人教版化学中考一轮复习系列 二氧化碳制取的探究学案

化学中考一轮复习精讲精练系列

二氧化碳制取的研究

考试说明

1、能用简单的方法和装置制取二氧化碳。

2、知道实验室制取二氧化碳的原理及性质的验证。

3、了解中学阶段实验室制取气体的思路和方法。

知识体系

知识点01  实验室制取气体的思路和方法

知识梳理

1、实验室制取气体的思路与方法

（1）实验室制取气体的一般思路：

①需要研究生成该气体的化学反应原理；

②需要研究制取这种气体所采用的发生装置；

③需要研究如何验证制得的气体就是所要制得的气体。

（2）气体发生装置：

①选择发生装置的原理：根据反应物的状态和反应条件。

②常用发生装置：

a.固体或固体混合物加热制取气体，如实验室加热高锰酸钾制氧气。

b.固体与液体反应不加热制取气体，如实验室制二氧化碳或氢气。

（3）气体收集方法：

①气体收集方法取决于所制的气体的密度和是否溶于水。

②常见的方法：

a.排水法，适用于难溶于水且不与水反应的气体。

b.排空气法，当气体密度大于空气的密度，即相对分子质量>29,用向上排空气法；当气体密度小于空气的密度，即相对分子质量<29，用_向下排空气法。

装置图如下

典例分类

【典例】常见的气体发生装置和收集装置如下图，实验室用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳气体，其中能选用的装置是（　　）

A．     B．      C．    D．

【答案】A

【解答】A、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，可用图中装置制取，故选项正确。B、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取，属于固液常温型，不能用图中装置制取，故选项错误。C、二氧化碳密度比空气大，不能用向下排空气法收集，故选项错误。D、二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故选项错误。故选：A。

【点拨】要熟记二氧化碳的实验室制取原理和二氧化碳的溶解性、密度等；还要熟悉常见仪器的用途、基本的实验操作及注意事项等等．然后，根据二氧化碳的实验室制取原理来组装、选配或者选择二氧化碳的发生装置（用固体及固体混合物加热反应的原理时，选用固体加热型的装置；用固体与液体常温下反应的原理时，选用固液常温型的装置）；根据二氧化碳能溶于水，不可选用排水法收集的装置；根据二氧化碳的密度比空气的大，且不与空气的成分反应的性质，可选用向上排空气法收集的装置．

【考试方向】该考点的命题方向主要是通过创设实验、问题情景，让学生来探究二氧化碳的制取装置及其注意事项等．命题的方式可能是组装装置，也可能是选配或者选择装置，还可能是评价装置等等．题型主要有选择题、填空题、实验探究题，不过以实验探究题为主．中考的重点是根据题意和给出的实验装置图，让学生来选配或者选择装置，以及评价装置或者推断二氧化碳的制取原理和性质等等．

【变式训练】

1．老师让同学们自己动脑、动手设计能随时控制反应发生或停止的制取二氧化碳的发生装置。如图所示是小明、小红、张强三位同学设计的装置，其中你认为符合要求的是（　　）

A．①②③ B．② C．① D．①③

2．如图是实验室常见的一些装置，关于装置的选择和使用错误的是（　　）

A．甲装置既可以作为制取氧气的发生装置，也可以作为制取二氧化碳的发生装置 

B．乙装置可作为利用干燥的高锰酸钾制取氧气的发生装置 

C．丙装置测量氧气体积时，瓶内装满水，气体从c端进入，另一端与量筒相连 

D．若盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a依然无法收集到一瓶CO2

3．如图为实验室制取CO2四套装置，其中可能收集不到CO2的是（　　）

A． B． 

C． D．

知识点02 实验室制取二氧化碳的原理

知识梳理

实验室制取二氧化碳的方法

1、药品：石灰石（或大理石）与稀盐酸

①不能用H2SO4 与CaCO3反应的原因：生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3表面，阻止反应的进行。

②不能用浓盐酸与CaCO3反应的原因：浓盐酸易挥发成HCl气体混入生成的CO2中。

③不能用HCl与Na2CO3反应的原因：Na2CO3易溶于水，与盐酸反应速率快，不利收集。

2、原理：用石灰石（或大理石）和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ 

3、装置图：

装置的注意事项：

（1）若用长颈漏斗来注入盐酸，则长颈漏斗的下端必须伸入液面以下（防止空气混入瓶内，及生成的CO2从漏斗溢出）。

（2）若用试管来装药品，固定试管时，试管口竖直向上，试管底部与铁架台面接触。

4、气体收集方法：向上排空气法

5、检验方法：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、二氧化碳的工业制法：  煅烧石灰石： CaCO3 CaO+CO2↑

典例分类

【典例】实验室制取二氧化碳的实验操作正确的是（　　）

A．搭好装置后，检查装置气密性     B．先加入大理石，再加入稀硫酸 

C．用向下排空气法收集二氧化碳     D．用带火星的木条放在瓶口验满

【答案】A

【解答】解：A、搭好装置后，检查装置气密性正确；故选项正确；B、先加入大理石，再加入稀盐酸，稀硫酸错误；故选项错误；C、用向下排空气法收集二氧化碳错误，因为二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；故选项错误；D、用带火星的木条放在瓶口验满错误，因为二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故选项错误；故选：A。

【点拨】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，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．

【考试方向】该考点的命题方向主要是通过创设实验、问题情景，让学生来探究制取二氧化碳的步骤及其注意事项等．命题的方式可能是选择或填写制取二氧化碳的实验步骤，可能是将制取二氧化碳的实验步骤打乱顺序后让学生重排，也可能是给出制取二氧化碳的实验装置的示意图让学生来评价之，还可能是根据制取二氧化碳的实验装置的示意图来推断制取二氧化碳的反应原理或提出改进方案，或者是根据实验过程中的意外情况来反推二氧化碳的性质、实验步骤和注意点中的错误，以及改进方案等．题型主要有选择题、填空题、实验探究题．中考的重点是根据题意或给出的实验示意图，让学生来选择或填写制取二氧化碳的实验步骤，画出、分析、评价制取二氧化碳的实验装置的示意图（或部分装置的示意图），以及据此推断制取二氧化碳的反应原理或提出改进方案，或者是根据实验过程中的意外情况来反推二氧化碳的性质、实验步骤和注意点中的错误，以及改进方案等．

【方法技巧】

1．用排水法收集氧气时，要先将集气瓶装满水，倒立于水槽中，瓶底不能有气泡；当气泡连续、均匀冒出时，再把导管口放在瓶口内开始收集；导管口一开始冒气泡时，不宜立即收集，因为此时的氧气中混有空气．当瓶内收集满氧气（瓶内的水全部排净）时，要在水下用毛玻璃片盖好后取出；将集气瓶正放在桌面上备用即可．

2．用向上排空气法收集氧气时，一定要将导管伸到集气瓶的底部，并且收集的时间要稍微延长一点（以防瓶内的空气排不干净），还要注意用毛玻璃片盖住一半瓶口（以防密度更大的气体进入瓶内）；否则，会使收集的氧气的纯度不高．不过，这样收集的氧气的纯度确实不如用排水法收集的高，但是比较干燥．

【变式训练】

1．实验室用双氧水制氧气和大理石与盐酸反应制二氧化碳相比较，不正确的是（　）

A．反应都不需要加热     B．反应原理都是分解反应 

C．所用药品的状态相同      D．都能用排空气法收集气体

2．用如图所示实验装置可以制取多种气体

（1）写出仪器a、b的名称：a是    　，b是　         　。

（2）向气体发生装置内加入药品前，应该先进行的操作是　           　。

（3）实验室制取二氧化碳时，发生装置应选用　   　（填序号，下同），写出发生反应的化学方程式                 　。

（4）收集二氧化碳可以选择的装置为　      （填一种），依据是　            　。

（5）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气极易溶于水。制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2X+2NH3↑，X的化学式为　    　。制取并收集氨气应该从图中选择的发生装置是　  　，收集装置是　  　。

参考答案

知识点1

1、选A；①大理石在多孔塑料片上，要产生气体时，打开止水夹，长颈漏斗内的稀盐酸就会下降浸没大理石产生气体，不用时关闭止水夹，压强增大部分盐酸又被压到长颈漏斗内，使二者分离，控制了反应的进行，符合要求；②通过打开和关闭止水夹，能随时控制反应的发生和停止，符合要求；③通过粗铜丝的上下移动，也能随时控制反应的发生和停止。符合要求。故选：A。

2、选D；A．实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳、用过氧化氢分解制取氧气，都不需要加热，属于固、液常温型，都可用装置A作发生装置，故A正确；B．因为高锰酸钾是干燥的，在试管口不会产生冷凝水，故B正确；C．因为氧气不易溶于水，可用排水法收集，排出水的体积就是生成的氧气的体积，故C正确；D．因为二氧化碳是能溶于，1体积的水约只能溶解 1体积的二氧化碳，当盐酸和石灰石足量，选择甲、丙两种装置，导管c接导管a能收集到一瓶CO2，故D错误。故选：D。

3、选C；在实验室中，常用块状固体大理石或石灰石与液态的稀盐酸在常温下反应来制取二氧化碳气体，且二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法来收集。A．该装置可用于二氧化碳的制取与收集；B．该装置中的小试管里加注稀盐酸将漏斗下端浸没起来，也可用于二氧化碳的制取与收集；C．该装置则，长颈漏斗伸入锥形瓶过短，导气管伸入过长，这样会造成二氧化碳从长颈漏斗逸出而收集不到；D．该装置的烧瓶内加入石灰石或大理石，注射器内加入稀盐酸，可用于二氧化碳的制取与收集；故选：C。

知识点2

1、选B；A、实验室用双氧水制氧气和大理石与盐酸反应制二氧化碳，均属于固液常温型，反应都不需要加热，故选项说法正确。B、双氧水在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，属于分解反应；大理石与盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，不属于分解反应，故选项说法错误。C、实验室用双氧水制氧气和大理石与盐酸反应制二氧化碳，均属于固液常温型，所用药品的状态相同，故选项说法正确。D、氧气、二氧化碳密度均比空气大，都能用排空气法收集气体，故选项说法正确。故选：B。

【解答】解：（1）仪器a是铁架台，b是水槽；故填：铁架台；水槽；（2）据实验步骤及注意事项，向气体发生装置内加入药品前，应该先进行的操作是检验装置的气密性；故填：检验装置的气密性；（3）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，该反应属于固液常温型，选择装置B来制取；故填：B；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；（4）二氧化碳密度比空气大，所以收集装置选择向上排空气法；故填：D；二氧化碳密度比空气大；（5）反应的方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2X，据化学反应前后原子的种类、数目不变，反应前有氮原子2个，氢原子8个，氯原子2个，钙原子1个，氧原子2个，反应后有氮原子2个，钙原子1个，氯原子2个，氢原子6个，故2X中含有4个氢原子和2个氧原子，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，故X的化学式为H2O．故填：H2O；

实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气，属于固、固加热型，适合用装置A作发生装置；常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气极易溶于水，适合用装置E作收集装置。故填：A；E。