2019-2020学年九年级化学上册第六单元碳和碳的氧化物课题2二氧化碳制取的研究讲义新人教版

初中化学（人教版）九年级上册第六单元碳和碳的氧化物知识点

实验室制取二氧化碳气体1.实验室制取气体的一般思路确定反应原理——确定实验装置——验证所得气体2.二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较

反应原理反应物的状态反应条件二氧化碳稀盐酸与大理石(或石灰石)反应大理石(或石灰石)为固体,稀盐酸

为液体常温氧气加热高锰酸钾高锰酸钾为固体加热加热氯酸钾氯酸钾为固体加热,用二氧化锰作催化剂过氧化氢分解过氧化氢溶液为液体常温,用二氧化锰作催化剂

气体密度与空气密度的比较(大或小)是否溶于水,是否与水反应二氧化碳相同条件下,二氧化碳的密度比空气的大能溶于水并与水反应氧气相同条件下,氧气的密度比空气的略大不易溶于水,也不与水反应3.实验室制取二氧化碳气体(1)药品:大理石(或石灰石,主要成分是碳酸钙)与稀盐酸。(2)原理:CaCO3+2HCl

CaCl2+H2CO3

碳酸钙氯化钙碳酸碳酸不稳定,在常温下就可以分解生成二氧化碳和水。H2CO3

H2O+CO2↑总的化学方程式是:CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O(3)装置:发生装置用固液常温型制取气体的装置,收集装置用向上排空

气集气装置。如图6-2-1所示。图6-2-1(4)步骤例有人设计了实验室制取二氧化碳的简易装置(如图6-2-2所示),哪种

是正确的?哪种是错误的?为什么?

图6-2-2解析

在制取二氧化碳的装置中,长颈漏斗末端必须伸入液面以下,防

止产生的气体从长颈漏斗中逸出;导管只需稍露出橡胶塞即可,若伸入过长,不利于气体排出或收集不到气体。答案

(2)装置是正确的,(1)、(3)装置是错误的。(1)装置中长颈漏斗的

末端在液面上,气体会从漏斗中逸出;导管插入了液面中,产生的气体不

能由导管导出。(3)装置中长颈漏斗的末端在液面上,气体会从漏斗中

逸出;导管伸入试管过长,不利于气体的导出。例根据下列装置,结合所学化学知识回答下列问题。

图6-2-3(1)写出标号仪器①的名称:

。(2)实验室可以选择装置

(填字母)制取并收集CO2气体,该反应的

化学方程式是

,验满的方法是

。(3)通常情况下,SO2是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气大,

易溶于水且水溶液显酸性。实验室里,用亚硫酸钠固体和浓硫酸反应制取SO2。实验室制取SO2选择的发生装置是

(填字母),若选择E

装置收集SO2,气体应该从

口(填“a”或“b”)进入。解析

(1)仪器①是锥形瓶。(2)制取二氧化碳应选择固液常温型气体

发生装置A;收集二氧化碳应用向上排空气集气装置B;验满时将燃着的

木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,证明气体已集满。(3)实验室制取二

氧化硫的反应物是固体与液体,反应条件是常温,因此发生装置应用装

置A。二氧化硫的密度大于空气的密度,应用向上排空气法收集,所以从

长导管通入。答案

(1)锥形瓶(2)AB(或AE)

CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑将燃着的木条伸到集气瓶口,若木条熄灭,则已收集满(3)A

a点拨二氧化碳验满时,应将燃着的小木条放在集气瓶口部,不能伸入

瓶中。题中装置E既可用作向上排空气集气装置,也可用作向下排空气

集气装置;若E中装满水,则可用作排水法集气装置。知识点

实验室制取二氧化碳气体1.实验室选择下列药品制取气体,不合理的是

(

)A.用氯酸钾和二氧化锰制氧气B.用石灰石和稀盐酸制二氧化碳C.用大理石和浓硫酸制二氧化碳D.用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气答案

C实验室制取O2,可选用KMnO4或KClO3和MnO2的混合物或过

氧化氢溶液和MnO2的混合物,所以A、D对。实验室制取CO2应选用石

灰石(或大理石)和稀盐酸,因此B对,C错。2.实验室制取CO2时需用到的仪器是

(

)A.铁架台、单孔塞、长颈漏斗、导管、集气瓶B.大试管、导管、集气瓶、玻璃片、水槽C.集气瓶、导管、玻璃片、酒精灯、单孔塞D.集气瓶、锥形瓶、双孔塞、长颈漏斗、导管答案

D

A选项,有长颈漏斗和导管,必须要用双孔塞;B选项,收集二氧

化碳不能用排水法,故不需要水槽;C选项,制取二氧化碳不需要加热,故

不需要酒精灯。3.根据下列实验装置填空:图6-2-1(1)写出图6-2-1中标有序号仪器的名称:①

,②

。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时,反应的化学方程式为

,应选用的气体发生装置是

(填装

置序号)。(3)实验室收集二氧化碳可选用的装置是

(填装置序号);检验二氧化碳是否收集满的操作方法是

。答案

(1)酒精灯集气瓶(2)2H2O2

2H2O+O2↑

B(3)C将燃着的木条放在集气瓶口解析

(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,该反

应不需加热,应选用固液常温型气体发生装置B。(3)二氧化碳密度比空

气大、能溶于水,故采取向上排空气法进行收集;验满时,将燃着的木条

放在集气瓶口,若木条熄灭,说明已收集满。1.用排空气法收集CO2,下列装置(左进气,右出气)中空气含量最少的是

(

)答案

C二氧化碳气体的密度比空气大,收集时应用向上排空气集气

法,即进气管接近集气瓶底部,出气管稍露出橡胶塞,故选C。2.判断正误:①实验室制取气体时,在连接好仪器后,要先检查装置的气密性。

(

)②实验室制取某种气体的发生装置主要取决于所制得气体的性质。

(

)③实验室制取二氧化碳装入药品时,可以先装稀盐酸后装碳酸钙。

(

)④检验二氧化碳气体是否收集满的方法是将燃着的木条伸入集气瓶

内。

(

)⑤气体的收集方法是由气体的制取方法决定的。

(

)⑥收集二氧化碳气体时,用向上排空气集气法,不能用排水集气法。(

)答案

①√②✕③✕④✕⑤✕⑥√解析

①实验室制取气体前,必须进行气密性检查;②发生装置取决于

所用药品的状态和反应条件;③装入药品的顺序是“先固后液”;④检

验二氧化碳气体是否收集满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,如果

木条熄灭,证明已满;⑤气体的收集方法是由气体的性质决定的;⑥二氧

化碳气体的密度比空气大,能溶于水,所以只能用向上排空气集气法收

集。3.实验室常用排空气集气法收集干燥气体。右图是两种简易的排空气

集气装置。用编号填空:(1)实验室收集CO2选用

,收集O2选用

。(2)如果要收集SO2应选用

,收集CH4应选用

。答案

(1)A

A

(2)A

B解析

可以根据气体(不与空气中成分反应)的密度与空气密度的大小

关系来确定气体的收集方法,判断气体密度与空气密度大小关系的方法

是用气体的相对分子质量与空气平均相对分子质量29相比较。CO2的

相对分子质量为44,O2的相对分子质量为32,SO2的相对分子质量为64,三

种气体的相对分子质量均大于29,故密度均比空气大,应用向上排空气

集气法来收集;CH4的相对分子质量为16,小于29,密度比空气小,应用向

下排空气集气法来收集。1.收集气体的常用方法有:①向上排空气法②向下排空气法③排水

法。已知在标准状况下,氢气的密度比空气小,难溶于水,那么收集氢气

的方法是

(

)A.①②

B.①③

C.②③

D.①答案

C氢气的密度比空气小,难溶于水,故可用向下排空气法和排水

法收集。2.用下列四套实验装置制取CO2气体,由于装置错误导致收集不到CO2的

是

(

)答案

C

B中漏斗下端管口位于小试管内,小试管内的稀盐酸可以对其形成液封,广口瓶内放大理石,可以收集到二氧化碳;C中长颈漏斗伸入锥形瓶太短,导气管伸到锥形瓶底,二氧化碳会从长颈漏斗中逸出,收集不到CO2;D中烧瓶中放大理石,由注射器加入稀盐酸,可收集到二氧化碳。3.如图6-2-2所示是实验室制取气体的一些装置,据图回答有关问题。

(友情提示:以下所选装置均填装置序号)图6-2-2(1)写出指定仪器的名称:①

;②

;(2)写出一个初中化学中用装置C制气体的化学方程式

;收集此气体可选用的一种装置是

,利用该装

置还能收集的一种气体是

;图6-2-3(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水的乙炔气体,该

反应必须严格控制加水速率,以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你

认为图6-2-2中最适合制取乙炔气体的发生装置是

;如果用图6-

2-3所示装置收集乙炔,气体应从

(填“a”或“b”)端管口通

入。答案

(1)①试管②集气瓶(2)2KClO3

2KCl+3O2↑或者2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑

D(或E)

H2(或CO2,写名称也可)(3)A

b解析

本题创新之处在于A装置用注射器代替长颈漏斗,改进了固、液

反应制气体的装置,便于控制液体滴加速率;装置C属于加热固体或固体

混合物的方法制取气体的装置,可以用于制取氧气;收集氧气可用排水

法(D)和向上排空气法(E);用图6-2-3所示装置收集乙炔时,气体应从b管

进入,水从a管排出。1.利用下图所示装置,能完成实验室制取气体的是

(

)A.用①③制取氧气B.用②③制取二氧化碳C.用②④制取氧气D.用①⑤制取二氧化碳答案

C

实验室用高锰酸钾固体制取氧气时,选择发生装置①;用过氧

化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气时,选择发生装置②;氧气可用向上

排空气法或排水法收集。实验室用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制

取二氧化碳气体,选择发生装置②;二氧化碳密度比空气大,能溶于水,用

向上排空气法收集。2.根据下列仪器或装置回答:(8分)

(1)写出仪器a的名称:

。(2)实验室如果用高锰酸钾来制取较纯净的氧气,则应选用的发生装置

和收集装置分别为

。发生反应的化学方程式为

,为得到较纯净的氧气,应观察到

时再开始收集。(3)实验室制取CO2的反应方程式为

;装置B

或C均可用于制取CO2,B与C相比较,其优点是

。(4)若要收集并测定CO2气体的体积,应选择下图中的

装置(填

“甲”或“乙”),广口瓶中液体上方的空气对测定结果

(填

“有”或“无”)影响。答案

(1)长颈漏斗(2)A、F

2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑气泡连续均匀冒出(3)CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O便于控制反应,节约药品(4)乙无解析

(1)a是加入液体的仪器,名称是长颈漏斗。(2)加热高锰酸钾制取

氧气,需要用A装置;收集较纯净的氧气应用F装置,收集时应等到气泡连

续均匀冒出时再开始收集。(3)实验室制取二氧化碳是用石灰石或大理

石与稀盐酸反应,B装置用注射器代替长颈漏斗,便于控制液体的滴加速

率,即便于控制反应,并且节约药品。(4)因为二氧化碳能溶于水,因此应

用乙装置,以防止二氧化碳溶于水而影响测定结果;瓶中空气对实验结

果没有影响。1.(2017安徽阜阳九中第3次月考,1,★★☆)下图所示的四个实验中只发

生物理变化的是

(

)答案

B

A项,加热高锰酸钾制取氧气,发生了分解反应,涉及化学变

化;C项,实验室制取二氧化碳发生了化学变化;D项,电解水生成氢气和

氧气,发生了化学变化;B项,过滤液体没有生成新物质,属于物理变化,故

选B。2.(2016云南普洱三中第四次月考,12,★☆☆)下列关于氧气和二氧化碳

两种气体的说法正确的是

(

)①氧气在空气中的体积分数约为78%②二氧化碳没有毒性,但不能供给呼吸③氧气能支持燃烧,是一种可燃性气体④二氧化碳能参与绿色植物的光合作用,是最好的气体肥料⑤在实验室中两种气体可以用相同的装置制取A.②④⑤

B.①③⑤C.②③④

D.①③④⑤答案

A氧气在空气中的体积分数约为21%,①错;二氧化碳无毒,但

不能供给呼吸,②对;氧气能支持燃烧,但本身不可燃,③错;二氧化碳是

光合作用的原料,④对;两种气体都可以用固液常温型气体发生装置制

备,并用向上排空气法收集,⑤对。故选A。(2016山东东营联考,11,★☆☆)实验室制取CO2一般有五个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向漏斗中注入酸液;④向锥形瓶中放入小块的大理石;⑤收集气体下列操作顺序中,正确的是

(

)A.①②③④⑤

B.②①④③⑤C.①④②③⑤

D.②③④①⑤答案

B实验室制取二氧化碳气体时,首先要按要求装配好仪器,再检

查装置的气密性;加药品时应先加固体,再加液体,待反应开始后,收集气

体,故选B。1.(2016浙江宁波中考,3,★☆☆)如图是小科完成CO2的制取、收集和验

满的主要操作过程,其中需要纠正的是

(

)

答案

D检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,

不能伸入瓶中,D操作错误。2.(2015湖南郴州中考,20,★★☆)某碳酸钙和氧化钙组成的混合物中钙

元素的质量分数为60%,将50g该混合物高温煅烧至固体质量不再改

变,则生成二氧化碳的质量是

(

)A.6g

B.8g

C.13.2g

D.20g答案

B

50gCaCO3和CaO的混合物中,钙元素的质量分数为60%,则

反应前混合物中钙元素的质量为50g×60%=30g,反应前后钙元素的质

量不变,则反应后钙元素的质量仍为30g,反应后氧化钙的质量为30g÷

(

×100%)=42g,反应前后固体质量差即为生成二氧化碳的质量,即50g-42g=8g。故应选B项。3.(2015江苏南京中考,16,★☆☆)根据下列装置图,回答有关问题:

图6-2-4(1)写出装置图中标号仪器的名称:a

,b

。(2)写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式

,可选用的收集装置是

(填字母)。(3)写出实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式

,可选用的发生装置是

(填字

母)。(4)实验室将A装置加以改动,在高温下使碳酸钙分解生成氧化钙和二氧

化碳。按此反应,试计算工业上要制取5.6t氧化钙,理论上需要含碳酸钙

80%的石灰石的质量是多少?(写出计算过程)答案

(1)锥形瓶集气瓶(2)2H2O2

2H2O+O2↑

C(3)CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑

B(4)解:设理论上需要碳酸钙的质量为x。CaCO3

CaO+CO2↑100

56

x

5.6t

=

,x=10t含碳酸钙80%的石灰石的质量为:10t÷80%=12.5t答:工业上要制取5.6t氧化钙,理论上需要含碳酸钙80%的石灰石12.5t。解析

(1)仪器a是锥形瓶,b是集气瓶。(2)实验室用过氧化氢制取氧气

的化学方程式是2H2O2

2H2O+O2↑;氧气密度比空气稍大,可用向上排空气法收集,故选C装置。(3)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二

氧化碳的化学方程式是CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑;因为反应物是固体和液体,反应不需要加热,所以选用的发生装置是B。(2014陕西中考,10,★★☆)实验室制取CO2的有关操作如下图,不正确的

是

(

)答案

B稀硫酸和CaCO3反应生成微溶物CaSO4,覆盖在块状大理石

的表面,阻止反应继续进行,制取CO2的原料应为大理石(或石灰石)和稀

盐酸,故B错误。A项,向外拉注射器活塞,锥形瓶内压强减小,若长颈漏

斗末端有气泡产生,则装置气密性良好。C项,CO2的密度比空气大,用向

上排空气法收集。D项,将燃着的木条移近导管口,若木条熄灭,则证明

气体已经集满。1.某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2,其中在制取时不能使

反应随时发生或随时停止的装置为

(

)答案

B

A中将试管向上提起使固、液分离后,反应即停止;C中关闭

止水夹,U形管右侧管内压强增大,致使稀盐酸与石灰石分离,反应即停

止;D中将粗铜丝向上提起,使石灰石与稀盐酸分离,反应即停止;B中大

理石与稀盐酸无法分离,不能随时发生或停止。2.如图6-2-5所示,在试管A和小气球B中分别加入稀盐酸和一种常见的

固体物质,然后将气球B中的固体倒入小试管A中,观察到有气泡冒出,且

气球膨胀。请根据上述实验回答下列问题:(1)气球B中加入的物质可能是

。(2)写出相关反应的化学方程式:

。(3)如何将气球B内的固体物质加入到试管中?(4)怎样用简单的方法证明气球B中的气体密度比空气大还是小?图6-2-5答案

(1)CaCO3(或其他合理答案)(2)CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O(或其他合理答案)(3)先将试管倾斜,再将气球内物质加入到试管壁上,让其沿试管壁缓慢

滑下。(4)取下气球,把气球口部扎紧,观察气球在空气中的运动,如果气球上浮,

则证明产生的气体密度小于空气,否则,产生的气体的密度大于空气。解析

解答(1)、(2)问的关键是找出一种能与稀盐酸反应生成气体的

固体。如CaCO3与盐酸反应,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl

CaCl2+CO2↑+H2O。第(3)问,固体密度较大,试管直立加入固体,会使液体飞溅,而且易击破试

管,所以应将试管倾斜,再将气球内物质加入到试管壁上,让其沿试管壁

缓缓滑下。第(4)问的做法是:取下气球,把气球口部扎紧,根据气球在空气中是上浮

还是下沉来确定产生的气体的密度大小。3.在一次课外活动中,小明同学想制取某种气体,化学老师为他提供了如

图6-2-6所示的仪器和药品:图6-2-6(1)请你为小明同学选出制取该气体所需要的仪器和药品(填标号):

。(2)制取该气体时发生反应的化学方程式为

。(3)集满该气体的集气瓶,应该

(填“正”或“倒”)放在桌面

上,理由是

。(4)制取该气体的装置还能制取

,请写出制取这种气体的化学

方程式:

。答案

(1)①②④⑥⑦⑨(2)CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑(3)正二氧化碳的密度比空气的大(4)氧气2H2O2

2H2O+O2↑解析

根据图中提供的试剂可知,小明制取的气体应为CO2,利用大理石

和稀盐酸反应来制取该气体,化学方程式为CaCO3+2HCl

CaCl2+H2O+CO2↑,整套装置由①、②、④