沪教版 (上海)九年级第一学期第四单元 燃料及其燃烧4.3 二氧化碳的实验室制法一课一练

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知识01二氧化碳的制取
工业制二氧化碳
煅烧石灰石 CaCO3高温CaO+CO2↑
（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）
2.实验室制二氧化碳：
（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）
（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？反应速率太快，不易控制。
②为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。
③为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。
检验方法：
将制得的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。
验满方法：
用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。
3.启普发生器
1．原理荷兰科学家启普(Kipp)设计的气体发生器，使用时打开导气管上的活塞，不断产生气体。不用时关闭导气管上的活塞，在气体的压力下，酸液下降，大理石和盐酸脱离接触，反应停止。这种装置被称为启普发生器。
2．简易装置根据启普发生器的原理，还可以制成简易启普发生器。例如图，用多孔塑料片把大理石和液体隔开，当弹簧夹打开时，大理石和盐酸接触，发生反应；当弹簧夹关闭后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。
3．使用范围块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气体难溶于水。
检验气密性
关闭启普发生器的导管活塞，向启普发生器中注入少量水，静置片刻。
(2)观察漏斗中液面的变化情况，如果漏斗中的液面不下降则说明该启普发发器的气密性良好，否则说明气密性不好。
5．几种随开随用、随关随停的制气装置
启普发生器是一种“随开随用，随关随停”操作简便的实验室常用气体发生装置．该装置利用块状块状（选填“块状”或“粉末状”）固体与液体发生反应，且不需加热，制备H2．CO2等气体．使用启普发生器先检查其气密性，再在D处缠绕一些铜丝网（或玻璃丝）铜丝网（或玻璃丝）（填“铁丝网”或“铜丝网”或“玻璃丝”等），以防止固体从狭缝处滑落至容器底部；反应液从A（填序号，下同）处加入，固体从C处加入．反应后的混合物从B处倒出．
打开止水夹，U形管内气体逸出，压强减小，酸液左降右升与固体反应；关闭止水夹，U形管内压强增大，将酸液压回，反应停止。
【注意】启普发生器的变形装置
※把握启普发生器能“随开随用，随关随停”的原因：关闭活塞，压强增大，固液分离，反应停止；即要实现固液分离则需要固体悬置、能形成气压差。
题型一 碳酸钙分解实验
例1（2023秋·上海静安·九年级上海市市北初级中学校考期末）工业上常用高温煅烧石灰石来制得生石灰，现取一定量的石灰石样品进行煅烧（假设杂质不变），某变量y随时间的变化趋势如图所示。则纵坐标表示的是

A．生成CO2的体积B．生成CaO的质量
C．固体中杂质的质量分数D．固体中氧元素的质量分数
【变式1-1】（2022秋·上海青浦·九年级校考阶段练习）一定质量的碳酸钙高温分解，某些量随时间变化的情况如图所示，横坐标表示受热时间，根据图像判断，纵坐标可能表示：
①固体中氧元素的质量分数
②生成二氧化碳的质量
③固体中钙元素的质量分数
④固体中碳元素的质量

A．①②B．①③C．②④D．③
题型二 二氧化碳实验室制备
例1（2023秋·九年级课时练习）探究能否与反应，装置如图所示。滴加浓盐酸，待试管中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。说法正确的是

A．锥形瓶中逸出的气体只含
B．试管中液体变红，证明能与水反应
C．加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解
D．欲达实验目的，可将浓盐酸改为稀盐酸
【变式1-1】（2023秋·九年级课时练习）用下图装置进行下列实验，不能实现的是
A．气体从b端通入，用于实验室收集氧气
B．若瓶内装有澄清石灰水，气体从b通入可检验其中是否混有二氧化碳
C．若瓶内装满水，可在b端连接量筒，收集气体并测量气体的体积
D．若瓶内装部分水，气体从a端通入，可观察气泡的速度
【变式1-2】（2023·上海黄浦·统考一模）实验室制取二氧化碳，相关图示正确的是
A．发生装置B．加入固体药品
C．收集D．验满
题型三 启普发生器原理
例1（2023秋·九年级课时练习）具有启普发生器原理的装置是
A． B． C． D．
【变式1-1】（2023秋·九年级课时练习）用如图所示的装置制取二氧化碳，相关分析正确的是

A．以碳酸钙粉末和稀盐酸为原料
B．用该方法收集二氧化碳是因为其能溶于水
C．用燃着的木条放入瓶内以检验气体是否收集满
D．关闭k，若固液不分离，可能是某种反应物已消耗完
【变式1-2】（2023·上海松江·统考一模）实验室制取二氧化碳，能随开随用、随关随停的实验装置是
A．B．C．D．
【变式1-3】（2023秋·九年级课时练习）我国科学家首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成；
(1)实验室常用块状大理石与稀盐酸制备二氧化碳，该反应的化学方程式是 。选用如图装置作为发生装置，待气体收集满后，关闭活塞，装置内液面将由x降至 处(选填“y”或“z”)，此时装置内气体压强 外界大气压(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)该合成中的第一步是先将二氧化碳转换成甲醇(化学式为CH4O)，这属于 (选填“物理”或“化学”)变化，甲醇是由 种元素组成，摩尔质量为 ，1ml甲醇中约含有 个碳原子。
题型四 二氧化碳制备实验题
例1（2021·上海·中考真题）CO2是一种常见的物质，回答下列问题：
(1)木炭燃烧的化学方程式：_______；
(2)用启普发生器制CO2如图所示，在多孔塑料板上放着的块状固体为_______；所用HCl的量不宜太多，若液体在反应时，液面处于a处，则关闭弹簧夹时导致的后果是：_______；
(3)实验小组欲制取CaCO3，步骤如下图：
Ⅰ.步骤①的化学方程式：_______；
Ⅱ.需要加_______药品，理论上可以不断生成CaCO3，原因是：_______；
【变式1-1】（2023秋·九年级课时练习）实验室制备并收集二氧化碳。
(1)选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应)，产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：
①图中丙对应实验 (选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是 。
③不用甲对应的药品，理由是 。
(2)搭建装置。组装简易启普发生器，并在装置中连接上压强传感器如图一，测得的实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。
下列说法正确的是 (填字母)。
A．ab段试管中液面逐渐上升
B．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触
C．c点的对应操作是打开弹簧夹
(3)收集二氧化碳。用如图装置收集时，二氧化碳气体从 (选填“x”或“y”)端通入。
(4)有同学搭建了下图装置，要使该装置也具有启普发生器的功能，需将块状石灰石放置在 (选填“A”或“B”)处。
【变式1-2】21．（2023春·上海浦东新·九年级上海市民办新竹园中学校考阶段练习）下图是实验室制备气体的常用装置。
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，可选择的发生装置是（填写编号） ，反应的化学方程式是 ，二氧化锰的作用是 。
(2)实验室用装置C制取二氧化碳，其适用条件是 ，以下装置具有与C装置相同工作原理的是 （填写编号）。
基础巩固
1．（2022秋·上海杨浦·九年级上海同济大学附属存志学校统考期中）制取二氧化碳的部分操作中，正确的是
A．检查气密性B．发生装置
C．收集装置D．检验性质
2根据如图所示实验，不能得到的结论是
A．CO2密度比空气大
B．CO2不能燃烧
C．蜡烛燃烧生成CO2和H2O
D．CO2不支持燃烧
3.（2023秋·九年级课时练习）甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析正确的是
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
4.（2023·上海·九年级专题练习）下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是
A．观察颜色B．闻气味
C．将燃着的木条伸入集气瓶中D．倒入适量澄清石灰水
5．（2023·上海杨浦·统考一模）（不定向）能正确表示对应变化关系的是
A．镁带在空气中燃烧时的质量关系
B．t℃时，CO2和O2的溶解度与压强的关系
C．氧气是否充足对碳燃烧放出热量的影响
D．等质量的碳酸钙固体分别与足量稀盐酸、稀硫酸反应生成CO2的质量关系
6．（2023秋·九年级课时练习）某小组同学对双氧水进行如下探究：

(1)图1中仪器①的名称： ，该装置中发生的化学方程式为 。图1装置中的圆底烧瓶也可以用 替代(填仪器名称)，该装置也可制取 气体(只填一种即可)。
(2)若将MnO2与水泥按一定比例加水混合、凝固，制作成小块状固体。加入图2装置中制氧气。其中块状固体应放置在 处(填“A”或“B”)，你的理由是 。
(3)利用图2装置反应一段时间后。需停止反应，其操作是 。
7．（2023·上海长宁·统考一模）实验室用下图装置制取气体。
(1)搭建A装置时，应先放置 （填写仪器a的名称），再调整试管的高度；
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，应选用的发生装置是 （选填字母编号）请书写反应的化学方程式 ，属于 （选填“化合”或“分解”）反应；
(3)实验室选用B装置制取二氧化碳，应先在b处加入 （选填“粉末”或“块”）状大理石，可选用的收集装置是 （选填字母编号），待收集满一瓶二氧化碳后，关闭弹簧夹，可观察到B装置内的现象是 ；
(4)下图是检查装置A的气密性的过程，在F处观察到的现象是 （选填“甲~乙”）；
(5)用排水法收集氧气，待收集满后对集气瓶的操作顺序是 （选用字母“a~d”排序）。
a. 取出集气瓶 b. 盖上毛玻璃片 c. 将集气瓶正放在桌上 d. 将集气瓶倒放在桌上
8.（2023·上海徐汇·统考一模）大量排放二氧化碳会导致温室效应，用下列试剂和仪器进行模拟研究。
试剂：大理石、浓盐酸
仪器：
(1)写出实验室制备二氧化碳的化学方程式 。
(2)用装置甲制备二氧化碳。
①写出仪器的名称：a ，b 。
②对装置甲检验气密性时，先用弹簧夹夹紧橡胶管，再向仪器a中加入适量水，观察到 现象，说明气密性良好。
③将提供的试剂加入甲装置，发现生成气体太快，请写出一条改进方法 。
(3)在装置乙和丙之间选择装置乙收集二氧化碳的依据是 。请简述如何判断二氧化碳已经收集满 。
(4)集满一瓶二氧化碳后，用弹簧夹夹紧橡胶管，能否使甲装置中的反应停止? 理由是 。
(5)将集满二氧化碳的集气瓶连入如下图所示的装置中，置于阳光下。
①U型导管中不使用水的理由是 。
②一段时间后，若c处液面高度 （选填“高于”、“低于”或“等于”）d处液面高度，则证明二氧化碳能导致温室效应。
③使用绿色能源能减少二氧化碳的排放，请例举一种绿色能源 。
9.．（2023秋·九年级课时练习）下图是实验室制取气体的部分装置，请回答下列问题。
(1)用氯酸钾和二氧化锰共热制备氧气的化学方程式是 ，该反应的基本类型是 ，二氧化锰的作用是 。若要制取0.06ml氧气，至少需要 g氯酸钾参加反应。
(2)用双氧水和二氧化锰制备氧气，为使反应平稳进行，应选用的发生装置是 （填编号）；为了收集纯净的氧气，应选用的收集装置是 （填编号）。
(3)用块状大理石和稀盐酸制备二氧化碳，控制所加稀盐酸的量，反应时丙装置内液面位于 （填“a”、“b”或“c”）处为宜，用戊装置收集二氧化碳的验满方法是 。不用粉末状大理石制备二氧化碳的原因是 。
10（2023秋·上海杨浦·九年级校考期末）请根据实验室制取CO2的装置回答相关问题。
(1)写出下列仪器的名称：a ；b ； 实验室制取CO2的原料通常为 。
(2)B装置能起到 的效果。B中b的下端管口要伸到 ；当反应一段时间关闭活塞后，试管内气压 (填“大于”或“小于”)大气压。一会后再打开活塞可以看到 。
(3)老师用C装置制取、收集CO2时，只有碳酸钙粉末与稀硫酸，老师说也可以用C，是因为： 。制了一会儿二氧化碳后，将燃着的木条放在集气瓶口处，同时利用数据采集器和传感器测定和记录木条变化时对应的CO2体积分数，数据见下表。
①常将燃着的木条放在集气瓶口处检验CO2是否集满，这是利用了CO2具有 的性质；
②若空气均匀排出，当瓶内O2的体积分数为12%时，放在瓶口的木条 (填“不灭”、“火焰变小”或“熄灭”)。(不考虑空气中原有CO2以及实验产生的水蒸气对计算结果的影响。)
模考训练
1（2023·上海闵行·统考一模）实验室常用下列装置制取气体。
(1)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是 ；若用E装置收集的氧气不纯，可能原因是 （填序号）。
a．装置气密性不好 b．在加热前将导管放入集气瓶中
c．收集前集气瓶没有装满水 d．集气瓶中的水没有完全被排尽
(2)某实验小组同学用10％双氧水和二氧化锰制取氧气，欲使反应平稳进行，选用的发生装置是 （选填“A～D”）。
(3)装置D可用于制取二氧化碳，其适用条件是 ，优点是 ，以下装置具有与D装置相同工作原理的是 。
(4)实验室用大理石和稀盐酸制取0.2ml 二氧化碳气体，则参加反应的碳酸钙质量是 g。（根据化学方程式列式计算）
2.（2023·上海青浦·统考一模）下图是实验室制备气体的常用装置。

(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，可选择的发生装置是（填写编号） 反应的化学方程式是 ，二氧化锰的作用是 。若消耗0.2ml氯酸钾，可生成 ml氧气。
(2)实验室用大理石和稀盐酸为反应物制取二氧化碳，可选择C装置作为发生装置，选择该装置时对反应物状态的要求是 。若选用D装置收集二氧化碳，检验二氧化碳是否收集满的方法是 。
3．（2023·上海金山·统考二模 节选）如图是实验室中常见的一些装置，请根据所学知识回答下列问题：
(1)实验室用A装置制备氧气，反应的化学方程式是__________，若要收集较纯净的氧气，选择的收集装置是_________（填装置编号）。
(2)实验室用B装置制备二氧化碳气体，实验开始前，应从_____（填“a”或“b”）处装入大理石，收集完气体后，__________（填操作），反应随后停止。
(3)E装置的集气瓶中充满CO2，打开分液漏斗①，滴入少量NaOH浓溶液，气球明显胀大，写出反应的化学方程式________________；关闭分液漏斗①，打开分液漏斗②，气球恢复原状，则分液漏斗②中可能盛放的溶液是_______（填名称，忽略滴入液体体积）。
学习目标
重难点
1、掌握二氧化碳的实验室试剂的选择
2、启普发生器的原理
重点：启普发生器的变形装置
实验编号
药品
Ⅰ
块状大理石、10%H2SO4溶液
Ⅱ
块状大理石、7%HCl溶液
Ⅲ
大理石粉末、7%HCl溶液
CO2的体积分数/%
34.4
36.3
39.2
43.1
44.3
48.8
51.5
木条的燃烧状况
不灭
不灭
火焰变小
火焰变小
熄灭
熄灭
熄灭