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第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
学习导航
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
02知识思维导图——构建知识体系，加强学习记忆
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
1.通过分析“生成二氧化碳的方法”和对课本二氧化碳制取相关内容的讨论，能描述出实验室里制取二氧化碳的药品及化学反应原理。
2.通过对比分析实验室制取二氧化碳和氧气的发生装置及收集装置，学会选择实验仪器并能设计制取二氧化碳的实验装置。
3.通过反应原理，设计实验装置，结合氧气的制取操作，学会对二氧化碳进行“检验”和“验满”，能动手进行二氧化碳制取实验。
02知识思维导图——明确内容要求，落实学习任务
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
1．实验药品：稀盐酸和石灰石（或大理石）。
2．反应原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2，是因为硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在石灰石或大理石的表面，阻止反应继续进行。
不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2，是因为浓盐酸挥发性强，挥发出的HCl气体会使制得的CO2不纯。
不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2，是因为反应速率太快，不便于收集气体。
实验室里制取二氧化碳的装置
1.发生装置：反应物是固体和液体；反应条件不加热。
固液常温型
稀盐酸和大理石（石灰石）制二氧化碳
适合制取 少量气体 适合制取 大量气体 长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封 分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率 注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率
改进装置的优点：可实现固液的分离和接触，从而控制反应的开始和停止。
开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始 开始： 打开弹簧夹 开始：打开弹簧夹，液体淹没固体 开始：将铜网浸入溶液中 开始：打开弹簧夹
停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止 停止： 关闭弹簧夹 停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧 停止：拉动铜丝离开液面 停止：关闭弹簧夹
2.收集装置：适合密度大于空气的气体；且不与空气各成分反应。
排水集气法 向上排空气法 向下排空气法
适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体
注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注意事项：导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气。
3.检验与验满：
①检验：将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳；
②验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已集满。
实验室里制取二氧化碳的步骤
步骤 （1）连接装置，检查气密性 （2）加入固体试剂 （3）加入液体试剂 （4）收集并验满
示意图
操作及注意事项 用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱，若水柱高度保持一段时间不变，说明装置气密性良好 将锥形瓶横放，用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口，再把锥形瓶慢慢竖立起来 长颈漏斗下端要在液面之下，形成“液封”，目的是防止生成的气体从长颈漏斗口逸出 收集：向上排空气法； 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
1.如图分别是实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置。完成该实验的操作中，正确的一项是
A．均需用酒精灯加热 B．均可用镊子装入固体
C．均需检查装置的气密性 D．均可用带火星木条检验气体
【答案】C
【详解】A、制取氧气的装置为固体加热装置，需要酒精灯加热，制取二氧化碳的装置为固液常温装置，不需要酒精灯加热，故选项错误；
B、制取氧气的装置试管口有一团棉花，选用的是高锰酸钾粉末状物质，需要用药匙或纸槽，将药品送至试管底部，制取二氧化碳选用大理石或石灰石，可用镊子装入固体，故选项错误；
C、制取氧气和二氧化碳都有气体生成，均需检查装置的气密性，故选项正确；
D、氧气具有助燃性，能使得火星的木条复燃，可用带火星的木条检验，二氧化碳常用澄清的石灰水来检验，故选项错误。
故选：C。
2.实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是
A．检查气密性 B．装药品
C．收集气体 D．气体验满
【答案】A
【详解】A.图示装置向外拉注射器的活塞时，装置内气压减小，若观察到长颈漏斗下端冒出气泡，说明该装置的气密性良好，故A正确；
B.实验室制取二氧化碳使添加试剂的顺序为先添加固体试剂，再添加液体试剂，且加入大理石时，应先将试管横放，把大理石放在试管口，再把试管竖立起来，使大理石缓缓滑到试管底部，故B错误；
C.二氧化碳密度比空气大，且不与空气中的成分反应，应采用向上排空气法来收集，故C错误；
D.二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，验满时应将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已集满，而不是伸入瓶内，故D错误。
故选：A。
3．结合下列实验装置图，回答问题。
(1)图中仪器①的名称为 。
(2)实验室制的发生装置和收集装置应选择 (填字母代号)。
(3)实验室利用装置B制的化学方程式为 ，用此反应制备并收集一瓶干燥的，所选装置导管口的连接顺序为 ，a→___→___→___。
【答案】(1)集气瓶
(2)BC
(3) feb
【详解】（1）由图可知，①的仪器名称为集气瓶；
（2）大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，实验室常用此方法制取二氧化碳，其发生装置属于固液常温型，且二氧化碳能溶于水，密度比空气大，用向上排空气法收集，故实验室制取的发生装置和收集装置应选择BC；
（3）装置B为固液常温型的发生装置，适用于过氧化氢制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化条件下生成水和氧气，故装置B制取的化学方程式为：；
装置B制取，反应原理是用过氧化氢在二氧化锰的催化条件下生成水和氧气，过氧化氢和二氧化锰，属于固液常温型反应，发生装置选择B，即接口为a，氧气可以用浓硫酸干燥，选择F装置，即气体从f进e出，氧气不易溶于水，密度比空气大，且收集干燥的氧气，因此用向上排空气法收集，收集装置选C，即接口是b，故装置的连接顺序是afeb。
4.小明在实验室制取二氧化碳并探究其性质。
信息：①盐酸具有挥发性；CaSO4微溶于水；
②质量一定的气体，其体积与温度成正比、与压强成反比；
③各装置气密性良好。
【选择试剂】
组别 试剂 实验现象
① 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快
② 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率均匀适中
③ 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐消失
(1)书写实验室制备二氧化碳的化学方程式 。
(2)对照实验①②，是探究 对制取CO2产生的影响。
(3)根据实验③中的现象，其原因是 。
结论：从制取和收集角度分析，选择第②组方案进一步探究。
【定性探究】
(4)检验二氧化碳：按顺序组合装置A和B，B中现象用化学方程式表示 。
(5)收集二氧化碳：按顺序组合装置A和C，A连接 (选“a”或“b”)，验满方法是 。
(6)装置改进：用装置D替代装置A．装置D主要优点有 (任写一条)。
【定量分析】
(7)测定二氧化碳体积：按顺序组合装置A和E．待反应完全，装置冷却至室温，此时装置E两端液面左低右高，再调节装置E两端液面相平，若无调平操作，则测得的二氧化碳体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)；读数：反应前水溶液刻度在50mL处，最终读数如图F所示，则收集CO2气体约 mL；有同学认为用装置E测量CO2体积依然不严谨，理由是 。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(2)石灰石形状(石灰石表面积、石灰石接触面积等)
(3)生成的CaSO4微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止石灰石继续与硫酸反应
(4)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；
(5) b 将燃着的木条贴近导管口a，若木条立即熄灭，则说明已收集满
(6)控制反应速度(控制反应进程、节约试剂、减少盐酸挥发对环境的影响等)
(7) 偏小 8.0mL(或8mL) CO2能溶于水或与水反应(任答一点即可)
【详解】（1）实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制备二氧化碳，石灰石或大理石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为。
（2）由表格中实验记录可知，对照实验①和②组，石灰石的形状不同，是探究石灰石的形状(或石灰石与酸的接触面) 对产生二氧化碳速率的影响；
（3）石灰石的主要成分碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，由于CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻止石灰石继续与硫酸反应，所以实验③中的现象是产生气泡速率缓慢并逐渐消失。
（4）A中石灰石的主要成分碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故按顺序组合装置A和B，B中现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为。
（5）由二氧化碳的密度比空气的大，可用向上排气法收集，故按顺序组合装置A和C，A连接b；二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧，可将燃着的木条放在导管口a处，若木条立即熄灭，则CO2已收集满。
（6）装置D可通过分液漏斗的活塞能控制液体的滴加速度，从而能够控制反应的进行，故装置D主要优点有控制反应速度(控制反应进程、节约试剂、减少盐酸挥发对环境的影响等)。
（7）若无调平操作，右侧压强大，会压缩左侧的二氧化碳，则测得的二氧化碳体积偏小；由图可知，最终读数为42mL，故收集CO2气体约50mL-42mL=8mL。因为二氧化碳能溶于水且能水反应，所以用装置E测量CO2体积依然不严谨。
5.实验小组取20g石灰石样品于烧杯中，将100g稀盐酸分四次加入，充分反应后测得实验数据如下表(杂质不参与反应，生成的气体全部逸出)。
第一次 第二次 第三次 第四次
加入稀盐酸的质量/g 25 25 25 25
烧杯中剩余物质的质量/g 42 64 88.4 113.4
回答下列问题：
(1)实验中发生反应的化学方程式是 。
(2)反应中产生气体的总质量是 g。
(3)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 (写出计算过程)。
【答案】(1)
(2)6.6
(3)解：设该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为x
x=75%
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。
【详解】（1）石灰石主要成分CaCO3与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为。
（2）加入100g稀盐酸时，产生CO2的质量一定最大。根据质量守恒定律，反应前物质总质量为，反应后剩余物质质量为113.4g，所以生成二氧化碳质量为。
（3）第三次加入25g稀盐酸，产生CO2的质量为，第四次加入25g稀盐酸，产生CO2的质量也为6.6g，可知样品中的碳酸钙完全反应后产生CO2的质量为6.6g，据此计算，见答案。
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
问题一 实验室制取二氧化碳
【解题技巧】：
实验室制取二氧化碳：
1.药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）
2.反应原理：碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
（1）不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。
（2）不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
（3）不用纯的碳酸钙或碳酸钠粉末的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不易控制和收集，且成本较高。
3. 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已经集满。
4. 检验：将气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。
例：自然界氧循环对维持人类生活与生态平衡具有重要意义。
(1)用图1装置制取和
①用大理石()和稀制取的化学方程式为 ，收集装置是 ，验满的方法是 。
②用B作发生装置产生，反应的化学方程式为 ，检验氧气的方法是 。
(2)探究鱼缸中氧循环
①图2鱼缸中和含氧量比一周前明显下降。下降的原因可能是 (用化学方程式表示)。
②用图3进行实验，测得4小时后a中含氧量为，b中含氧量为。从氧循环的角度分析，氧含量不同的原因是 。
③若要恢复鱼缸中的正常氧循环，可以采取的一种做法是 。
【答案】(1) D 将然着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体为氧气
(2) 水草经光合作用，将二氧化碳转化为氧气 补充光照
【详解】（1）①碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为；
二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法进行收集，即收集装置选D；
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，则验满的方法为将然着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满；
②B装置适用于固-液常温型，可用于过氧化氢制氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为；
氧气具有助燃性，则检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体为氧气；
（2）①鱼缸中的鱼呼吸产生二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸（），碳酸显酸性，会导致鱼缸中水的pH下降；
②水草经光合作用，将二氧化碳转化为氧气，导致a、b中的含氧量不同；
③结合②，若要恢复鱼缸中的正常氧循环，可以补充光照。
变式1：实验室里制取CO2，下列操作、药品和装置选择合理的是
A．选择药品 B．发生装置
C．收集装置 D．检验
【答案】C
【详解】A、实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，故错误；
B、实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，属于固、液常温型，故错误；
C、二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，二氧化碳气体应该长进短出，故正确；
D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳可将二氧化碳通入澄清石灰水中，故错误。
故选C。
变式2：实验室制取气体的常用装置如下图所示，请回答下列问题。
(1)制取和可选用相同的发生和收集装置，该套装置为 (填字母)。
(2)写出实验室用装置B制取的化学方程式 。
(3)若用虚线框内装置干燥气体，请将该装置图补画完整 。
【答案】(1)AD
(2)
(3)
【详解】（1）实验室制取氧气若用过氧化氢在二氧化锰催化下分解，是固液常温型反应，制取二氧化碳是用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，也是固液常温型反应，所以发生装置都可以用 A。氧气密度比空气大，不易溶于水，可用向上排空气法（收集装置选 D）或排水法收集；二氧化碳密度比空气大，能溶于水，只能用向上排空气法收集（收集装置选 D）。所以制取O2和CO2可选用相同的发生和收集装置为 AD。
（2）装置 B 是固体加热型发生装置，用 B 装置制取氧气是氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下分解生成氯化钾和氧气，化学方程式为：。
（3）用浓硫酸干燥二氧化碳气体，应遵循 “长进短出” 的原则，即二氧化碳从长管进入，与浓硫酸充分接触干燥后从短管排出。所以装置图应为：进气口 c 连接长管，短管另一端空着 。
变式3：实验室制取气体的部分装置如下图所示，请回答下列问题：
(1)请写出标号仪器的名称：a 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。
当用装置F收集时，发现水槽内的水变成紫色，其原因是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时可选择装置B或C作发生装置。与装置B相比，装置C的优点是 。
(4)要组装一套实验室制取二氧化碳的装置，可从A~F中选择 (填字母序号)。若用装置G测量生成二氧化碳气体的体积，其中植物油的作用是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 试管口没有放一团棉花
(3)可以控制反应速率/可以得到平稳气流
(4) BD/CD 防止溶于水
【详解】（1）由图可知，仪器a的名称为长颈漏斗，故填：长颈漏斗；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；当用装置F收集时，发现水槽内的水变成紫色，其原因是试管口没有放一团棉花，加热时粉末状的物质进入水槽内，故填：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；试管口没有放一团棉花；
（3）装置C中含有分液漏斗，与装置B相比，装置C的优点是可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率，来控制反应速率，得到平稳的氧气流，故填：可以控制反应速率或可以得到平稳气流；
（4）实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液常温型，选择的发生装置为B或C；二氧化碳的密度比空气大，且能溶于水，只能采用向上排空气收集，选择的收集装置为D；
用装置G测量生成二氧化碳气体的体积，二氧化碳的体积等于排出水的体积，在水面上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水，故填：BD或CD；防止溶于水。
问题二 实验室制取二氧化碳的一般思路
【解题技巧】：
实验室制取二氧化碳的一般思路：
发生装置选择：反应物的状态和反应条件（是否加热）
收集装置选择：气体的溶解性和气体的密度
例：下列实验中，仪器和用品的选择不合理的是（ ）
A．用H2O2溶液和MnO2制O2——①② B．用大理石和稀盐酸制CO2——③④⑤
C．收集CO2气体——⑥⑦⑧ D．检验一瓶气体是否为O2——⑦⑧⑨
【答案】A
【解析】A、因为过氧化氢在二氧化锰催化作用分解的过程中不需要加热，因此不需要酒精灯，该选项选择不合理；B、因为碳酸钙和稀盐酸反应不需要加热，固体与液体混合后即可产生气体，可以用锥形瓶、长颈漏斗和带导管的双孔橡皮塞进行实验，该选项选择合理；C、因为二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，利用向上排空气法收集二氧化碳时，可以用玻璃弯管、集气瓶和玻璃瓶进行收集，该选项选择合理；D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验气体是否是氧气时，可以用集气瓶、玻璃片和带火星的木条进行实验，该选项选择合理。故选A。
变式1：某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
（1）下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是_______。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？_______(填标号)
（2）该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶CO2，表中“—”表示气泡太少，不再收集。
序号 反应物 收集每瓶气体所用时间(单位：秒)
盐酸 浓度 盐酸 体积 大理石 形状 第1瓶 第2瓶 第3瓶 第4瓶 第5瓶 第6瓶
实验1 10% 70mL 小颗粒 8 9 10 12 14 19
实验2 块状 11 12 15 17 21 23
实验3 7.5% 70mL 小颗粒 10 12 13 15 17 26
实验4 块状 t 14 16 19 22 24
实验5 5% 70mL 小颗粒 14 18 19 32 63 —
实验6 块状 20 31 59 — — —
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？_______
②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验_______(填标号)。
A.2和3 B.2和4
C.4和5 D.1和6
③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是：_______（3）该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体，你认为该做法合理吗？说出你的观点并阐述理由。__。
【答案】（1） ①. 长颈漏斗； ②. ABD ；
（2）①. 盐酸浓度和大理石的形状 ；②. B ；③. 11 ； 14 ；
（3）合理，因为该实验是通过收集相同体积的气体所用时间比较反应速率的快慢，收集的气体是否纯净对该实验无影响。（其他合理即可）
【解析】（1）①仪器A的名称是长颈漏斗；②实验室常用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，选用固液常温型反应装置，添加盐酸无需拆开装置则选用双孔橡胶塞，需要用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞，故填：ABD；（2）①根据表中数据可知，盐酸浓度和大理石的形状是变量，因此该小组研究盐酸浓度和大理石的形状对反应快慢的影响；②根据表中数据可知，为了分析浓度对反应快慢的影响，盐酸浓度不同时，其他变量必须相同，实验2和4中盐酸浓度不同，加入盐酸的体积相同，大理石的形状相同，故选：B；③根据实验数据反映出的规律，盐酸浓度10%时，和块状的大理石反应生成第一瓶气体所需的时间是11秒，盐酸浓度7.5%时，和块状的大理石反应生成第二瓶气体所需的时间是14秒，表中数值t的合理范围是：11变式2：某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作，其中不正确的是
A．连接仪器 B．检查气密性
C．收集气体 D．验满气体
【答案】A
【详解】A、在连接试管和橡皮塞时，先把试管口用水润湿，然后稍稍用力即可把橡皮塞插入试管内，图示易把试管压破，选项错误，符合题意；
B、检查装置的气密性时，先将导管放入水中然后用手握住试管外壁，看导管口是否有气泡冒出，选项正确，不符合题意；
C、二氧化碳的密度大于空气，用向上排空气法收集，选项正确，不符合题意；
D、二氧化碳验满时，用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已满，选项正确，不符合题意。
故选A。
变式3：某校化学兴趣小组利用如图装置对气体的制取进行探究，下列说法正确的是
A．该装置可以制取氧气
B．收集氢气应从导管m进入
C．发生装置可以控制反应速率
D．用碳酸钙和稀硫酸在实验室制取二氧化碳
【答案】A
【详解】A、该装置可以用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，故说法正确；
B、用向下排空气法收集氢气，从n管进氢气，故说法错误；
C、有分液漏斗的装置可以控制反应速率，而此装置中是长颈漏斗，故说法错误；
D、用大理石或石灰石和稀盐酸在实验室制取二氧化碳，故说法错误。
故选A。
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
【巩固基础】：
1.下列图示的实验操作中，正确的是
A．加入大理石 B．验满
C．收集二氧化碳 D．铁丝燃烧
【答案】D
【详解】A、向锥形瓶加块状大理石，应先横放容器，用镊子把固体放在瓶口，再慢慢竖立，图中直接从瓶口丢入，易砸破容器，此选项错误；
B、二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，二氧化碳验满应该使用燃着的木条放在瓶口，此选项错误；
C、二氧化碳密度比空气大，进入集气瓶后会聚集在集气瓶底部，用向上排空气法收集，二氧化碳气体应从长管进入，此选项错误；
D、铁丝在氧气中燃烧放出大量的热，集气瓶中要放少量的水防止生成物溅落炸裂集气瓶，此选项正确。
故选D。
2.实验室制取二氧化碳，下列装置和操作合理的是
A．检查装置气密性 B．加入大理石
C．制取 D．收集
【答案】D
【详解】A、该装置中的长颈漏斗与外界想通，没有形成密闭系统，无法用此方法检查该装置的气密性，故A操作不规范，故选项不符合题意；
B、取用块状固体时，应“一横、二放、三慢竖”，先将试锥形瓶横放，用镊子把固体放在瓶口，再将锥形瓶慢慢竖起来，不能将固体直接竖直放入锥形瓶中，故B操作不规范，故选项不符合题意；
C、制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出，故C操作不规范，故选项不符合题意；
D、二氧化碳密度比空气大，使用图示装置收集二氧化碳时要长进短出，故D操作规范，故选项符合题意；
故选：D。
3.分反应，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至发红，将其由瓶口向下 （填“快速”或“缓慢”）插入充满氧气的集气瓶中，观察到木炭燃烧更剧烈。
(4)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用 装置（填序号），其反应的化学方程式为 。
【答案】(1)铁架台
(2) B
(3)缓慢
(4) A
【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：铁架台；
（2）实验室用加热高锰酸钾制取氧气，属于固体加热反应，氧气不易溶于水，可用排水法收集，故应选择装置B；
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
（3）探究氧气的性质时，为使木炭与集气瓶内的氧气充分反应，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至发红，将其由瓶口向下缓慢插入充满氧气的集气瓶中，这样反应充分，现象明显；
（4）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液不加热反应，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，故可以选择A装置；
石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：。
4.下列是一些常见的初中实验装置，请回答问题。
(1)仪器X的名称是 。
(2)实验室用B装置制取的化学方程式 ；若用C装置收集一瓶，验满的方法是 。
(3)氨气是一种有刺激性气味的碱性气体，不能选用下列干燥剂中的_______（填字母序号）。
A．氢氧化钠固体 B．浓硫酸 C．生石灰
(4)实验室用上述装置制取并收集一瓶纯净、干燥的氢气，所选装置接口的连接顺序为b- 。
【答案】(1)酒精灯
(2) 将燃着的木条放在d端，木条熄灭，说明已经集满
(3)B
(4)g-h-d-c
【详解】（1）由图可知，仪器X的名称是：酒精灯；
（2）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
若用C装置收集一瓶，二氧化碳的密度比空气大，应从c端通入，二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，验满的方法是：将燃着的木条放在d端，木条熄灭，说明已经集满；
（3）A、氢氧化钠固体具有吸水性，且氢氧化钠与氨气不反应，可用氢氧化钠固体干燥氨气，不符合题意；
B、浓硫酸具有吸水性，但是浓硫酸能与氨气反应，不能用浓硫酸干燥氨气，符合题意；
C、生石灰能与水反应生成氢氧化钙，且生石灰、氢氧化钙均与氨气不反应，可用生石灰干燥氨气，不符合题意。
故选B；
（4）实验室通常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热反应，发生装置可选B，浓硫酸具有吸水性，且与氢气不反应，可用浓硫酸干燥氢气，且应“长进短出”，这样干燥的比较充分，氢气难溶于水，密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集，向下排空气法收集的气体比较干燥，故收集装置可选C，且应从d端通入，故所选装置接口的连接顺序为b-g-h-d-c。
5.实验室现有大理石、高锰酸钾、稀盐酸等试剂及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题：
Ⅰ．用高锰酸钾制取氧气：
(1)发生反应的化学方程式为： 。
(2)仪器a的一般性用途是： ，在常温或加热时使用。
(3)制取较为纯净的氧气应选择的装置是 (填字母)。
Ⅱ．用大理石和稀盐酸制取二氧化碳：
(4)仪器b的名称是 。
(5)检验该气体的化学反应方程式为 。
(6)实验室里采用如图所示的装置制取二氧化碳时，一般有5个步骤：①检查装置的气密性；②按要求组装好仪器；③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④收集气体；⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。正确的操作顺序是 (填序号)。
(7)向一个收集满二氧化碳的质地较软的塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。瓶内气体压强 (填“大于”或“等于”或“小于”)外界大气压强，瓶子会慢慢变 (填“瘪”或“鼓”)。
(8)通过研究二氧化碳和氧气的实验室制取，我们可以总结出实验室里制取气体的一般思路和方法为___________(填字母)。
A．确定制取气体的化学反应原理
B．设计制取气体的实验装置
C．验证得到的气体就是所要制取的气体
【答案】(1)
(2)少量试剂的反应容器
(3)AC
(4)长颈漏斗
(5)
(6)②①⑤③④
(7) 小于 瘪
(8)ABC
【详解】（1）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为;
（2）仪器a是试管，一般性用途是：少量试剂的反应容器，在常温或加热时使用。
（3）用高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应条件是加热，发生装置选A；氧气密度比空气大、不易溶于水，可用向上排空气法或排水法收集，用排水法收集的氧气较为纯净，收集装置选C，则装置组合是AC。
（4）根据图像，仪器b是长颈漏斗。
（5）检验二氧化碳气体用澄清的石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，反应的化学方程式为.
（6）实验室里采用如图所示的装置制取二氧化碳时先组装仪器，再装试剂（先固后液），最后收集，故正确的操作顺序是②①⑤③④。
（7）二氧化碳能溶于水，向充满二氧化碳的软塑料瓶中加水振荡后，瓶内二氧化碳减少，气体压强减小，小于外界大气压，在大气压作用下瓶子变瘪。
（8）实验室里制取气体的一般思路和方法为选择适当的反应，选择合适的实验装置，以及验证所制得的气体。
A、确定制取气体的化学反应原理，故正确；
B、设计制取气体的实验装置，故正确；
C、验证得到的气体就是所要制取的气体，故正确。
故选ABC。
6.下图是实验室常用的装置。
(1)写出a的仪器名称 。
(2)写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式 。
(3)实验室若选用装置作为制取CO2的发生装置，其优点是 ；写出实验室制取的化学方程式 ，若用G装置收集CO2，气体应从 填“a”或“b”）端通入，如何验满 。
(4)乙炔(C2H2)是一种密度比空气小、难溶于水的气体，实验室常用块状电石（主要成分是）和水在常温下制取乙炔气体，该反应非常剧烈，且会放出大量的热。为得到平稳的气流，应选择的制取和收集装置是 （填装置字母）。
【答案】(1)铁架台
(2)
(3) 可以随时控制反应的发生和停止 a 将燃着的木条放在b口，若木条熄灭，则集满
(4)BF或BE或BG
【详解】（1）仪器a的名称是铁架台；
（2）A装置为固体加热型，且试管口有棉花，即为高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为；
（3）装置C中，当打开活塞时，长颈漏斗内的液体进入试管，使试管内液面上升到多孔隔板以上，与固体试剂接触，开始反应；当关闭活塞时，产生的气体无法排出，在试管上半部分聚积，使试管内部气压增大，将液体压回到长颈漏斗，使液面降到多孔隔板以下，使反应物相互分离，反应停止，故实验室若选用装置作为制取二氧化碳的发生装置，其优点是可以随时控制反应的发生和停止；
实验室用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为；
若用G装置收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，气体应从a端通入，二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为将燃着的木条放在b口，若木条熄灭，则集满；
（4）实验室常用块状电石（主要成分是）和水在常温下制取乙炔气体，该反应为固液常温型，该反应非常剧烈，发生装置可选择B，因为B装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，得到平稳的气流；乙炔是一种密度比空气小、难溶于水的气体，可用向下排空气法或排水法收集，收集装置可选择E或F或G，所以为得到平稳的气流，应选择的制取装置为BF或BE或BG。
7.为完成“制取二氧化碳”的实践性作业，学习小组开展如下活动。
(1)A组认为可用木炭燃烧制取二氧化碳，该方法不适合用于实验室制取二氧化碳的原因是 。
(2)B组在实验室开展实践活动。
①该组同学选用下图装置中 (填标号)，组装一套随开随停的装置制取气体。
②甲同学用 (填仪器名称)把大理石装入容器中，而后倒入液体药品；该反应的化学方程式是 。
③乙同学负责收集气体，验满并检验气体。验满气体的方法是 。
④实验结束，丙同学将残余物直接倒入下水道，洗涤仪器，整理实验台。大家认为丙同学的操作有待改进，你的改进措施是 (写一条)。
【答案】(1)收集的二氧化碳不纯
(2) CD 镊子 将燃着的木条放在瓶口，若熄灭，则集满 将残余物倒入指定的废液缸内
【详解】（1）木炭燃烧制取二氧化碳时，木炭燃烧消耗氧气，同时生成二氧化碳，但是如果氧气有剩余，会导致收集到的二氧化碳不纯；而且木炭燃烧的条件不易控制，反应速率也不好把握。所以该方法不适合用于实验室制取二氧化碳。故答案为：收集的二氧化碳不纯(答案不唯一)；
（2）①实验室用大理石（或石灰石）与稀盐酸制取二氧化碳，要组装一套随开随停的装置制取气体，C装置中，当关闭活塞时，气体无法排出，装置内压强增大，将液体压向右测，当右侧液面低于塑料隔板时，固体和液体分离，反应停止，打开活塞时，形成连通器，右侧内液体流向左侧，液面相平，液体没过塑料隔板，反应发生，所以应选用C装置；二氧化碳的密度比空气大，可溶于水，只能选用向上排空气法收集，故收集装置选D，故装置组合为CD；
②取用块状固体用镊子，则把大理石装入容器中常用的仪器是镊子；
大理石主要成分碳酸钙，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：；
③二氧化碳密度比空气大，用D装置收集，二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，所以验满二氧化碳的方法是:将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满；
④残余物中可能含有盐酸等酸性物质，直接倒入下水道会腐蚀下水道，应该将残余物倒入指定的废液缸内，处理后再排放。
8.为了测定某珍珠粉中碳酸钙的质量分数，称取10.00g珍珠粉样品，连续进行四次高温煅烧，冷却、称量剩余固体质量(杂质不参与反应)，记录数据如表：
实验序号 第一次 第二次 第三次 第四次
剩余固体质量/g 8.90 7.80 6.70 6.70
(1)完全反应生成二氧化碳的质量是 g。
(2)计算珍珠粉中碳酸钙的质量分数。
(3)若用电子天平称量样品的时候，忘记去除称量纸的重量，则计算的珍珠粉中碳酸钙的质量分数会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)3.3
(2)解：设珍珠粉中碳酸钙的质量分数为x
x=75%
答：珍珠粉中碳酸钙的质量分数为75%
(3)偏小
【详解】（1）碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则生成二氧化碳的质量是：10.00g-6.70g=3.3g；
（2）见答案；
（3）若用电子天平称量样品的时候，忘记去除称量纸的重量，则实际称取的珍珠粉样品的质量小于10.00g，则生成二氧化碳的质量小于3.3g，则计算出的碳酸钙的质量偏小，计算时样品按10.00g算，则计算的珍珠粉中碳酸钙的质量分数会偏小。
【能力提升】：
1.物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关二氧化碳的性质说法正确的是
A．有刺激性气味 B．难溶于水
C．能使澄清石灰水变浑浊 D．具有可燃性
【答案】C
【详解】A、二氧化碳是无色无味的气体，不具有刺激性气味，A 选项错误；
B、二氧化碳能溶于水，并非难溶于水，B 选项错误；
C、二氧化碳能与澄清石灰水（主要成分氢氧化钙）反应，生成碳酸钙白色沉淀，从而使澄清石灰水变浑浊，化学方程式为，C 选项正确；
D、二氧化碳不具有可燃性，一般情况下，它还能用于灭火，因为它不燃烧也不支持燃烧，D 选项错误。
故选C。
2．实验室制取二氧化碳，下列装置和操作合理的是
A．检查装置气密性 B．加入大理石
C．制取 D．收集
【答案】D
【详解】A、该装置中的长颈漏斗与外界想通，没有形成密闭系统，无法用此方法检查该装置的气密性，故A操作不规范，故选项不符合题意；
B、取用块状固体时，应“一横、二放、三慢竖”，先将试锥形瓶横放，用镊子把固体放在瓶口，再将锥形瓶慢慢竖起来，不能将固体直接竖直放入锥形瓶中，故B操作不规范，故选项不符合题意；
C、制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出，故C操作不规范，故选项不符合题意；
D、二氧化碳密度比空气大，使用图示装置收集二氧化碳时要长进短出，故D操作规范，故选项符合题意；
故选：D。
3.化学兴趣小组的同学用如图装置制取并探究CO2的性质。
查阅资料：CO2几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
(1)图中a仪器的名称是 。
(2)同学们用大理石与盐酸反应制取二氧化碳，A装置内反应的化学方程式为 。
(3)B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
(4)对比D、E装置中观察到的现象，可以得出的结论是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)
(3)除去二氧化碳中的氯化氢杂质
(4)二氧化碳能与水反应
【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：锥形瓶；
（2）同学们用大理石与盐酸反应制取二氧化碳，A装置内反应为大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
（3）盐酸具有挥发性，会使制得的二氧化碳中混有氯化氢，碳酸氢钠溶液能与氯化氢反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故饱和碳酸氢钠溶液的作用是：除去二氧化碳中的氯化氢杂质；
（4）D装置中干燥的石蕊纸花不变色，说明二氧化碳不能使石蕊变色，E装置中润湿的石蕊纸花变红，说明二氧化碳能与水反应。
4.如图所示，A～E为实验室常见的气体发生和收集装置，据此回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳的发生和收集装置组合为 (填字母)。为验证二氧化碳的性质，将产生的气体由导管的 (填“a”或“b”)口通入装置F中，可观察到试管中的紫色石蕊溶液变为红色。
【答案】(1)锥形瓶
(2) BC a
【详解】（1）由图可知，仪器①的名称为锥形瓶，故填：锥形瓶；
（2）实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，属于固液常温型，选择的发生装置为B，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，只能采用向上排空气法收集，选择的收集装置为C；为验证二氧化碳的性质，应使二氧化碳与紫色石蕊溶液充分接触，即“长进短出”，所以从a端通入装置F中，故填：BC；a。
5.气体的制备是初中化学实验重要的内容，请根据下列装置回答问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)如果装置A中试剂为高锰酸钾粉末，则需要对装置改进的是 。
(3)实验室用装置B、C、D进行实验时，C中蜡烛燃烧得更旺，D中溶液变浑浊，则B中反应的化学方程式为 ，小试管的作用是 。
(4)用装置E、F测量二氧化碳的体积时，若E中无植物油，则测得的二氧化碳的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)管口放一团棉花
(3) 形成液封，可节约试剂
(4)偏小
【详解】（1）由图可知，仪器①为长颈漏斗；
（2）如果装置A中试剂为高锰酸钾粉末，为防止固体粉末进入导管，应在试管口放一团棉花；
（3）实验室用装置B、C、D进行实验时，C中蜡烛燃烧更旺，则B中产生的气体为氧气，D中澄清石灰水变浑浊，是因为C中蜡烛燃烧产生了二氧化碳气体，B装置为固液常温型发生装置，选用的是过氧化氢制氧，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，方程式为：；
小试管的作用是形成液封，可以减少液体的加入量，节约试剂；
（4）用装置E、F测量二氧化碳的体积时，若E中无植物油，二氧化碳能溶于水，则测得的二氧化碳的体积偏小。
6.化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。
(1)仪器②的名称是 。
(2)实验室常用加热二氧化锰和浓盐酸的方法制取氯气，如果选用装置A为发生装置，需要改进的地方是 。
(3)实验室选用装置C制取，实验室制取的化学方程式是 ，加入的稀盐酸的量不宜太多。若实验时，试管中液面处于m处（此时长颈漏斗中稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹可能导致的后果是 。
(4)2022年我国首个百万吨级碳捕集、利用与封存项目投产。该项目由齐鲁石化从排放源中分离并提纯二氧化碳，胜利油田把二氧化碳注入地层。
①为方便运输，加压将二氧化碳变成介于气体和液体之间的超临界状态。下列关于超临界二氧化碳的说法正确的是 （填字母）。
A．超临界二氧化碳容易燃烧
B．超临界二氧化碳能和氢氧化钙溶液反应
C．加压将二氧化碳变成超临界状态时二氧化碳分子变小
D．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳气体更大
②用图1装置模拟油田封存。连接A、B装置，将从 端（选填“a”或“b”）通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中。
(5)一种捕集利用二氧化碳的原理如图2所示：
①写出转化Ⅱ的化学方程式 。
②该转化过程中，生成的CO中碳元素的质量 （填“大于”、“小于”或“等于”）捕集到的中的碳元素的质量。
【答案】(1)分液漏斗
(2)试管要向上倾斜
(3) 稀盐酸从长颈漏斗上端溢出
(4) ①BD/DB b
(5) 大于
【详解】（1）由图可知，仪器②的名称是分液漏斗；
（2）实验室常用加热二氧化锰和浓盐酸的方法制取氯气，发生装置为固液加热型反应，防止液体流到试管口，故试管口应向上倾斜；
（3）实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；若实验时，试管中液面处于m处，关闭弹簧夹后，试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗，由于加入的稀盐酸的量太多，可能导致的后果是液体从长颈漏斗上端溢出；
（4）①A、二氧化碳不具有可燃性，超临界二氧化碳不容易燃烧，此选项错误；
B、二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，超临界二氧化碳化学性质不变，也能和氢氧化钙溶液反应，此选项正确；
C、加压将二氧化碳变成超临界状态，二氧化碳分子大小不变，只是分子间隔变小，此选项错误；
D、相同条件下，超临界二氧化碳的密度比二氧化碳气体大，此选项正确。
故选BD。
②用图1装置模拟油田封存，二氧化碳的密度比油小，应将二氧化碳从b端通入，这样能将油从a端压入烧杯中；
（5）①由图可知，转化Ⅱ发生的反应是碳酸钙和甲烷在催化剂作用下反应生成氧化钙、一氧化碳和氢气，故化学反应方程式为：；
②根据质量守恒定律，化学反应前后元素的质量不变，在整个转化过程中，碳元素来自捕捉到的二氧化碳和甲烷，生成的一氧化碳中的碳元素质量一部分来自二氧化碳、一部分来自甲烷，则生成的一氧化碳中碳元素的质量大于捕集到的二氧化碳中的碳元素的质量。
7.化学实验是化学学习的基础和保证。回答问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是 ，若要用B装置所示收集氧气，请在虚线框内补充画出图中其他部分 。
(3)图C是某制氧装置的工作示意图，反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。
A．反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液
B．加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质
C．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
(4)离子浓度越大，电导率越大，溶液导电性越强。进行图甲实验，测得烧杯中溶液电导率变化如图乙所示。
图甲锥形瓶中发生的化学方程式为 ，从微观角度解释图乙中ab段电导率下降的原因 。
【答案】(1)试管
(2)
(3)AC
(4) 随着反应进行，溶液中的钙离子、氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水，使溶液中离子浓度减小，电导率下降
【详解】（1）根据图像，仪器①是试管。
（2）A 装置是固体加热型发生装置，且试管口有棉花，是用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为；
氧气密度比空气大，可用向上排空气法收集，使用 B 装置收集氧气，氧气从长管通入，将空气从短管排出，作图为。
（3）A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下能分解产生氧气，不需要加热，所以反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液，A 正确；
B、氧气不易溶于水，加湿仓是让氧气通过水来湿润氧气，不是利用氧气能溶于水的性质，B 错误；
C、设计供氧器时，需要考虑使用便捷、保障安全、符合环保要求等多方面因素，C 正确。
故选AC。
（4）图甲中锥形瓶内是石灰石（主要成分碳酸钙）与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为。
烧杯中发生的反应是，开始时溶液中离子浓度较大，电导率高。反应中钙离子、氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水，离子浓度降低，根据 “离子浓度越大，电导率越大，溶液导电性越强”，所以电导率下降。
8.某化学兴趣小组同学测定大理石中碳酸钙的质量分数，设计如下实验方案（大理石中的杂质不与盐酸反应，且高温灼烧不分解）：称取10.0g大理石放于烧杯中，加入足量稀盐酸，按下图装置进行实验，记录数据如下表。
时间 0 2 4 6 8 10 12
装置和药品总质量／g 261.0 260.6 259.2 258.0 257.7 257.7 257.7
(1)大理石完全反应时，生成的二氧化碳质量为： 。
(2)根据化学方程式计算大理石中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）
【答案】(1)3.3g
(2)解：大理石完全反应时，生成二氧化碳的质量为261.0g-257.7g=3.3g
设10g大理石中碳酸钙的质量为
则大理石中碳酸钙的质量分数为
答：大理石中碳酸钙的质量分数为75%
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第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
学习导航
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
02知识思维导图——构建知识体系，加强学习记忆
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
01核心素养目标——明确内容要求，落实学习任务
1.通过分析“生成二氧化碳的方法”和对课本二氧化碳制取相关内容的讨论，能描述出实验室里制取二氧化碳的药品及化学反应原理。
2.通过对比分析实验室制取二氧化碳和氧气的发生装置及收集装置，学会选择实验仪器并能设计制取二氧化碳的实验装置。
3.通过反应原理，设计实验装置，结合氧气的制取操作，学会对二氧化碳进行“检验”和“验满”，能动手进行二氧化碳制取实验。
02知识思维导图——明确内容要求，落实学习任务
03课题知识梳理——梳理教材内容，掌握基础知识
实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
1．实验药品： 。
2．反应原理：__________________________________。
实验室不能用稀硫酸代替稀盐酸制取CO2，是因为 。
不能用浓盐酸代替稀盐酸制取CO2，是因为 。
不宜用碳酸钠粉末代替石灰石或大理石制取CO2，是因为 。
实验室里制取二氧化碳的装置
1.发生装置：反应物是 ；反应条件 。
固液常温型
稀盐酸和大理石（石灰石）制二氧化碳
适合制取 少量气体 适合制取 大量气体 长颈漏斗可随时添加液体药品，注意下端管口液封 分液漏斗可控制加入液体的速率，从而控制反应速率 注射器可控制加入液体的速率，从而控制反应速率
改进装置的优点：可实现固液的分离和接触，从而 。
开始：打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流下，淹没过石灰石，反应开始 开始： 打开弹簧夹 开始：打开弹簧夹，液体淹没固体 开始：将铜网浸入溶液中 开始：打开弹簧夹
停止：夹紧弹簧夹，液体由于气体压强回流回长颈漏斗，液体液面低于隔板固液分离，反应停止 停止： 关闭弹簧夹 停止：关闭弹簧夹，液体压入左侧 停止：拉动铜丝离开液面 停止：关闭弹簧夹
2.收集装置：适合密度 气体；且 。
排水集气法 向上排空气法 向下排空气法
适合气体溶解度小 不与水反应的气体 适合密度比空气大 不与空气反应的气体 适合密度比空气小 不与空气反应的气体
注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满 注意事项：导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气。 注意事项：导管伸入集气瓶底部， 以保证排尽集气瓶中空气。
3.检验与验满：
①检验： ，说明该气体是二氧化碳；
②验满： ，说明二氧化碳已集满。
实验室里制取二氧化碳的步骤
步骤 （1）连接装置，检查气密性 （2）加入固体试剂 （3）加入液体试剂 （4）收集并验满
示意图
操作及注意事项 用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗中加水至漏斗内形成一段水柱，若 ，说明装置气密性良好 将锥形瓶横放，用镊子将石灰石(或大理石)放在锥形瓶口，再把锥形瓶慢慢竖立起来 长颈漏斗下端要在液面之下，形成“液封”，目的是 收集： ； 验满： ，则已集满
04知识当堂检测——课堂自我检测，发现知识盲点
1.如图分别是实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置。完成该实验的操作中，正确的一项是
A．均需用酒精灯加热 B．均可用镊子装入固体
C．均需检查装置的气密性 D．均可用带火星木条检验气体
2.实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是
A．检查气密性 B．装药品
C．收集气体 D．气体验满
3．结合下列实验装置图，回答问题。
(1)图中仪器①的名称为 。
(2)实验室制的发生装置和收集装置应选择 (填字母代号)。
(3)实验室利用装置B制的化学方程式为 ，用此反应制备并收集一瓶干燥的，所选装置导管口的连接顺序为 ，a→___→___→___。
4.小明在实验室制取二氧化碳并探究其性质。
信息：①盐酸具有挥发性；CaSO4微溶于水；
②质量一定的气体，其体积与温度成正比、与压强成反比；
③各装置气密性良好。
【选择试剂】
组别 试剂 实验现象
① 粉末状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率很快
② 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率均匀适中
③ 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐消失
(1)书写实验室制备二氧化碳的化学方程式 。
(2)对照实验①②，是探究 对制取CO2产生的影响。
(3)根据实验③中的现象，其原因是 。
结论：从制取和收集角度分析，选择第②组方案进一步探究。
【定性探究】
(4)检验二氧化碳：按顺序组合装置A和B，B中现象用化学方程式表示 。
(5)收集二氧化碳：按顺序组合装置A和C，A连接 (选“a”或“b”)，验满方法是 。
(6)装置改进：用装置D替代装置A．装置D主要优点有 (任写一条)。
【定量分析】
(7)测定二氧化碳体积：按顺序组合装置A和E．待反应完全，装置冷却至室温，此时装置E两端液面左低右高，再调节装置E两端液面相平，若无调平操作，则测得的二氧化碳体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)；读数：反应前水溶液刻度在50mL处，最终读数如图F所示，则收集CO2气体约 mL；有同学认为用装置E测量CO2体积依然不严谨，理由是 。
5.实验小组取20g石灰石样品于烧杯中，将100g稀盐酸分四次加入，充分反应后测得实验数据如下表(杂质不参与反应，生成的气体全部逸出)。
第一次 第二次 第三次 第四次
加入稀盐酸的质量/g 25 25 25 25
烧杯中剩余物质的质量/g 42 64 88.4 113.4
回答下列问题：
(1)实验中发生反应的化学方程式是 。
(2)反应中产生气体的总质量是 g。
(3)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 (写出计算过程)。
05重难点强训练——探究重点难点，突破学习任务
问题一 实验室制取二氧化碳
【解题技巧】：
实验室制取二氧化碳：
1.药品：块状石灰石（或 ）和 （均为 物）
2.反应原理：
（1）不用稀硫酸代替稀盐酸的原因： 。
（2）不用浓盐酸代替稀盐酸的原因： 。
（3）不用纯的碳酸钙或碳酸钠粉末的原因： 。
3. 验满： ，则二氧化碳已经集满。
4. 检验：将气体 ，则证明是二氧化碳。
例：自然界氧循环对维持人类生活与生态平衡具有重要意义。
(1)用图1装置制取和
①用大理石()和稀制取的化学方程式为 ，收集装置是 ，验满的方法是 。
②用B作发生装置产生，反应的化学方程式为 ，检验氧气的方法是 。
(2)探究鱼缸中氧循环
①图2鱼缸中和含氧量比一周前明显下降。下降的原因可能是 (用化学方程式表示)。
②用图3进行实验，测得4小时后a中含氧量为，b中含氧量为。从氧循环的角度分析，氧含量不同的原因是 。
③若要恢复鱼缸中的正常氧循环，可以采取的一种做法是 。
【答案】(1) D 将然着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体为氧气
(2) 水草经光合作用，将二氧化碳转化为氧气 补充光照
【详解】（1）①碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为；
二氧化碳密度比空气大，能溶于水且与水反应，应采用向上排空气法进行收集，即收集装置选D；
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，则验满的方法为将然着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满；
②B装置适用于固-液常温型，可用于过氧化氢制氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为；
氧气具有助燃性，则检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明该气体为氧气；
（2）①鱼缸中的鱼呼吸产生二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸（），碳酸显酸性，会导致鱼缸中水的pH下降；
②水草经光合作用，将二氧化碳转化为氧气，导致a、b中的含氧量不同；
③结合②，若要恢复鱼缸中的正常氧循环，可以补充光照。
变式1：实验室里制取CO2，下列操作、药品和装置选择合理的是
A．选择药品 B．发生装置
C．收集装置 D．检验
变式2：实验室制取气体的常用装置如下图所示，请回答下列问题。
(1)制取和可选用相同的发生和收集装置，该套装置为 (填字母)。
(2)写出实验室用装置B制取的化学方程式 。
(3)若用虚线框内装置干燥气体，请将该装置图补画完整 。
变式3：实验室制取气体的部分装置如下图所示，请回答下列问题：
(1)请写出标号仪器的名称：a 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 。
当用装置F收集时，发现水槽内的水变成紫色，其原因是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时可选择装置B或C作发生装置。与装置B相比，装置C的优点是 。
(4)要组装一套实验室制取二氧化碳的装置，可从A~F中选择 (填字母序号)。若用装置G测量生成二氧化碳气体的体积，其中植物油的作用是 。
问题二 实验室制取二氧化碳的一般思路
【解题技巧】：
实验室制取二氧化碳的一般思路：
发生装置选择： 和
收集装置选择： 和
例：下列实验中，仪器和用品的选择不合理的是（ ）
A．用H2O2溶液和MnO2制O2——①② B．用大理石和稀盐酸制CO2——③④⑤
C．收集CO2气体——⑥⑦⑧ D．检验一瓶气体是否为O2——⑦⑧⑨
【答案】A
【解析】A、因为过氧化氢在二氧化锰催化作用分解的过程中不需要加热，因此不需要酒精灯，该选项选择不合理；B、因为碳酸钙和稀盐酸反应不需要加热，固体与液体混合后即可产生气体，可以用锥形瓶、长颈漏斗和带导管的双孔橡皮塞进行实验，该选项选择合理；C、因为二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，利用向上排空气法收集二氧化碳时，可以用玻璃弯管、集气瓶和玻璃瓶进行收集，该选项选择合理；D、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，检验气体是否是氧气时，可以用集气瓶、玻璃片和带火星的木条进行实验，该选项选择合理。故选A。
变式1：某化学兴趣小组研究影响化学反应快慢的因素。
（1）下图是实验室中常用的仪器
①仪器A的名称是_______。
②从上图中选择合适的仪器组装一套CO2发生装置，要求添加盐酸无需拆开装置，需要用到的仪器有哪些？_______(填标号)
（2）该小组的实验设计和数据记录如下表。每个实验均在反应开始后，就立即用排水法连续收集多瓶CO2，表中“—”表示气泡太少，不再收集。
序号 反应物 收集每瓶气体所用时间(单位：秒)
盐酸 浓度 盐酸 体积 大理石 形状 第1瓶 第2瓶 第3瓶 第4瓶 第5瓶 第6瓶
实验1 10% 70mL 小颗粒 8 9 10 12 14 19
实验2 块状 11 12 15 17 21 23
实验3 7.5% 70mL 小颗粒 10 12 13 15 17 26
实验4 块状 t 14 16 19 22 24
实验5 5% 70mL 小颗粒 14 18 19 32 63 —
实验6 块状 20 31 59 — — —
①该小组研究了哪些因素对反应快慢的影响？_______
②为了分析浓度对反应快慢的影响，可对比表中实验_______(填标号)。
A.2和3 B.2和4
C.4和5 D.1和6
③根据实验数据反映出的规律，表中数值t的合理范围是：_______（3）该小组在反应开始后立即收集第1瓶气体，你认为该做法合理吗？说出你的观点并阐述理由。__。
变式2：某同学在实验室制取二氧化碳时进行了如下操作，其中不正确的是
A．连接仪器 B．检查气密性
C．收集气体 D．验满气体
变式3：某校化学兴趣小组利用如图装置对气体的制取进行探究，下列说法正确的是
A．该装置可以制取氧气
B．收集氢气应从导管m进入
C．发生装置可以控制反应速率
D．用碳酸钙和稀硫酸在实验室制取二氧化碳
06巩固分层练习——课后训练巩固，提升能力素养
【巩固基础】：
1.下列图示的实验操作中，正确的是
A．加入大理石 B．验满
C．收集二氧化碳 D．铁丝燃烧
2.实验室制取二氧化碳，下列装置和操作合理的是
A．检查装置气密性 B．加入大理石
C．制取 D．收集
3.分反应，用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯火焰上加热至发红，将其由瓶口向下 （填“快速”或“缓慢”）插入充满氧气的集气瓶中，观察到木炭燃烧更剧烈。
(4)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，应选用 装置（填序号），其反应的化学方程式为 。
4.下列是一些常见的初中实验装置，请回答问题。
(1)仪器X的名称是 。
(2)实验室用B装置制取的化学方程式 ；若用C装置收集一瓶，验满的方法是 。
(3)氨气是一种有刺激性气味的碱性气体，不能选用下列干燥剂中的_______（填字母序号）。
A．氢氧化钠固体 B．浓硫酸 C．生石灰
(4)实验室用上述装置制取并收集一瓶纯净、干燥的氢气，所选装置接口的连接顺序为b- 。
5.实验室现有大理石、高锰酸钾、稀盐酸等试剂及相关仪器和用品，请结合下列装置回答问题：
Ⅰ．用高锰酸钾制取氧气：
(1)发生反应的化学方程式为： 。
(2)仪器a的一般性用途是： ，在常温或加热时使用。
(3)制取较为纯净的氧气应选择的装置是 (填字母)。
Ⅱ．用大理石和稀盐酸制取二氧化碳：
(4)仪器b的名称是 。
(5)检验该气体的化学反应方程式为 。
(6)实验室里采用如图所示的装置制取二氧化碳时，一般有5个步骤：①检查装置的气密性；②按要求组装好仪器；③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④收集气体；⑤向锥形瓶中放入几小块石灰石。正确的操作顺序是 (填序号)。
(7)向一个收集满二氧化碳的质地较软的塑料瓶中加入约体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。瓶内气体压强 (填“大于”或“等于”或“小于”)外界大气压强，瓶子会慢慢变 (填“瘪”或“鼓”)。
(8)通过研究二氧化碳和氧气的实验室制取，我们可以总结出实验室里制取气体的一般思路和方法为___________(填字母)。
A．确定制取气体的化学反应原理
B．设计制取气体的实验装置
C．验证得到的气体就是所要制取的气体
6.下图是实验室常用的装置。
(1)写出a的仪器名称 。
(2)写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式 。
(3)实验室若选用装置作为制取CO2的发生装置，其优点是 ；写出实验室制取的化学方程式 ，若用G装置收集CO2，气体应从 填“a”或“b”）端通入，如何验满 。
(4)乙炔(C2H2)是一种密度比空气小、难溶于水的气体，实验室常用块状电石（主要成分是）和水在常温下制取乙炔气体，该反应非常剧烈，且会放出大量的热。为得到平稳的气流，应选择的制取和收集装置是 （填装置字母）。
7.为完成“制取二氧化碳”的实践性作业，学习小组开展如下活动。
(1)A组认为可用木炭燃烧制取二氧化碳，该方法不适合用于实验室制取二氧化碳的原因是 。
(2)B组在实验室开展实践活动。
①该组同学选用下图装置中 (填标号)，组装一套随开随停的装置制取气体。
②甲同学用 (填仪器名称)把大理石装入容器中，而后倒入液体药品；该反应的化学方程式是 。
③乙同学负责收集气体，验满并检验气体。验满气体的方法是 。
④实验结束，丙同学将残余物直接倒入下水道，洗涤仪器，整理实验台。大家认为丙同学的操作有待改进，你的改进措施是 (写一条)。
8.为了测定某珍珠粉中碳酸钙的质量分数，称取10.00g珍珠粉样品，连续进行四次高温煅烧，冷却、称量剩余固体质量(杂质不参与反应)，记录数据如表：
实验序号 第一次 第二次 第三次 第四次
剩余固体质量/g 8.90 7.80 6.70 6.70
(1)完全反应生成二氧化碳的质量是 g。
(2)计算珍珠粉中碳酸钙的质量分数。
(3)若用电子天平称量样品的时候，忘记去除称量纸的重量，则计算的珍珠粉中碳酸钙的质量分数会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【能力提升】：
1.物质的性质很大程度上决定了物质的用途。下列有关二氧化碳的性质说法正确的是
A．有刺激性气味 B．难溶于水
C．能使澄清石灰水变浑浊 D．具有可燃性
2．实验室制取二氧化碳，下列装置和操作合理的是
A．检查装置气密性 B．加入大理石
C．制取 D．收集
3.化学兴趣小组的同学用如图装置制取并探究CO2的性质。
查阅资料：CO2几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
(1)图中a仪器的名称是 。
(2)同学们用大理石与盐酸反应制取二氧化碳，A装置内反应的化学方程式为 。
(3)B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
(4)对比D、E装置中观察到的现象，可以得出的结论是 。
4.如图所示，A～E为实验室常见的气体发生和收集装置，据此回答问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳的发生和收集装置组合为 (填字母)。为验证二氧化碳的性质，将产生的气体由导管的 (填“a”或“b”)口通入装置F中，可观察到试管中的紫色石蕊溶液变为红色。
5.气体的制备是初中化学实验重要的内容，请根据下列装置回答问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)如果装置A中试剂为高锰酸钾粉末，则需要对装置改进的是 。
(3)实验室用装置B、C、D进行实验时，C中蜡烛燃烧得更旺，D中溶液变浑浊，则B中反应的化学方程式为 ，小试管的作用是 。
(4)用装置E、F测量二氧化碳的体积时，若E中无植物油，则测得的二氧化碳的体积 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
6.化学是一门以实验为基础的自然科学，请结合下图回答问题。
(1)仪器②的名称是 。
(2)实验室常用加热二氧化锰和浓盐酸的方法制取氯气，如果选用装置A为发生装置，需要改进的地方是 。
(3)实验室选用装置C制取，实验室制取的化学方程式是 ，加入的稀盐酸的量不宜太多。若实验时，试管中液面处于m处（此时长颈漏斗中稀盐酸有剩余），则关闭弹簧夹可能导致的后果是 。
(4)2022年我国首个百万吨级碳捕集、利用与封存项目投产。该项目由齐鲁石化从排放源中分离并提纯二氧化碳，胜利油田把二氧化碳注入地层。
①为方便运输，加压将二氧化碳变成介于气体和液体之间的超临界状态。下列关于超临界二氧化碳的说法正确的是 （填字母）。
A．超临界二氧化碳容易燃烧
B．超临界二氧化碳能和氢氧化钙溶液反应
C．加压将二氧化碳变成超临界状态时二氧化碳分子变小
D．同等条件下，超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳气体更大
②用图1装置模拟油田封存。连接A、B装置，将从 端（选填“a”或“b”）通入装有油的广口瓶中封存，油被压入烧杯中。
(5)一种捕集利用二氧化碳的原理如图2所示：
①写出转化Ⅱ的化学方程式 。
②该转化过程中，生成的CO中碳元素的质量 （填“大于”、“小于”或“等于”）捕集到的中的碳元素的质量。
7.化学实验是化学学习的基础和保证。回答问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是 ，若要用B装置所示收集氧气，请在虚线框内补充画出图中其他部分 。
(3)图C是某制氧装置的工作示意图，反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。
A．反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液
B．加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质
C．设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
(4)离子浓度越大，电导率越大，溶液导电性越强。进行图甲实验，测得烧杯中溶液电导率变化如图乙所示。
图甲锥形瓶中发生的化学方程式为 ，从微观角度解释图乙中ab段电导率下降的原因 。
8.某化学兴趣小组同学测定大理石中碳酸钙的质量分数，设计如下实验方案（大理石中的杂质不与盐酸反应，且高温灼烧不分解）：称取10.0g大理石放于烧杯中，加入足量稀盐酸，按下图装置进行实验，记录数据如下表。
时间 0 2 4 6 8 10 12
装置和药品总质量／g 261.0 260.6 259.2 258.0 257.7 257.7 257.7
(1)大理石完全反应时，生成的二氧化碳质量为： 。
(2)根据化学方程式计算大理石中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）
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