初中化学人教版九年级上册课题2 二氧化碳制取的研究教案

这是一份初中化学人教版九年级上册课题2 二氧化碳制取的研究教案，共9页。教案主要包含了二氧化碳的实验室制法等内容，欢迎下载使用。



掌握二氧化碳的实验室制法。


了解实验室制取气体时选取装置的原则，并能灵活运用。





一、二氧化碳的实验室制法


1.实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验）


（1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。反应物是固体与液体或液体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。


（2）收集方法：气体的密度及溶解性决定：


难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法（排空气法易中毒）


密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法（它能溶于水且与水反应）


密度比空气小用向下排空气法


2.二氧化碳的实验室制法


（1）原理：用石灰石和稀盐酸反应：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑


反应类型：复分解反应 （AB＋CD=AD＋CB）


（2） 选用和过氧化氢制氧气（制氢气）相同的发生装置


（3）气体收集方法：向上排空气法


（4）实验步骤：一查、二装、三注入、四收集


（5）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。


验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。


（6）制取二氧化碳的注意事项


= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①不能用碳酸钠粉末替代块状碳酸钙，因为碳酸钠粉末和稀盐酸反应太快，反应难以控制。


= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发出HCl气体，且该反应是放热反应，会使浓盐酸挥发出更多的HCl气体，混在CO2中，使收集的CO2气体不纯。


= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸和碳酸钙产生的硫酸钙属于微溶物，会附着在碳酸钙表面，阻止反应的进一步进行。


3.二氧化碳的工业制法：


煅烧石灰石：CaCO3高温CaO+CO2↑


【生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2】





氧气、 二氧化碳实验室制法的比较











知识点一：二氧化碳的实验室制法


例1．实验室制取二氧化碳最适合的反应物是( )


A.碳酸钠粉末和稀硫酸 B.石灰石和稀盐酸


C.大理石和稀硫酸 D.大理石和浓盐酸


解析：选择一种物质的实验室制法，不仅要考虑其理论上是否可行，还要考虑反应速率是否适度，操作上是否简便，价格是否合算，生成物的纯度等诸多因素，并非所有能生成该物质的反应都可以作为制备方法。


答案：B


例2．检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是( )


A．加入澄清石灰水，观察是否变浑浊


B．将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭


C．加入紫色石蕊试液，观察是否变红色


D．将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭


解析：此题考查二氧化碳的检验方法。检验是不是二氧化碳应加入澄清石灰水，观察石灰水是否变浑浊，验证二氧化碳是否收集满可将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭。


答案：A


知识点二：实验室制取气体时装置的选取原则


例3. 实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是（ ）


A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤


解析：收集装置的选择要充分考虑所收集气体密度、溶解性，能否与空气成分反应以及能否与水反应等因素。


答案：D


例4.下图装置有多种用途，请回答下列问题。


①若用排空气收集CO2,则CO2气体应从装置的 (填a或b，下同)端通入。


②若要排空气法收集H2，则H2应从装置的 端通入。


③若用排水法收集O2，应先将瓶内装满水，然后将O2从 端通入。


解析：（1）由于二氧化碳密度比空气大，所以用向上排空气法收集，即空气要从上端被排出，所以二氧化碳必须从A端进入；


（2）由于氢气密度比空气小，所以用向下排空气法收集，即空气要从下端被排出，所以氢气必须从B端进入，使空气从下方排出，即从A端排出；


（3）由于氧气的密度比水的密度小，所以如果氧气从A端进入后，它会迅速从B端跑掉，而收集不到氧气，所以氧气必须从B端进入；


（4）若用水将装置中的O2排出，因为氧气的密度比水的密度小，所以应将氧气从上方排出，所以水应从A端进入．


答案：（1）A；（2）B；（3）B；（4）A





【基础演练】


在实验室二氧化碳的制取选择 和 反应，该反应的化学方程式为 。


答案： 碳酸钙 稀盐酸 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑


实验室里制取气体的装置包括 和 两部分，气体发生装置的选择要考虑


和 。


答案：发生装置 收集装置 反应物的状态 反应条件


实验室用 法收集二氧化碳，验证制取出的气体是否是CO2，应将 ，验证CO2 是否装满集气瓶的方法是： ，收集好CO2的集气瓶应 放在桌面上。


答案：向上排空气 产生的气体通入澄清石灰水中 将燃着的木条靠近瓶口 正


实验室制取CO2一般有5个步骤，下列操作中步骤正确的是（ ）


①检查装置的气密性， ②按要求装配好仪器，


③向长颈漏斗中装配好溶液，④向广口瓶内放入几块大理石，


⑤收集气体


A.②①④③⑤ B.①②③④⑤ C.①④②③⑤ D.②③④①⑤


答案： C


5. 小张用足量的盐酸、石灰石反应，并尝试直接利用右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


答案： C


【巩固提高】


6．现在有下列实验仪器：①大试管 ②烧杯 ③酒精灯 ④集气瓶 ⑤长颈漏斗 ⑥带导管的双孔塞 ⑦导气管 ⑧玻璃片 ⑨铁架台 ⑩水槽等仪器，在实验室制取CO2时，应选用的仪器有（填序号）__________________。


答案：①④⑤⑥⑦⑧⑨


7．常温下块状大理石投入足量稀硫酸中，刚开始能产生气体，但很快就停止产生。而将大理石粉末逐步加人足量稀硫酸中却能持续产生气体。由此得出的结论或推理正确的是( )


A．物质间是否发生化学反应，只和反应的条件有关


B．反应物之间必须直接接触才会发生化学反应


C．块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同


D．硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解


答案： B


8．（2014房山期末）鉴别空气、氧气和二氧化碳三瓶气体，最常用的方法是( )


A．分别测定它们的密度 B．观察颜色并闻它们的气味[来源:学_科_网]


C．将燃着的木条分别伸入集气瓶中 D．将气体分别通入紫色石蕊溶液中


答案：C


9．通常情况下氨气（NH3）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，形成的溶液是氨水，实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气：


①制取氨气的发生装置与实验室里用 制取O2的装置相似，收集氨气可用 法，收集氨气的集气瓶必须干燥，这是因为氨气 。


②实验室欲制备一瓶氨气，除已有的试管，橡皮塞和导管外，还需要的仪器是 。


答案：①高锰酸钾法 向下排空气 极易溶于水


图一


②带铁夹的铁架台 酒精灯 集气瓶


10．（2014房山期末）“多功能瓶”是初中化学常用装置，它使用方便且操作简单，可用于完成多个实验。


（1）用图一装置完成下列实验。


A B


图二


验证二氧化碳与水反应。瓶中盛放的试剂为 ，将二氧化碳从瓶子a端通入，当观察到 时，则说明二氧化碳能与水反应。


（2）用图二装置除去氧气中混有的少量二氧化碳气体。若A、B瓶中都盛放足量澄清石灰水，则你的实验方案是 。


答案：（1）紫色石蕊试液 溶液变红


（2）将混合气体从a通入，当A出现浑浊，B不变浑浊时，说明二氧化碳已出去





1．（2014•邹平县校级模拟）下列实验操作正确的是（ ）


A． B．C． D．


收集CO2并验满 加热液体 取用液体 收集O2


答案：A


2．（2014•台州）证明汽水中含有CO2气体，最合理的做法是（ ）


A． B． C． D．


答案：D


3．（2014秋•乌拉特前旗校级期末）实验室制取CO2有以下几个步骤：①按要求装好仪器；②向漏斗中注入盐酸；③向反应器中加入块状石灰石；④检查装置气密性；⑤收集生成的气体．以上操作正确排列顺序为（ ）


A．①②③④⑤B．②①④③⑤C．①④③②⑤D．①②④③⑤


答案：C


4．下列说法正确的是（ ）


A. 按质量计算：空气中含有氮气78％、氧气21％、其它气体和杂质1％


B．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水


C．实验室制取二氧化碳和制取氧气的发生装置一定不相同


D．实验室常用向上排空气法收集二氧化碳


答案：D


5．大理石的主要成分是碳酸钙，在探究大理石性质时，下列有关实验现象和结论的描述中，不正确的是 （ ）


A．在大理石的板砖碎片上，滴加稀盐酸有气泡产生


B．大理石与酸反应生成的气体可作灭火剂


C．实验室里可用大理石与稀盐酸来制取二氧化碳


D．大理石雕像不易受酸雨侵蚀


答案： D


6.下列有关二氧化碳的说法正确的是（ ）


A． 实验室常用块状石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体


B． 二氧化碳用于人工灭火，既利用了它的物理性质也利用了它的化学性质


C． 将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液呈红色，说明二氧化碳显酸性


D． 将燃着的木条伸入一瓶气体中，木条立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳


答案：B


7.下列所示分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图，其中正确的是（ ）


A． B． C． D．


答案：D


8.请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。


（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：


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 。


（2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。


（3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。


验满方法是 。


答案：（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 药品间接触面积大，反应速率太快


（2）固体和液体反应，不需要加热（或反应物状态和反应条件与用过氧化氢制取氧气相同）（3）将燃着的木条平伸到集气瓶口处，观察火焰是否熄灭





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用下列四套实验装置制取CO2气体，由于装置错误导致可能收集不到CO2的是（ ）


A． B． C． D．


答案：C


2．右图是老师放置在实验桌上的三瓶无色气体，它们可能是H2 、O2 、CO2。下列关于这三种气体的的鉴别方法中，不正确的是( )


A．根据瓶③倒置，可判断瓶③存放的是H2


B．用带火星的木条放入①中，若复燃，则存放的是O2


C．用点燃的木条伸入②中，若火焰熄灭，则存放的是CO2


D．向②中加入少量蒸馏水，若变为红色，则存放的是是CO2


答案：D


3．常温下块状大理石投入足量稀硫酸中，刚开始能产生气体，但很快就停止产生。而将大理石粉末逐步加入足量稀盐酸中却能持续产生气体。由此得出的结论或推理正确的是（ ）


A．物质间是否发生化学反应，只和反应的条件有关


B．反应物之间必须直接接触才会发生化学反应


C．块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同


D．温度越高，反应速率越快


答案：B


4．在实验室制取某气体，与选择收集方法无关的信息是 （ ）


A. 气体的质量 B. 气体在水中的溶解性


C. 气体的密度 D. 气体在通常情况下是否与氧气发生反应


答案：A


5．（2014•安徽模拟）实验室制取气体的装置如图所示，根据所学的知识回答下列问题．





（1）写出装置中标号仪器的名称：② ．


（2）实验室制取二氧化碳，可选用的发生装置是 （填字母）．写出该反应的化学方程式： ．


（3）并据此选择图中 （填字母）组装一套制取干燥二氧化碳的装置．


①小红同学想把制取二氧化碳结束后的废液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害


是 （写一条）．


②不能用排水法收集二氧化碳的原因是 ．


答案：长颈漏斗，C，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，CDE 腐蚀下水管道，造成水体污染二氧化碳能溶于水


6.实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳．


探究一：气体发生装置的选择：





（1）写出如图1中带标号仪器的名称：a ；b ．


（2）实验室制取二氧化碳气体，发生和收集装置分别选用


和 （填字母），检验集满的方法是 ．


探究二：药品的选择


小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：


对照实验①③，是探究 对产生二氧化碳速率的影响；对照实验 ，是探究不同的酸对产生二氧化碳速率的影响；小明选择第①组药品来制取二氧化碳，该组反应的化学方程式为 ．


探究三：生成二氧化碳量的测定．


由上两种途径比较，你认为哪种途径实验结果更为准确，理由是 ．


答案：试管集气瓶BD燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭则满，药品的状态，①②，


CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，途径一更准确，途径二中部分二氧化碳溶于水；


7．（2014秋•滕州市校级月考）实验室按图所示装置制取CO2，并实验CO2的性质．试回答以下问题：


（1）实验开始前，应先检查装置A的 ．


（2）用装置A来制取CO2所用的药品是 ．（写名称）


（3）若要用装置B鉴定CO2，在B中应盛放的试剂名称是 ，当将标①和②的导管口连接时，B中看到的实验现象是 ．


（4）若要用装置c证明CO2能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，应加入的试剂是 ，当将标①和③的导管口连接时，C中看到的实验现象是 ．反应的化学方程式： ．


（5）烧杯D中放有燃着的蜡烛如上图所示，当将标①和④的导管口连接时D中看到的实验现象是 ；证明CO2具有 的性质．





答案：气密性，大理石或石灰石和稀盐酸，石灰水，石灰水变浑浊，紫色石蕊试液，紫色石蕊试液变红，CO2+H2O=H2CO3下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，不能燃烧也不能支持燃烧且密度比空气大。


8.（2015•荆州模拟）化学实验提倡绿色环保，对实验装置进行微型化改进是一条很好的途径．图甲是实验室制取并检验CO2的装置，图乙是对图甲实验装置的“微型”化改进后的装置．





（1）请说明图甲中相关仪器的名称：B为 ．


（2）利用图甲装置还可以制取的一种常见气体，请你写出其中一种气体的化学式为 ．


（3）图乙装置的玻璃W管检验生成的气体，所发生反应的现象为 ，则该反应的化学方程式为 ．


（4）图乙中微型塑料滴管在实验中的作用与图甲中的 仪器相同（填字母编号）．通常用甲装置完成该实验需要的盐酸是“微型”实验装置用量的10倍，采用“微型”实验装置具有的优点是 ．


答案：锥形瓶，O2（或H2），CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O，A，药品用量少，产生的废弃物也少，操作方便等。





O2
CO2
工业制法
分离液态空气
高温煅烧石灰石：CaCO3 CaO+CO2↑
实验室制法
原理
原料



KMnO4或KClO3和MnO2
石灰石（或大理石）、稀HCl
化学方


程式
2KMnO2 K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
实验装置
发生装置
装


置


图
装置要点
试管口略向下倾斜，铁夹夹在试管中上部，导管刚过橡皮塞
长颈漏斗末端在液面下，导管刚过橡皮塞
收集装置
装


置


图
装置要点
排水法：导管放在集气瓶口


向上排空气法：导管伸入集气瓶底部
向上排空气法：导管伸入集气瓶底部
实验步骤
组、检、装、夹、点、收、移、熄
组、检、装、夹、收
排空气法收集的验满方法
将带火星木条放在集气瓶口，若木条复燃，则气体已满
将燃着木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则气体已满
注意事项
用KMnO4制O2时，试管口应放一团棉花
…………
验证方法
将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则原气体为O2
将少量石灰水倒入集气瓶内，振荡，若石灰水变浑浊，则原气体为CO2
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
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
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
粉末状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率很快