第06讲 二氧化碳与气体制取（原卷版）

第06讲二氧化碳与气体制取认识二氧化碳性质及反应掌握二氧化碳的制取方式理解气体制取和收集的操作方法一.自然界中的二氧化碳1.二氧化碳是由大量二氧化碳分子聚集而成，每个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成。2.二氧化碳的分子结构模型3.二氧化碳虽然无毒但是对人体有影响二.二氧化碳的性质探究1.物理性质：通常状况下，是无色无味气体，密度比空气大，能溶于水，可与水1:1溶解，压强越大溶解度越大，适当的降温也可以增加溶解度，加压降温可以让二氧化碳变成无色液体，甚至雪花状固体，干冰就是固体二氧化碳。2.化学性质：1.二氧化碳溶于水，反应形成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊变红CO2+H2O=====H2CO32.碳酸不稳定，很容易分解，分解时二氧化碳会溢出，剩余中性的水H2CO3=====CO2+H2O3.向澄清石灰水中通入二氧化碳时，会产生碳酸钙沉淀，用来检验二氧化碳。CO2+Ca(OH)2=====CaCO3↓+H2O三.二氧化碳的制取1.实验室制取二氧化碳常用大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳。CaCO3+2Hcl=====Cacl2+H20+CO2↑

2.注意：（1）不能用稀硫酸：因为稀硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在大理石的表面，使反应逐渐停止。（2）不能用浓盐酸：因为浓盐酸易挥发，挥发出氯化氢气体，使制得的二氧化碳气体不纯。（3）固体不能用碳酸钠代替大理石：因为碳酸钠与盐酸反应太剧烈，使生成的气体不易收集，同时，碳酸钠相对于大理石来说价格较高，不经济。2.制取与收集装置：二氧化碳溶于水一般不用排水法收集，如想得到较为纯净的二氧化碳可将产生的气体通入饱和碳酸氢钠溶液中。3.检验与验满检验方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，若澄清石灰水变浑浊，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。四.二氧化碳的应用1.固态二氧化碳升华可用于人工降雨和舞台烟雾效果2.二氧化碳可作为工业原料制取纯碱、尿素和汽水。3.由于二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，所以可以用来灭火。五.气体的制取与收集1.反应的发生装置：检查装置气密性：可采用手捂法，或预热，气压差等方式。组装实验仪器：从下往上，从左往右。2.气体的收集装置排水法：收集不溶于水的气体向上排空气法：收集密度大于空气的气体向下排空气法：收集密度小于空气的气体注意：排水法需要连续均匀出现气泡时使用，排空气法的导管都需要置于集气瓶底。六.制取氧气的方法1.实验室制氧气的方法：注意事项：前两种方法使用固固加热型装置，但是高锰酸钾制取氧气需要加棉花团防止粉末堵塞试管口，氯酸钾制氧气需要加入催化剂。2.制取的操作步骤：查、装、定、点、收、离、熄。2.催化剂：在发生化学反应过程中，起到改变化学反应速度的物质，在反应前后自身的质量和化学性质都不变的物质叫催化剂，工业上叫做触媒。催化剂在反应中起催化作用。3.工业制氧气的方法：分离液态空气法考点一：二氧化碳的性质【例1】二氧化碳能够用来灭火的原因是（）A．二氧化碳能溶于水，生成碳酸B．二氧化碳在高压低温下能变成“干冰”C．二氧化碳是密度比空气大的气体D．二氧化碳的密度比空气大，一般情况下，既不能燃烧，也不支持燃烧【例2】下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验，其中错误的是（）A．图甲中装置a是长颈漏斗B．图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满C．图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自上而下熄灭D．图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水会发现溶液变浑浊考点二：二氧化碳的制取【例1】利用数字化实验可以准确、直观地比较颗粒大小不同的碳酸钙与相同浓度的足量稀盐酸反应的速率。如图所示，倾斜锥形瓶时试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，采集到瓶内气压的变化情况。下列有关说法错误的是（）A．根据气压变化曲线可判断两个反应放热B．反应结束后，两装置中的质量相同C．曲线①表示乙装置内发生的反应D．对比曲线、两点，可判断两个装置内反应的快慢【例2】如图是实验室制取气体的常用装置。下列有关说法错误的是（）A．装置①可作为制取CO2的发生装置B．装置②制取O2时，可有效防止水的倒吸C．装置③用于收集CO2时，气体由a管进入集气瓶D．装置④用于收集O2时，气体由c管进入集气瓶考点三：氧气的制取【例1】注射器是一种常见的医疗器械，它在初中科学实验中的巧妙使用可使实验操作更简洁、现象更明显。以下对注射器在实验中的使用及实验分析正确的是（）A．甲中用于气密性检查，缓慢向外拉活塞，若长颈漏斗内有液面上升，则气密性良好B．乙中作反应容器，夹紧弹簧夹振荡，紫色石蕊变红，则与水反应有酸性物质生成C．丙中的可用于气体体积的测量，该装置可以精确测量出红磷燃烧后试管中剩余气体的体积D．丁中的注射器代替了分液漏斗，实验室用此装置制氧气时，锥形瓶内盛放的是氯酸钾【例2】溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生。实验室欲利用15%的溶液制取，则下列装置中，有关装置选择、药品选用、收集装置等，叙述最合理的是（

）A．甲装置速度可控又可以快速制取而且不含杂质B．乙装置中的水没有参与反应是多余的C．丙装置能获得较纯的D．乙丁组合具有制取反应速度可控性和收集到的氧气纯度高的优点1．实验室制取CO2的有关操作正确的是（

）A．检查气密性B．制取气体C．收集气体 D．验满2．如图所示的四个装置图及其使用方法的说明中，错误的一项是（）A．用排空气法收集CO2，则CO2从b管通入B．用排空气法收集O2，则O2从a管通入C．除去空气中的CO2，则空气从a管通入D．用排水法收集O2，则O2从b管通入3．实验基本操作是学习科学的灵魂，以下实验基本操作错误的是（）A．检查气密性B．实验室制氧气装置C．证明的密度比空气大D．检验是否集满4．下列有关实验室制取和收集氧气、二氧化碳的说法，正确的是（）A．用装置①制取氧气，相关反应的化学方程式为B．用装置②制取二氧化碳，可随时添加酸液，还可控制反应的速度C．用装置③收集氧气，导管口有气泡冒出就马上收集D．如用装置④收集二氧化碳，则气体应从a端通入5．如图是实验室常用的一个装置，下列说法错误的是（

）A．关闭、打开、塞子塞紧时，若Ｍ中的水不能流下则装置气密性好B．M中盛放双氧水，N中盛放二氧化锰，可以制取氧气C．M中盛放稀盐酸，N中盛放块状大理石，可以制取二氧化碳D．N中储满气体时，将水不断由M注入N中，即可将气体排出6．下列教材实验中不需要检查装置气密性的是（）A．B．C．D．7．秀秀利用下列装置对进行处理，其中不能达到实验目的的是（）A．干燥气体B．收集气体C．吸收气体 D．检验气体8．向空矿泉水瓶里倒入少量澄清的石灰水，盖紧瓶盖，迅速来回摇晃矿泉水瓶后观察到澄清石灰水变浑浊。下列说法错误的是（）A．该实验可以证明空气中含有CO2B．该实验中矿泉水瓶变瘪现象不够明显C．若倒入较多的澄清石灰水，实验现象更明显D．迅速摇晃矿泉水瓶可以增大反应物的接触面积，从而加快反应9．图示实验设计，能制取二氧化碳并可控制反应发生或停止的是（）A．B．C．D．10．为测定某碳酸钙样品的纯度，同学们用下图装置开展实验，通过测定装置减小的质量进而求得结果(样品中杂质不与酸反应，无水氯化钙是常见的干燥剂)。下列有关分析正确的是()A．若实验中将稀盐酸换成浓盐酸，则会使结果偏小B．若实验中将稀盐酸换成稀硫酸，则会使结果偏大C．若实验中换用无水硫酸铜干燥，则会使结果偏小D．若实验中没有用干燥装置干燥，则会使结果偏大11．下列图像符合描述情况的是（

）A．①表示：用制取氧气时，随着反应进行，质量发生的变化B．②表示：a、b两试管中分别装有等质量的双氧水，并向a试管中放入催化剂后，随着反应的进行，氧气的生成情况C．③表示：用制取氧气时，随着反应的进行，试管中剩余的固体质量变化情况D．④表示：用双氧水制取氧气时，生成的氧气质量的变化情况12.结合图示气体实验室制取装置（图中A、B、C、D、E表示装置，a、b表示实验仪器），回答下列问题：（1）图中a、b仪器的名称：a_______；b_______。（2）实验室制取并收集二氧化碳需要用到的装置是_______（填序号）。（3）实验室利用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式是________；若用排水法收集了一瓶氧气，并用带火星的木条检验，发现木条没有复燃，可能的原因有_______（填序号）。A、实验所用的过氧化氢溶液的溶质质量分数太小B、开始收集时，置于水槽中的集气瓶未装满水C、导管口一出现气泡就立即收集13．如图是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。（1）实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气，若要较好地控制产生氧气的速度，应选用装置___________（填字母）；（2）D装置收集氧气完毕的操作顺序是___________（按次序选填所需操作的序号）。①盖上玻璃片

②正放在实验台上

③取出集气瓶

④倒放在实验台上（3）若用E装置进行排空气法收集氧气，气体应从___________（选填“a”或“b”）端通入。14．兴趣小组同学设计了探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的方案，实验步骤如下：①如甲图所示装置的气密性良好，三只250mL的烧瓶内收集满CO2气体，三个注射器内各装有90mL的水、饱和澄清石灰水、40%的氢氧化钠溶液。连接好装置和压强传感器。②三位同学同时迅速将注射器内90mL的液体注入各自烧瓶中，关闭活塞。③一段时间后，同时振荡烧瓶。观察传感器传回烧瓶内气压变化形成的图像情况如乙图所示。（1）曲线3与曲线2差异较大的原因是___________。（2）实验过程中，导致CD段气压急速减小的操作是___________。（3）不改变装置和药品的情况下，能进一步降低E点的方法是___________。（4）对比曲线1、2、3，不能得出的结论是___________。A．CO2能与水发生反应B．CO2能与NaOH溶液发生反应C．检验CO2用澄清石灰水较合适

D．吸收CO2用NaOH浓溶液较合适15．实验课上，同学们利用图1装置进行气体的制备。请你用已学的化学知识回答下列问题：（1）关闭C中弹簧夹后的现象是_____________。（2）如果用图2所示装置收集氧气，气体应从_____________端（填“a”或“b”）导入。（3）实验室常用块状大理石在装置A中反应制取二氧化碳，不用粉末状碳酸钙的原因是_____________。（4）实验室用加热无水乙酸钠固体和氢氧化钠固体制取甲烷气体，在通常情况下甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。实验室制取较纯净的甲烷应选用图1的发生和收集装置是_____________（填字母编号）。16．小乐利用如图所示装置和药品进行相关气体的制取实验（部分固定装置已省略），据图回答问题：（1）若小乐选择装置A制取氧气，则装置A试管中发生反应的化学方程式为________，若小乐选择装置E收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是________（选填序号）。①收集气体前，集气瓶中没有注满水②导管口刚有气泡冒出，就立刻收集③收集气体后，集气瓶中仍有少量水④收集气体后，集气瓶正放在桌面上（2）实验室制取并收集二氧化碳的装置为________（从装置A~E中选填），小乐尝试用装置F制取二氧化碳，简要描述操作过程：________。17．如图所示，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热后插入盛有氧气的集气瓶中，当木炭燃尽后，向集气瓶中倒入足量澄清石灰水，请回答下列问题：（1）B、C两实验操作观察到的现象有所不同，B操作中的现象是___________；（2）写出D实验操作中涉及的化学方程式___________。18．请根据下列装置图回答问题。（1）写出图中仪器②的名称：②___________。（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，固定仪器时的一条主要注意事项是___________。（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，试管口处要___________。（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤：①装入药品；②检查装置气密性；③收集气体；④加热；⑤停止加热；⑥移出导气管。正确的操作顺序为___________（填字母）。A．①②③④⑤⑥

B．②①③④⑥⑤

C．②①④③⑤⑥

D．②①④③⑥⑤（5）若用二氧化锰和过氧化氢通过B装置制取氧气，该反应的化学方程式为___________。（6）经查资料可知，的密度比空气小，极易溶于水，有刺激性气味，实验室常用知热氯化铵和氢氧化钙固体的方法来制取，选用___________装置作氨气的发生装置，最好选用___________装置来收集，理由是___________。19．为了选择实验室制取二氧化碳的反应物，某实验小组的同学取等量的下列物质和足量等浓度的酸，设计了以下四种反应物组合进行探究实验，其结果如图所示。实验①：碳酸钠粉末与稀盐酸Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑实验②：大理石粉末与稀盐酸实验③：块状大理石与稀盐酸实验④：块状大理石与稀硫酸CaCO3+H2SO4=CaSO4（微溶）+H2O+CO2↑（1）根据实验结果，他们决定选择大理石与稀盐酸来制取二氧化碳，发生反应的化学方程式为_________。他们不选择④的原因是_________。（2）从图上可知，他们不选择①的原因是碳酸钠粉末与盐酸反应的速率太_________（填“快”或“慢”），不易收集气体。（3）由②和③两个实验可以说明，_____________________会影响大理石与酸反应生成二氧化碳快慢。20．今年实验操作考查后，某兴趣小组同学对实验室制取二氧化碳的实验进行了拓展探究。小组同学按左下表进行实验，取等质量的石灰石加入足量稀盐酸中（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：实验编号药品A块状石灰石、10%H2SO4溶液B块状石灰石、10%HCl溶液C粉末石灰石、10%HCl溶液（1）实验操作考查中的选用的药品，其对应的曲线是图中的________（选填“甲”、“乙”或“丙”）。（2）有一组药品由于反应速度过快一般不选用，它是________（选填“A”、“B”或“C”）。（3）按实验操作考查中的选用的药品，将生成气体通入新制的澄清石灰水中，没有发现石灰水变浑浊，你认为原因是_________。21．科学小组将制得的CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，他们观察到前者变浑浊，后者无明显现象。那么CO2和NaOH是否发生了化学反应？（1）小明设计了甲、乙两个实验来验证CO2与NaOH发生了化学反应，如图所示。实验现象为：甲——软塑料瓶变瘪，乙——“瓶吞鸡蛋”。①小林认为上述实验是可行的，其共同原理是______；②小华提出质疑，她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应，其理由是______；小明同学针对小华的质疑又补充了一个对照实验，请简单写出实验方案______。（2）为进一步比较，老师用三个相同的烧瓶收集等量的CO2气体，注入等量的三种液体，用气压传感器测定内部气压变化，得到烧瓶内压强与时间的关系曲线如图丙所示。其中曲线2代表澄清石灰水，曲线3代表氢氧化钠溶液，由此曲线，你可以得出的结论是______。A．CO2能与氢氧化钠溶液反应B．CO2能使澄清石灰水变浑浊C．此氢氧化钠溶液比澄清石灰水更适合用于吸收CO222．实验室常用下列装置来制取、收集气体，仪器b是分液漏斗，可通过旋转活塞分次滴加液体。请回答以下问题：（1）仪器a的名称是______。（2）若用F装置作为氧气的收集装置，则检验氧气是否集满的方法是______。（3）如图所示，四种途径都可以得到氧气。通过途径②制取氧气，应选用的发生装置为______（填装置字母序号）。若用H装置作为氧气的收集装置，则收集完氧气后，接下来的操作应该先______（选填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）。（4）请写出实验室用双氧水（途径①）制取氧气的文字表达式：______。若要较好地控制产生氧气的速度，适