上海沪教版新九年级化学暑假同步课_ 二氧化碳的实验室制法（教师版）

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3.0 周伟光 2024-09-27 7 4 777.07KB 24 页 5积分
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第16 讲 二氧化碳的实验室制法
一、二氧化碳的实验室制法
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
3.发生装置和收集装置：
（1）发生装置：“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化
碳常用的发生装置如下：
（2）装置连接时要注意以下两点：
　①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；
　②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，
气体就无法从导管口排出。
（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧
化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所
示）。收集时要注意将导管插到瓶底。　 　
4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。
5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明
有CO2生成。
【要点】
药品选用应注意的问题：
（1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。
（2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的硫酸钙微溶于水，
它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。
（3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应
（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。
二、实验室制取二氧化碳的研究与实践
1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
（1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2
(2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C 2Cu+CO2↑　 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
(3)石灰石高温分解： CaCO3 　CaO+CO2↑
(4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑
哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需
要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也
很困难，所以在实验室里可操作性差；（2）和（3）需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。（4）方
案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
（1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热
时，应选择下图 A所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图 B所
示的实验装置。
（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质
（是否与水、空气发生反应）来选择。
① 气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于 29），可用向上排空气法收集（上图 D）。
② 气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图 E）。
③气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图 C）。
【要点】
1.实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加
催化剂等），还要选择合适的实验装置，研究如何验证制得的气体等。
（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混
入其他气体，便于收集。
（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条
件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
（4）验证气体时，实验现象要明显。
2.氧气、二氧化碳的实验室制法比较：
气体名称 氧气 二氧化碳
反应原理 过氧化氢催化分解或高锰酸钾受热分解 大理石（或石灰石）与稀盐酸反应
化学方程式 2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
（注意：加热高锰酸钾制氧气时，试管口处
要放一小团棉花）
收集装置
检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃 通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊
验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃，
则证明满了
将燃着的木条靠近集气瓶口，木条
熄灭，则证明满了
一、单选题
1．可用于实验室制备二氧化碳气体的反应是
A．木炭还原氧化铜B．木炭燃烧
C．大理石分解 D．大理石与稀盐酸反应
【答案】D
【解析】
A、木炭和氧化铜反应速度慢，需要高温，不符合题意；
B、木炭燃烧能生成二氧化碳，氧气不足时能生成一氧化碳，不易收集到纯净的二氧化碳气体，不符合题
意。
C、高温煅烧大理石才能反应，需要的温度较高，不符合题意；
D、大理石与盐酸反应，属于固液混合不需加热型，反应速度适中，操作安全方便，便于收集，符合题意。
故选：D。
2．关于二氧化碳的说法错误的是
A．生活中不可用大量的澄清石灰水来吸收二氧化碳，缓解温室效应
B．大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质
C．实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳
D．将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色
【答案】C
【解析】
A、氢氧化钙在水中的溶解度较小，吸收二氧化碳的能力有限，则生活中不可用大量的澄清石灰水来吸收
二氧化碳，缓解温室效应，故A正确；
B、植物利用二氧化碳和水在光的作用下生成糖类和氧气，则大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需
的物质，故B正确；
C、碳酸钙和稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在大理石表面阻止反应的进行，则不能用大理石与稀硫
酸反应制取二氧化碳，故C不正确；
D、将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，二氧化碳和水反应生成碳酸，显酸性，使紫色石蕊试液变红色，
则溶液变为红色，故D正确。故选C。
3．对如图启普发生器的分析正确的是
A．可用于制备二氧化碳气体 B．图中活塞可能处于关闭状态
C．关闭图中活塞，固液一定会分离D．启普发生器的优点是随开随用
【答案】A
【解析】
【分析】
启普发生器是块状固体与液体不加热反应制取气体，可以控制反应的发生和停止。
摘要：

第16讲二氧化碳的实验室制法一、二氧化碳的实验室制法1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑3.发生装置和收集装置：（1）发生装置：“固——液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下：（2）装置连接时要注意以下两点：　①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；　②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管口排出。（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上...

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