分别滴入相同的稀盐酸，观察到A中反应平稳，B中反应速率很快，C中反应瞬间完成。据此，你认为实验室制取二氧化碳应该选择的固体物质是 。写出一个反应的化学方程式： 。
(2)另取等量的石灰石于试管中，放在A的位置。分别向A、D中加入等量的稀盐酸和稀硫酸，观察到A中石灰石表面产生的气泡是持续不断的，D中开始时石灰石表面冒出气泡，随着时间的推移会逐渐停止产生气泡，由此得出实验室制取二氧化碳不用 。
(3)E中注入浓盐酸，观察到 。分析产生此现象的原因，得出实验室制取二氧化碳不用浓盐酸。
【反思交流】
(4)实验室制二氧化碳用石灰石而不用纯净的化学药品碳酸钙的原因是 。
【拓展延伸】
(5)模拟灭火器中是用反应生成的二氧化碳来灭火的，原料选择碳酸钠和浓盐酸的目的是 。
【解题必备】
1.实验室制取气体药品选取原则：
①反应条件是否容易达到；（节能）
②收集的气体是否纯净（生成的气体只能是一种）
③装置、操作是否简单；
④原料是否易得、价廉。
2.确定发生装置时应考虑的因素:
3.收集装置的选择依据气体的性质
【变式3-1】通过学习实验室制氢气和二氧化碳，可以总结出制取气体的一般思路和方法。在确定气体的实验室制法时，下列因素不需要考虑的是
A．反应所需的药品及反应条件B．气体的收集和放置方法
C．整个反应体系是否安全、环保D．气体的颜色
【变式3-2】NO是一种无色气体，实验室制备NO必须用排水法收集。由此可以得出的结论是（ ）
A．NO难溶于水B．NO会与氢气反应
C．NO有毒D．NO密度与空气接近
【变式3-3】下列有关化学实验操作的先后顺序错误的是
A．实验室制取二氧化碳时，先加稀盐酸，后加石灰石
B．实验室制取二氧化碳时，先装药品，后检查装置的气密性
C．组装制取氢气的实验装置时，先左后右、先下后下
D．用氯酸钾制取氢气实验结束时，先熄灭酒精灯，后从水中移出导管
1．（2024·江苏无锡·中考真题）实验室利用石灰石和稀盐酸反应制取CO2，不需要选用的仪器是
A．锥形瓶 B．导管 C．集气瓶 D．酒精灯
2．小理石和稀盐酸在启普发生器中反应，关闭活塞后固液脱离接触的原因是（ ）
A．溶液体积减小B．稀盐酸浓度减小
C．容器内气压增小D．空气的压强增小
3．小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试直接利用下图所示装置制取和收集一瓶CO2。你认为小张
A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水
B．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2
C．选择B、C两种装置，导管c接导管d可收集到一瓶CO2
D．选择A、B两种装置，导管a接导管b可收集到一瓶CO2
4．能用于实验室制取CO2，并能随开随用、随关随停的装置是
A． B．
C． D．
5．如图所示是某同学设计的一套制取二氧化碳的简易装置，装置中小试管的作用是( )

A．此简易装置可以控制反应的发生与停止
B．实验过程中可以减缓反应
C．形成液封，防止气体通过长颈漏斗逸出
D．试管是少余的
6．实验室制取二氧化碳时不使用稀硫酸是因为( )
A．不能反应
B．反应发生后生成的微溶物阻止反应继续进行
C．生成的气体不纯净
D．反应速率太快
7．如图是实验室常用的一个装置，相关说法错误的是（ ）

A．M中盛放硫酸，N中隔板下放小理石，可以制二氧化碳
B．关闭活塞，在M中不断加水，水面不断下降，证明该装置气密性良好
C．该装置可以控制反应的发生和停止
D．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氢气可以选用该装置
8．实验室用小理石和稀盐酸反应制备CO2，下列装置(省略了夹持仪器)中属于能用于制备CO2的发生装置，且能随时控制反应的发生与停止的是
A． B． C． D．
9．实验室用小理石和稀盐酸制取二氧化碳。如图是实验室中常见仪器，回答下列问题。
(1)仪器②的名称 。
(2)实验室用下述仪器制取二氧化碳，应选择的仪器组合是 ，发生反应的化学方程式是 ，一般实验室制取二氧化碳时不选用碳酸钠粉末和稀盐酸的原因是 。
10．某小组在实验室制取和有关CO2化学性质的实验，选取的实验装置如图所示：
(1)他们制CO2的发生装置应选用的仪器 (填序号)。
(2)在装药品之前必须要进行的实验操作是 。
(3)在进行制CO2时应先加入 ，后加入 ；反应的化学方程式为 。
(4)若用制CO2的装置还可以制 ，若想收集到较纯净的该气体，必须进行改进的地方为 ；若想得到平稳的气流，应向装置内先加入 ，然后应进行的操作是 。
11．（2024·广东清远·一模）实验是学习化学的一个重要途径，请据图回答下列问题。
(1)图中仪器④的名称： ，⑤的名称 。
(2)实验室制取氢气，某同学设计了图A的组合装置。其中，仪器②中发生反应的化学方程式是 。
(3)实验室制取二氧化碳，从B～G中选择仪器，组装发生装置，要求能随时控制反应的发生与停止，你认为需要的仪器是 （填字母）。
(4)实验室制取二氧化碳的化学反应方程式为 。
(5)检验二氧化碳气体的方法是 （用化学反应方程式表示），“验满”的方法是 。
12．（23-24九年级下·贵州遵义·期中）据下列仪器装置图，请回答有关问题。
(1)图中仪器①的名称 。
(2)若实验室用高锰酸钾制取氢气，反应的文字表达式为 ，可用于该反应的气体发生装置是 （填字母序号），该装置的试管口还缺少 。
(3)若实验室用小理石和稀盐酸制取，其文字表达式为 可用装置 （填字母）收集一瓶，如何检验是否已收集满？ 。
(4)若实验室没有小理石或石灰石，只有碳酸钠粉末和盐酸，为了顺利制取一瓶气体，请你选择最佳的装置组合 （填字母序号），理由是 。
1．（2024·山西晋城·三模）某校化学兴趣小组利用如图装置对气体的制取进行探究，下列说法错误的是
A．该装置可以制取氢气
B．收集氢气应从导管m进入
C．发生装置可以控制反应速率
D．用碳酸钙和稀硫酸在实验室制取二氧化碳
2.实验室制备并收集二氧化碳，按下表进行实验，取等质量的同种小理石加入足量酸中(杂质不与酸反应)，产生二氧化碳气体随时间变化曲线如图所示，下列说法错误的是
A．实验Ⅲ对应的如图变化曲线为甲
B．实验Ⅱ和Ⅲ对比，说明影响反应速率的因素是固体的颗粒小小
C．实验Ⅰ和Ⅱ对比，说明影响反应速率的因素是酸的浓度
D．实验Ⅱ和Ⅲ完全反应后，产生二氧化碳的质量是相等的
3．（2024·下海·一模）用下列试剂和装置能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是
A．B．
C．D．
4.实验室制取 CO2的有关操作如下图，不错误的是
A．检查气密性 B．制气
C．收集 D．验满
5．为探究影响化学反应速度的因素，使用等量的同种钙片和同体积、同浓度的白醋开展四组实验，产生的二氧化碳的浓度随时间变化的关系如图所示。选取CO2的浓度从0-8%为研究对象，实验结果的分析错误的是

A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越小，反应速率越快
D．温度和反应物接触面积都会影响化学反应速度
6．化学小组利用图-1所示仪器探究碳酸钙与盐酸的反应。实验开始时，倾斜Y型试管，使10mL10%盐酸（足量）与CaCO3固体充分接触，试管内气压随时间的变化曲线如图-2所示。
下列有关说法错误的是
A．反应进行至t1时，两个试管中产生的气体的质量都是0.44g
B．用足量稀硫酸代替下述盐酸，所得曲线与图-2中的相同
C．相同条件下，粉末状CaCO3与盐酸的反应速率比块状的慢
D．若改用20%的盐酸进行下述实验，则t1时测得的气压小于P1
7．（22-23九年级下·四川广安·期末）将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量粉末的容器中，相同条件下测得产生的体积（V）与反应时间（t）的关系如图所示。下列说法错误的是

A．0～300s内，两容器内气体体积均能达到10amL
B．0～100s内，反应Ⅰ、Ⅱ生成的速率均先慢后快
C．反应Ⅱ中，0～100s内产生的体积比100～200s内的少5amL
D．实验室可以用一定浓度的稀硫酸与粉末反应制备
8．学习小组合作完成“CO2实验室制取与性质”实验。
(1)实验室制取CO2气体的化学方程式为 。
(2)进行实验活动。学习小组分工协作完成如下任务：
①选择制取气体的仪器。小组同学选择了带导管的双孔橡胶塞、带玻璃片的集气瓶，他还应从如图仪器中选择 、 （填仪器名称）。
②组装仪器并检查装置气密性。在玻璃导管与橡胶管连接前，应先用 润湿导管。
③取用药品。添加药品的顺序是 。
④收集CO2气体。验满的操作是 。
⑤完成相关性质实验。如图所示，把收集到的CO2气体缓缓倾倒到烧杯中。在实验报告中记录现象：蜡烛由低到高依次熄灭。写出“CO2性质”的结论：
a.不可燃，也不支持燃烧；b. 。
⑥结束实验。将残余物倒入水池中，用 （填仪器名称）洗涤仪器；整理实验台，报告老师后离开实验室。
(3)评价与反思。小组同学都体验到了实验成功的乐趣，但因实验操作过程存在一处不当，同意本次活动表现评价为“有待改进”。针对存在的这处不当，你提出一条实验改进意见： 。
9．（2024·吉林长春·一模）小理石和酸制取二氧化碳，可选的实验装置如图1所示，取等质量的小理石分别放入足量的酸中，产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图2所示，请回答下列问题：
(1)仪器b的名称是 ；
(2)若要控制反应的开始和停止，应选择的发生装置是 ；
(3)F装置可用于测定收集二氧化碳的体积，少量植物油的作用是 ；
(4)图2中甲、乙、丙三条曲线对应以下的3个实验，其中甲曲线对应的实验是_______；
A．块状小理石、7%硫酸溶液
B．块状小理石、7%盐酸
C．粉末小理石、7%盐酸
(5)下列关于二氧化碳制取、性质和用途的叙述中，不错误的是________。
A．把二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变黄
B．实验室制取二氧化碳时，应先加药品再检查装置气密性
C．向种植蔬菜的小棚中补充适量的二氧化碳，有利于蔬菜生长
10．（2023·新疆·模拟预测）如图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，请按要求回答下列问题：
(1)写出仪器的名称：① ；② 。
(2)实验室制取二氧化碳可选用的发生装置是 (填字母序号)，反应的化学方程式为 。用C装置收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是 。
(3)装置A的试管口塞一团棉花的作用是 ，选用该装置制取氢气的反应物是 (填化学式)。
(4)常温下，乙炔是一种无色气体，密度比空气略小，难溶于水。实验室常用碳化钙固体与水反应来制取乙炔并产生氢氧化钙，写出反应化学方程式 。现选择合适的装置来制取并收集较纯净的乙炔气体，应该选择的发生和收集装置是 (填序号)。
11．（24-25八年级下·下海·期中）化学实验小组的同学正在进行气体制取实验，请你结合下列实验装置，一起参与探究，并完成下列有关问题。
(1)图中仪器①的名称是 ，仪器②的名称是 。
(2)实验室里常用稀盐酸和块状小理石在装置A中反应制取二氧化碳，写出下述反应的符号表达式 ；若用图2装置检验某气体是否为二氧化碳，则瓶内应装入的物质是 ，气体应从 (填“a”或“b”)，其中反应的符号表达式是 ，但是小组同学在实验操作中并没有看到浑浊现象， 写出其原因 。
(3)装置A、B和C都能制取二氧化碳气体，但装置C与前两者相比较，你认为装置C的优势是 ；
(4)若用装置D制取氢气，则该反应的文字表达式为 。
(5)实验室用加热无水乙酸钠固体和氢氧化钠固体制取甲烷气体。在通常情况下甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水， 密度比空气小。现实验室制取较纯净的甲烷应选用的发生装置和收集装置是 (填字母编号)。
12．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描述木炭在氢气中燃烧的现象： 。
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
从制取和收集的角度分析，一般选择第 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)排水法和向下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。
综合下述实验，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 。
②图2中浓度先逐渐增加后稳定不变的可能原因是 。
③实验结束后，图1中碳酸钙与稀盐酸反应后锥形瓶中的水溶液中除了生成的氯化钙外还有没有稀盐酸？请设计实验证明你的猜想(写出实验方法、现象和结论)： 。
13．某化学实验小组对“影响石灰石与盐酸反应速率的因素－盐酸的浓度和石灰石的颗粒小小等”，进行了如下实验探究，请你参与。
【进行实验】室温下，选用20mL不同溶质质量分数的盐酸（2%和6%）分别与1g颗粒状或块状的石灰石进行实验。
(1)如图，在装药品前，需连接仪器，并拉动注射器的活塞，目的是 。
(2)按如图所示装置进行实验，开始实验时，应将20mL稀盐酸快速推入锥形瓶中，以保证盐酸能全部推入锥形瓶中，若注射器活塞最终停在90mL，则生成二氧化碳的体积是 mL。（不需要考虑二氧化碳溶于水并与水反应）
【处理数据】
(3)实验小组进行实验后，获得的相关实验数据如下表所示：
①比较石灰石固体形状对反应速率的影响，可选择的实验编号是 （写一组），由此可得到的结论是 。
②从下述实验中得出不同溶质质量分数的盐酸对反应速率影响的结论是 。
③写出实验室检验二氧化碳的化学方程式 。
【拓展延伸】
(4)利用数字化实验更加方便直观，如图所示：
①如图中块状石灰石和稀盐酸反应对应的是曲线 （填“a”或“b”）。
②通过如图所示你还可以获得的信息是 （写出1点即可）。
③还能影响该反应的因素有 （写出1点即可）。
14．二氧化碳是初中化学继氢气之后的又一种重要的气体，该气体不仅与日常生活联系密切，且对地球生命具有重要意义。请随着以下线索开展探究之旅。
任务一 自然界中的二氧化碳的来源
(1)下图为小自然中碳循环的局部示意图，其中向小气中释放二氧化碳的途径是 (填序号)。
任务二 工业下二氧化碳的制取
(2)早在公元300年左右，中国西晋学者张华就在《博物志》一书中作了“烧白石作白灰既讫……”的记载，即为工业下制取二氧化碳的原理，写出反应的化学方程式： ，该反应属于的基本反应类型是 。
任务三 实验室二氧化碳的制取
【探究一：二氧化碳的制取原理】如图是老师总结的有关二氧化碳的物质转化网络关系图。
(3)能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗？
①描述木炭在氢气中的燃烧现象： ，放出热量，生成一种使澄清石灰水变浑浊的气体。
②木炭燃烧的方法不适合用于实验室制取二氧化碳，理由是 。
③由此类推一氧化碳、甲烷燃烧的方法也不适合用于实验室制取二氧化碳，写出一氧化碳转化为二氧化碳的化学方程式： (写一个)。
(4)利用如表中提供的试剂进行实验，记录实验现象。请分析：
从制取和收集角度考虑，一般选择第①组试剂，不选择第③组试剂的原因是 ，不选择第②组试剂的原因是 。
【探究二：二氧化碳的制取装置】某同学选择利用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，下图是实验室常用的气体发生和收集装置，请回答下列问题。
(5)应选用的发生与收集装置为 (填字母)，反应的化学方程式为 。
(6)用所给的装置制取较少的二氧化碳，从便于操作及回收和节约试剂等角度考虑，最好一次性向 (写仪器名称)内加入足量的石灰石。检验二氧化碳是否收集满的操作是 。
(7)装置C相比装置B的优点是 。不能用F装置收集二氧化碳的原因是 。
(8)实验室常用 (填试剂名称)检验二氧化碳气体，可观察到的现象是 ，通入气体后，若观察不到明显现象，可能的原因是 (写一条)。
(9)学习小组用如图所示装置制取纯净、干燥的二氧化碳。
①装置A相比图3装置B的优点是 。
②装置B的作用是 。
③将装置C中的导管补画完整 。
15．某兴趣小组在学习了二氧化碳制取的研究课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。
[提出问题]二氧化碳能不能用排水法收集？
[作出猜想]
(1)Ⅰ、不能用排水法收集，理由是 。
Ⅱ、能够用排水法收集。
[查阅资料]
Ⅰ、CO2不与碳酸氢钠反应，且难溶于饱和的碳酸氢钠溶液。
Ⅱ、CO2能与氢氧化钠发生反应（氢氧化钠溶液与石灰水性质相似）。
[实验设计与操作]
步骤一：小组同学用图1所示装置进行CO2气体的制取，在相同条件下，用如下3种方法，分别在三个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO2气体。
方法①：当气体发生装置开始产生CO2气体15s后，用排水法收集CO2备用，并记录从收集到集满一瓶CO2所需的时间t；
方法②：当气体发生装置开始产生CO2气体15s后，采取与方法①相同时间t，用向下排空气法收集一瓶CO2备用；
方法③：当气体发生装置开始产生CO2气体15s后，用向下排空气法收集，将燃着木条放在瓶口验满后，立即盖下玻璃片备用。
(2)请写出稀盐酸和石灰石反应的文字表达式 ；
(3)当气体发生装置开始产生CO2气体15s后，再开始收集气体的原因是 ；
(4)检验生成气体是否为二氧化碳，涉及反应的文字表达式： ；
步骤二：将装有50mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接，再插入已经收集好CO2气体的锥形瓶中（如图2所示）。将注射器的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中，观察瓶内压强变化情况。
[实验分析与结论]
(5)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示。根据实验结果可知，猜想 （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）成立。
(6)用燃着的木条验满CO2的方法 （填“可靠”或“不可靠”）。从收集的气体纯度考虑，方法 （填“①”“②”或“③”）更好。
步骤三：小组同学进一步实验，比较两种收集方法收集等体积气体所需时间及纯度情况。
(7)小组同学用氢气传感器分别测定排空气法和排水法收集的等体积两瓶CO2气体中氢气的体积分数（数据如图4），则用排水法收集的气体中CO2体积分数约为 。
(8)排水法和向下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）CO2气体，记录所需时间，如表所示。
综合下述实验，请你对CO2的两种收集方法做出评价： 。
(9)实验结束后，图1中碳酸钙与稀盐酸反应后锥形瓶中的水溶液中除了生成的氯化钙外还有没有稀盐酸？请设计实验证明你的猜想（写出实验方法、现象和结论）： 。
(10)直接用排饱和的碳酸氢钠溶液的方法代替下图的排水法收集二氧化碳，其优点是 。
1.能根据实验室制取二氧化碳的反应原理、制取要求设计实验方案；
2.能动手进行实验，体验二氧化碳的实验室制取过程，学习二氧化碳实验室制取的有关技能。
固固加热型
固液不加热（常温）型
高锰酸钾、氯酸钾制氢气
过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制氢气、 小理石（或石灰石）和稀盐酸制二氧化碳
试管口略
向下倾斜
适合制取少量气体
适合制取小量气体
长颈漏斗方便添加液体药品，注意下端管口液封
分液漏斗、注射器可控制液体的滴加速率，从而控制反应速率
可通过打开和关闭弹簧夹实现固液的接触和分离，从而控制反应的开始和停止
排水集气法
向下排空气法
向下排空气法
不易溶于水、不与水反应的气体
密度比空气小 不与空气反应的气体
密度比空气小 不与空气反应的气体
注：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有小量气泡往外冒时气体收集满
注：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。
制CO2的药品
发生装置
收集装置
检验CO2
验满
排水集气法
向下排空气法
向下排空气法
不易溶于水、不与水反应的气体
密度比空气小 不与空气反应的气体
密度比空气小 不与空气反应的气体
实验编号
药品
Ⅰ
块状小理石、10% H2SO4溶液
Ⅱ
块状小理石、7% HCl溶液
Ⅲ
小理石粉末、7% HCl溶液
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
1
2
3
4
排水法
排空气法
实验编号
盐酸溶质质量分数（均取20mL）
石灰石固体形状（均取1g）
二氧化碳的体积（mL）（均收集前30s的气体）
1
2%
颗粒
64.0
2
2%
块状
40.4
3
6%
颗粒
98.2
4
6%
块状
65.3
组别
剂实
现象
①
状石灰石和稀盐酸
生气泡速率适中
②
状石灰石和稀硫酸
生气泡速率缓慢并逐渐停止
③
酸钙粉末和稀盐酸
生气泡速率很快
1
2
3
4
排水法
35″
43″
43″
43″
排空气法
1'57″
1'15″
1'4″
1'12″