6-2 二氧化碳制取的研究 分层作业 初中化学人教版九年级上册（2023~2024学年）

第六单元碳单质的物理性质及用途课题2二氧化碳制取的研究基础达标【知识点1实验室制取二氧化碳的反应原理】1.实验室欲制取二氧化碳，你认为最合适的方法是()A.木炭在氧气中燃烧 B.高温煅烧石灰石C.石灰石和稀硫酸反应 D.大理石和稀盐酸反应【答案】D【解析】A(×)：木炭在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳，在不充足的氧气中燃烧生成一氧化碳，制得的二氧化碳气体不纯。B(×)：煅烧石灰石需要在高温下进行，在实验室不方便操作。C(×)：石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻止反应继续进行。D(√)：大理石和稀盐酸的反应在常温下进行且反应速率适中，适合用于实验室制取二氧化碳。2.实验室中制取二氧化碳时：（1）不能用浓盐酸代替稀盐酸的原因是____________________________________________。_____________。【答案】浓盐酸具有挥发性，会导致收集的二氧化碳中混有氯化氢气体（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸的原因是_________________________________________________________________________________________。【答案】稀硫酸与大理石（或石灰石）中的碳酸钙反应，生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石（或石灰石）表面，阻止反应继续进行。（3）不能用碳酸钠代替石灰石的原因是___________________________________。【答案】反应速率太快，不利于收集二氧化碳【知识点2实验室制取、检验二氧化碳】3.实验室制取二氧化碳有以下步骤：①向锥形瓶内加入大理石;②检查装置气密性;③向长颈漏斗中加入稀盐酸;④按要求连接好仪器和装置;⑤用向上排空气法收集。正确的顺序是()A.③②①④⑤ B.④③②①⑤ C.①③②④⑤ D.④②①③⑤【答案】D【解析】制取气体首先要做的就是连接仪器和装置，检查装置的气密性。装药品时遵循先装固体药品，再装液体药品的原则。二氧化碳用向上排空气法收集。故选D。4.实验室制取二氧化碳的部分操作如图所示,其中错误的是()A.检查气密性B.发生装置C.收集气体D.验满【答案】B【解析】发生装置中，长颈漏斗末端没有伸入液面以下，且导管伸入液面以下，产生的气体会从长颈漏斗口逸出，无法收集气体。【知识点3碳单质的还原性】用如图所示装置在实验室制取二氧化碳，据图回答下列问题：（1）写出图中标号仪器的名称：A__________，B________。【答案】长颈漏斗；集气瓶（2）检查装置气密性的操作和现象是：先用弹簧夹夹住胶皮管，再向A中加入水至形成一段水柱，静置，若观察到__________________________，则说明装置气密性良好。【答案】一段时间内水柱液面不下降（3）实验过程中，加注的稀盐酸必须浸没长颈漏斗末端，其理由是_________________________________________。【答案】防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗口逸出（4）用向上排空气法收集二氧化碳的原因是________________________。【答案】二氧化碳的密度比空气大（5）若要验证制取的气体确实是二氧化碳，可将气体通入____________中，观察到__________________的现象，说明气体为二氧化碳。【答案】澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊【解析】A(√)：在此反应中，碳夺取了二氧化碳中的氧，体现了碳单质的还原性。B(×)：C、CO2、CO中碳元素的化合价分别是0、+4、+2。C(√)：此反应中有CO2、CO两种氧化物。D(√)：该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应。【知识点3实验室制取气体的一般思路和方法】6.实验室制取气体选反应原理时，不需要考虑的因素是()A.所用反应物是否易得、廉价 B.反应所需条件是否容易达到C.化学反应的速率是否合适 D.反应产生的气体用途是否广泛【答案】D7.实验室选择制取并收集气体的装置时，不需要考虑的因素是()A.反应条件和反应物状态 B.气体的密度C.气体的颜色 D.气体的溶解性【答案】C8.将实验室制取二氧化碳和制取氧气进行比较，下列说法不正确的是()A.气体发生装置可能相同 B.气体收集方法可能不同C.反应条件一定相同 D.验满的方法一定不同【答案】C【解析】A(√)，C(×)：实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气，也可用二氧化锰和过氧化氢溶液制取氧气，实验室常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳，气体发生装置可能相同，反应条件不一定相同。B(√)：氧气不易溶于水，可用排水法收集，二氧化碳能溶于水且与水反应，不可用排水法收集。D(√)：氧气验满用带火星的木条；二氧化碳验满用燃着的木条，验满方法不相同。9.化学是一门以实验为基础的科学。根据下列装置图回答：实验室用高锰酸钾制备并收集氧气，应选用的装置为_____________（填字母）。【答案】AC（或AD）（2）实验室用大理石和稀盐酸制备并收集二氧化碳，应选用的装置为______（填字母），反应的化学方程式为______________________________________。【答案】CaCO3+2HCl=

CaCl2+H2O+CO2↑（3）证明碳具有还原性的实验现象是__________________，___________________。（填一种即可）。【答案】A；C（或E）能力提升1.如图为某同学设计的制取CO2的发生装置，没有“控制反应发生和停止”作用的是()ABCD【答案】B【解析】能使固体反应物与液体反应物接触和分离，则能控制反应的发生和停止。A(√)：夹紧弹簧夹时，随着反应的进行，生成气体的体积增大，试管内压强增大，试管内的稀盐酸被压入长颈漏斗中，稀盐酸和多孔塑料板上的石灰石分开，反应停止；打开弹簧夹，试管内气体排出，压强减小，稀盐酸进入试管中，石灰石与稀盐酸接触，反应又继续。B(×)：从长颈漏斗中加入稀盐酸至溢出小试管，反应发生，反应后夹紧弹簧夹，紧弹簧夹时，干燥管中的气体增多，压强增大，把液体压入烧杯，固体和液体分离，反应停止；打开弹簧夹时，气体排出，干燥管中的气体减少，压强减小，液体和固体接触，反应进行。固液不能分离，不能控制反应停止。C(√)：捏软塑料管，液体和固体接触，反应进行；松开软塑料管，固体和液体分离，反应停止。D(√)：夹2..取等质量的两份碳酸钙，一份与足量的稀盐酸反应，另一份高温煅烧，至完全分解，两份产生的CO_2气体的质量()A.前者大 B.前者小 C.相等 D.无法判断【答案】C【解析】高温煅烧碳酸钙，反应的化学方程式为CaCO3高温=

CaO+CO2↑；碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=

CaCl2+H2O+CO2↑。由反应的化学方程式可知，两个反应中，CaCO3与CO2的质量比相等，碳酸钙质量相等，则完全反应后产生的CO23.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，是初中学生的化学实验技能应达到的要求。（1）某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下：【答案】KMnO4；CaCO3+2HCCaCl2+CO2↑+H2O；B；C（2）制得所需气体后，请你设计实验方案，验证制得的气体（写出一种即可）。温馨提示：从①实验操作②实验现象③实验结论3个方面进行简述。【答案】制取的气体是CO2，①实验操作：将气体通入澄清石灰水中；②实验现象：澄清石灰水变浑浊；③实验结论：制得的气体是CO2。（或制取的气体是O2，①实验操作：将带火星的木条伸入集气瓶中；②实验现象：带火星的木条复燃；③实验结论：制得的气体是O2。）（3）制取气体的过程包括：a.选择制取装置；b.验证所得气体；c.明确反应原理。据此，该小组总结出实验室制取气体的一般思路为___（填序号）。A.a→b→c B.b→a→c C.c→a→b【答案】C4.在实验室里，利用下图实验装置制取有关气体。（1）图中仪器a的名称是______。【答案】试管（2）实验室用A装置制备氧气，应选择的药品是____。（填序号）①氯酸钾和二氧化锰②过氧化氢溶液和二氧化锰【答案】①（3）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，B、C、D装置均可用作制取二氧化碳的发生装置，D装置与B、C装置相比，其突出优点是__________________________。若选择H装置采用排空气法收集二氧化碳，验满的方法是_______________________________________________________________。【答案】可以控制反应的发生和停止；将燃着的小木条放在c端导管口，若木条熄灭，则说明气体已收集满【解析】结合D装置分析，打开弹簧夹，大理石和稀盐酸接触生成二氧化碳，夹紧弹簧夹，U形管右侧液面上方二氧化碳增多，装置内气压增大，U形管内右侧液面下降，固液药品分离，反应停止。该装置的优点是可控制反应的发生和停止。（4）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，若要获得平稳的氢气流，应选择的发生装置是___（填字母）。E、G装置均可用来收集氢气，据此写出氢气的一点物理性质：____________________________。【答案】C；难溶于水（或密度比空气小）【解析】要获得平稳氢气流，需控制稀硫酸的滴加速度，应选择带有分液漏斗的C装置作为发生装置。氢气可用排水法收集是因为氢气难溶于水；氢气可用向下排空气法收集，是因为氢气的密度比空气小。如图是实验室常见的实验仪器,请结合图示回答下列问题（1）实验室制取并收集二氧化碳，可选取_______（填字母）组装一套实验装置。【答案】ACDF（2）在制取过程中，小雨同学用燃着的小木条检验二氧化碳是否收集满，发现小木条始终没有熄灭，说明该瓶气体没有收集满。出现上述情况的原因可能是__________、________________________________________________________________（写出其中2条）。【答案】装置漏气；药品（稀盐酸或石灰石）量不足（或长颈漏斗末端未伸入液面以下等）【解析】采用向上排空气法收集二氧化碳时，发生装置漏气、药品用量太少、长颈漏斗末端没有伸入液面以下等均会造成气体收集不满。（3）用图2装置测定二氧化碳的体积时，应在导管口___（填“m”或“n”）处连接一个量筒，并在集气瓶内的水面上方加一层植物油，其作用是____________________________，集气瓶中液体未装满对实验结果______（填“有”或“没有”）影响。【答案】m【解析】防止二氧化碳溶于水（或与水反应）；没有（4）为探究不同形状的碳酸钙和稀盐酸反应的速率,某同学改进了实验装置。该同学倾斜锥形瓶,使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应,利用传感器技术测得瓶内气压随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是_____（填字母）A.对比分析a、b点可知,曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸的反应B.对比分析c、d点可知,达到相同气压时,碳酸钙粉末与稀盐酸反应所需的时间更短C.反应后期,反应速率逐渐减慢的主要原因是盐酸的浓度降低D.碳酸钙粉末与稀盐酸反应产生的二氧化碳更多【答案】BC【解析】A(×)：对比