考点21  二氧化碳的制法

命题趋势

中考对二氧化碳制取的考查多为综合性试题，结合氧气的制取一起考查，会给出具体的气体制备原理，结合具体的条件选择发生装置和收集装置，只要熟记装置选择的考虑因素，解题不是什么问题。气体制取和收集装置的选择应根据制取气体从原理上是否科学，严谨、合理，装置上和操作中是否安全、简便、现象是否明显，药品是否经济、易得、环保节能等方面进行分析。

考查重点

1.实验室制取气体的思路和方法。

2.实验室制取二氧化碳的原理、装置、收集、验满。

2.二氧化碳的检验

重点考向

考向一、制取气体的思路和方法

通过对实验室制取氧气和二氧化碳的研究，我们能得到实验室制取气体的一般思路和方法：

（一）、确定制取气体的化学反应原理，即在实验室条件下选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体；

（二）、确定制取气体时应采用的实验装置，包括气体发生装置和收集装置；

1.发生装置

A、选择依据：药品状态、反应条件

B、类型

（1）基本类型

（2）固（液）——液不加热型发生装置的评价

（3）其他可控类型

2.收集装置

A、选择依据：

（1）气体的密度

（2）气体的溶解性

（3）其它因素：是否与空气成分反应、是否与水反应

B、类型

（1）基本类型

（2）变式类型

（三）、确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。

根据气体的化学性质，选择合适的检验方法，力争做到现象明显、唯一。

易错警示

1. 排水法的变形装置

一定从a口进气，b口排水。

2. 排空气法的变形装置

向上排空气法：a进b出

向下排空气法：b进a出

知识拓展

常见液体和固体(或液体和液体)反应不需加热型(装置如图A及变形装置图B)

使用这类装置应注意：若使用长颈漏斗，长颈漏斗导管下端应形成液封。

方法技巧

解答这类题目首先要熟记实验室制取二氧化碳的反应原理、实验步骤、装置示意图及其中仪器（如上图中的标号a、b等）的名称、注意事项等等。然后根据所给的实验、问题情景信息，或者是图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细心地探究后，按照题目要求进行选择、填写或评价实验室制取二氧化碳的实验步骤，或者画出、选配、评价装置示意图（或部分装置的示意图）等等。

另外，有时根据实验室制取二氧化碳的装置示意图或实验步骤来推断制取的反应原理、回答常见仪器的名称和有关操作的理论依据（即有关操作的原因），或者改良某一装置示意图等；有时还会根据实验室制取二氧化碳的过程中发生的意外情况来推断二氧化碳的有关性质、操作注意事项及改进方案等。

跟踪训练

1. 甲乙是两套气体制取的发生装置，对两套装置分析正确的是（　　）

A．都可以用双氧水和粉末状二氧化锰制取氧气

B．都可以用块状大理石和稀盐酸来制取二氧化碳

C．甲乙装置通过长颈漏斗都能及时添加液体试剂

D．甲装置N处需要添加止水夹

2．导管位置正确的实验装置是（    ）

3. 实验室制取某些气体的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)

A. 装置①和⑤组合可以用来制取氧气   B. 装置③收集的氧气比装置⑤要纯净得多

C. 装置②和④组合可以用来制取二氧化碳 D. 装置②可以较好地控制反应速率

4.(2021山东潍坊中考)如图A～H是实验室制取某些常见气体的装置示意图。请完成下列相关问题。

(1)写出图中仪器②的名称________。

(2)实验室要制取一瓶干燥的氧气所选择的装置是________(填序号)。

(3)实验室制备CO2的化学方程式为________________________，若用装置H收集CO2气体，产生的气体应从________(填“a”或“b”)端通入。

(4)用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，选取装置C或D相对于装置B在操作方面的优势为________________________；若选择装置D用双氧水和二氧化锰制备氧气，能否体现该优点________________________________(填“能”或“否”)。

(5)用排水法与排空气法收集CO2及相关性质的比较(分别用体积相同的2个集气瓶收集)。

已知：向收集满CO2的集气瓶内倒人等体积适量澄清石灰水，并振荡。二氧化碳纯度越高，澄清石灰水先变浑浊后变澄清的时间越短。

由上述实验可得结论：①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集；

②与排空气法相比，排水法的优点是________________________________ 。

5．（2021辽宁沈阳模拟）二氧化碳能溶于水，并能与水反应生成碳酸，所以很多资料上都认为二氧化碳一般不用排水法收集。那二氧化碳气体究竟能否用排水法收集呢？某化学兴趣小组利用如图1所示的两套装置进行了深入的探究。

请写出石灰石与稀盐酸反应的化学方程式：____________________________。

（定性实验）实验后，装置 Ⅱ 水槽中的液体应该呈酸性，向此液体中滴加紫色石蕊试液溶液颜色会变为_______。但是取几次实验后的液体样品，滴加紫色石蕊试液，均无明显变色现象。对此你认为可能的原因是____________________________。

（定量实验）采用数字化实验测定排水法和向上排空气法收集的二氧化碳纯净度的差异。因实验设备有限，本实验通过氧气传感器测出收集气体中残留的氧气(来自于空气)，推算出空气的含量，再求出CO2的含量。请填写下列表格中相应的空白(精确到1%即可)：

通过实验可知，若对CO2纯度要求较高，应该使用排水法收集二氧化碳。

（实验反思）利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气，原因是___________________________。

（交流讨论）证明排水法比排空气法所收集的二氧化碳气体纯度更高，还有什么方法？_____________________________。

（拓展应用）利用传感器对二氧化碳性质再探究。

步骤 1：如图2所示装置的气密性良好，三瓶250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有等体积的液体(分别是水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)。连接好装置和压强传感器。

步骤2：三位同学同时迅速将注射器内等体积的液体(水、饱和石灰水、氢氧化钠浓溶液)注入各自烧瓶中，关闭活塞。

步骤3：一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器定量实时地传回烧瓶内气压变化形成的图象情况如图3所示。

（查阅资料）氢氧化钙微溶于水，氢氧化钠易溶于水，两种物质均可与CO2发生反应。

①导致曲线AB段气压增大的主要原因是：____________________________。

②图中曲线1中_______段气压的变化是由于充分振荡烧瓶导致的。

③利用现有的装置，在不使用其他试剂的情况下，请你写出除振荡烧瓶外继续降低E点的操作方法_________________________。

④曲线2与曲线3差异较大的原因是_____________________。写出曲线1所反应的化学方程式____________________________。

真题再现

1．小棣尝试利用如图所示装置制取和收集一瓶O2或CO2。你认为正确的操作应该是（　　）

A．选择CD装置制取和收集一瓶O2，连接df 

B．选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接af 

C．选择BC装置制取和收集一瓶CO2，连接db 

D．选择AB装置制取和收集一瓶CO2，连接ac

2．用过氧化氢和二氧化锰制取氧气与用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，关于这两个实验的说法错误的是（　　）

A．都是固体和液体反应     B．反应都不需要加热 

C．都可以用向上排空气法收集    D．都可以用排水法收集

3．利用如图所示装置，用足量的盐酸与石灰石反应制取和收集一瓶CO2，已知CO2不与NaHCO3反应，则下列描述正确的是（　　）

A．不可能收集到一瓶CO2，因为CO2可溶于水 

B．选择A、C两种装置，导管a接导管d可收集到一瓶CO2 

C．选择B、C两种装置，导管b接导管c可收集到一瓶CO2 

D．选择B、C两种装置，导管b接导管d可收集到一瓶CO2

4．如图是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，有关说法错误的是（　　）

A．实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入 

B．实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置② 

C．实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管c进入 

D．实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放

5．（2019•惠州一模）下列CO2的制备装置中，不能起到“随开随制，随关随停”效果的是（　　）

A． B． 

C． D．

6．我们学习过常见气体的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。

（1）实验室制取气体时，确定发生装置需要考虑的两种因素有_______(填序号)。

A．反应物的状态       B．气体的密度

C．反应的条件         D．气体的溶解性

（2）某实验室的仪器柜里有如下仪器：

仪器①的名称是________，实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳时,，不可能选择的仪器是______(填序号)。

（3）老师提出用碳酸钠粉末与稀盐酸制取二氧化碳，其反应的化学方程式为____________________________________。为了完成该实验，有四位同学组装了以下发生装置，你认为最合适的一套装置是_______(填序号)，该装置的最大优点是_____________________。该装置还可以用于实验室制取________________。

（4）若用50克稀盐酸与10克大理石(含杂质)恰好完全反应生成2.2克二氧化碳，求稀盐酸的质量分数__________。

考向二、二氧化碳的实验室制法

易错警示

制取二氧化碳的时注意事项

（1）在实验前要检验装置的气密性 

（2）先放石灰石，后加稀盐酸

（3）长颈漏斗应伸入液面以下（防止气体逸出）  

（4）导气管不能伸入太长（不利于气体排出）

（5）应用向上排空气法收集    

（6）在集气瓶口盖玻璃片

（7）集气瓶中导管应伸到集气瓶底

（8）不能用浓盐酸代替稀盐酸

防止浓盐酸挥发出的HCl气体影响CO2的纯度，甚至影响CO2气体性质的探究。

除去CO2中的HCl的方法：先通过饱和的NaHCO3溶液，再通过浓硫酸。

（9）不能用稀硫酸代替稀盐酸

防止微溶的CaSO4,覆盖在石灰石的表面，阻止反应的继续发生。

（10）不能用碳酸钠粉末或大理石粉末代替块状大理石

防止反应速度太快，不利于气体收集。

知识拓展

气体的检验与验满

方法技巧

解答这类题目首先要熟记实验室制取二氧化碳的反应原理、实验步骤、装置示意图及其中仪器（如上图中的标号a、b等）的名称、注意事项等等。然后根据所给的实验、问题情景信息，或者是图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细心地探究后，按照题目要求进行选择、填写或评价实验室制取二氧化碳的实验步骤，或者画出、选配、评价装置示意图（或部分装置的示意图）等等。

另外，有时根据实验室制取二氧化碳的装置示意图或实验步骤来推断制取的反应原理、回答常见仪器的名称和有关操作的理论依据（即有关操作的原因），或者改良某一装置示意图等；有时还会根据实验室制取二氧化碳的过程中发生的意外情况来推断二氧化碳的有关性质、操作注意事项及改进方案等。

跟踪训练

1. 实验室制取二氧化碳，一般有以下几个步骤：①检查装置的气密性，②按要求装配好仪器，③向漏斗中注入稀盐酸，④向广口瓶中装入大理石，⑤用向上排空气法收集气体。正确的操作顺序是 （    ）

A. ②①④③⑤   B. ①②③④⑤   C. ②③④①⑤   D. ①④②③⑤

2. 下列四个装置都能制取二氧化碳，其中能随时控制反应的发生和停止的是（　　）

A ①②④            B. ①③④            C. ①②③            D. ②④

3．下列反应都能生成二氧化碳，但实验室制取二氧化碳不能用下列方法，有关原因叙述不正确的是(      )

A．碳在空气中燃烧，可能生成CO，使制得的气体不纯

B．不用浓盐酸是因为浓盐酸有挥发性，使制得的气体中混有HCl气体

C．碳酸钠和稀盐酸反应速率太慢，收集时间太长

D．不用稀硫酸是因为稀硫酸和碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙会覆盖在固体表面使反应停止

4.下图是模拟二氧化碳的实验室制法、性质的检验等的综合实验,描述错误的是（    ）

A.本实验过程涉及3个化学反应 B.1处变红

C.可以观察到石灰石表面有气泡产生 D.3处会产生白色浑浊

5．实验操作考试中，小红同学抽到“实验室制取二氧化碳”，以下是她的部分实验操作，其中有错误的一项是（   ）

A．装大理石 B．加稀盐酸

C．制取并收集CO2    D．检验是否收集满

6．对于如图实验现象分析正确的是（    ）

A．打开a，试管I中产生气泡，试管II中无现象

B．打开a，液体从试管II流向试管I

C．关闭a，无法使试管I中反应停止

D．先打开a，稍后关闭，试管II中产生白色沉淀又溶解了

7．用如图装置进行实验，将装置倾斜，使管①、②中药品接触，观察到气球鼓起，一段时间后又恢复原状。下列药品符合该实验现象的是（    ）

A．生石灰和水 B．锌粒和稀盐酸（混合会产生氢气）

C．二氧化锰和过氧化氢溶液 D．大理石和稀盐酸

真题再现

1.（2021北京市顺义初三化学二模）用下图所示进行二氧化碳的有关实验，其中不能达到实验目的的是（    ）

A. 干燥CO2          B. 验证CO2与水反应

C. 验证CO2与NaOH反应  D. 收集CO2

2．（2021江苏姜堰二模）下列制取、收集、验满、检验CO2的装置和原理能达到实验目的的是（    ）

A．制取B．收集C．验满 D．检验

3.（2021湖南中考）实验室常用以下装置来制取和收集气体。下列说法正确的是（    ）

A．实验室制取氧气时，可选用③或⑤作为收集装置

B．检验④中CO2是否收集满：将燃着的木条伸入集气瓶内，看木条是否熄灭

C．用①、⑤制取并收集气体完毕后，应先熄灭酒精灯，再将导管移出水面

D．用锌粒和稀硫酸制取氢气，可选用②作为发生装置

4．（2021贵州遵义）实验室制备CO2并探究其性质。

（1）制取CO2可选择的发生装置是______。（填字母序号）

（2）用C装置收集CO2，验满的方法是__________________________________。

（3）D装置中，m、n处分别放有湿润、干燥的蓝色石蕊试纸，证明CO2能与水反应的现象是___________________________；通过E装置产生的现象可证明CO2具有___________________________的性质。

（4）中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用的时间。“低碳生活，人人有责”，提出一条合理的低碳出行建议____________________。

5．（2021福建福州模拟）兴趣小组的同学利用下列仪器和装置制取气体并探究二氧化碳的化学性质。请回答：

（1）用装置A制取二氧化碳的实验中，要停止反应，需要进行的操作是______________，反应的化学方程式为______________；铜网不能换为铁丝网，原因是_____________________。

（2）进行装置B的实验未观察到澄清石灰水变浑浊，写出一条可能的原因____________________________。

（3）装置C的实验现象是____________________________。

（4）一般物质着火用二氧化碳灭火的原理是_____________________，装置D发生置换反应，反应的化学方程式为____________________________。

（5）装置E中滴入2滴NaOH溶液后观察到U形管左侧液面比右侧高，原因是______________。

6．（2021湖南中考）在实际生产中，常采用足量NaOH溶液来“捕捉”（吸收）CO2，部分流程图如下。

（1）大量CO2直接排放到空气中会导致______的加剧，破坏人类生存的环境。捕捉室内反应的化学方程式为___________________________。

（2）操作①的名称______，所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和______。

（3）往纯碱溶液中加入X溶液，得到NaOH溶液和CaCO3，X的化学式是______。

（4）整个流程中可以循环使用的物质是______。

（5）若要确认“捕捉”后的气体中CO2含量已经降得很低，先分别取一瓶“捕捉”前和一瓶“捕捉”后的气体，接下来的实验操作是______。

7.(2021山东潍坊中考)如图A～H是实验室制取某些常见气体的装置示意图。请完成下列相关问题。

(1)写出图中仪器②的名称________。

(2)实验室要制取一瓶干燥的氧气所选择的装置是________(填序号)。

(3)实验室制备CO2的化学方程式为________________________，若用装置H收集CO2气体，产生的气体应从________(填“a”或“b”)端通入。

(4)用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，选取装置C或D相对于装置B在操作方面的优势为________________________；若选择装置D用双氧水和二氧化锰制备氧气，能否体现该优点________________________________(填“能”或“否”)。

(5)用排水法与排空气法收集CO2及相关性质的比较(分别用体积相同的2个集气瓶收集)。

已知：向收集满CO2的集气瓶内倒人等体积适量澄清石灰水，并振荡。二氧化碳纯度越高，澄清石灰水先变浑浊后变澄清的时间越短。

由上述实验可得结论：①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集；

②与排空气法相比，排水法的优点是________________________________ 。