二氧化碳制取的研究
我夯基 我达标
1.实验室制二氧化碳适宜的仪器是（ ）
A.广口瓶、集气瓶、酒精灯 B.漏斗、广口瓶、集气瓶、水槽
C.长颈漏斗、广口瓶、集气瓶 D.长颈漏斗、大试管、集气瓶
思路解析：因为实验室制二氧化碳的反应物是固体与液体，反应不需要加热，故不用酒精灯；又因为二氧化碳能溶于水，且与水发生化学反应，故不能用排水法收集。
答案：C
2.(2006山东临沂模拟)可生成二氧化碳的反应很多，例如：①酒精的燃烧 ②木炭在空气中燃烧 ③碳与氧化铜反应 ④高温煅烧石灰石 ⑤石灰石与稀硫酸反应 ⑥石灰石与稀盐酸反应 ⑦碳酸钙粉末与浓盐酸 ⑧人和动物的呼吸作用。其中可用于实验室制取二氧化碳的是（ ）
A.①②③ B.③④⑤ C.⑥ D.全部
思路解析：
①②两类方法虽然能生成二氧化碳，但燃烧需在空气中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧生成的气体也难收集；③④两类方法在高温下进行，操作不便；⑤反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，反应逐渐停止；⑦反应剧烈，不易收集，并且浓盐酸挥发出氯化氢气体，使二氧化碳不纯；⑧中二氧化碳不纯，含量低。
答案：C
3.如图所示有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（ ）
图6-5
思路解析：选项A实验说明二氧化碳不支持燃烧，选项B实验说明二氧化碳能与石灰石反应，选项C实验说明二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红，这些均是二氧化碳的化学性质的体现。选项D实验说明二氧化碳的密度比空气大，这是二氧化碳的物理性质。
答案：D
4.欲将二氧化碳气体里混入的少量一氧化碳杂质除去，可让气体通过（ ）
A.石灰水 B.水 C.炽热的炭层 D.灼热的氧化铜
思路解析：除杂质时应该利用杂质和被提纯的物质的性质不同，采用物理方法或化学方法除去杂质，得到纯净的物质。提纯时，应该注意：(1)除杂质时不应引入新杂质。(2)选用的除杂试剂只能与杂质反应。(3)杂质跟试剂反应后的产物应容易和被提纯的物质分离。根据上述原则，分析一氧化碳有还原性，二氧化碳没有还原性；可将混合气通过灼热的氧化铜，则其中一氧化碳被氧化铜氧化转变成二氧化碳。
答案：D
5.有两种黑色粉末A、B和两种无色气体C、D，用图6-6的装置图所示的装置做了以下实验：
图6-6
第一步：当加热管内盛有的黑色粉末A时，由a端导管通入气体D，结果在b端产生气体C，管内的黑色粉末变为亮红色；
第二步：当加热管内盛的黑色粉末B时，由导管a端通入气体C，结果在b端产生气体D，气体D可以燃烧；
第三步：当把a端堵上，加热管内两种黑色固体的混合物，结果在b端也产生气体C。
根据以上实验事实完成下列问题：
（1）写出各物质的名称：
A________；B________；C________；D________。
（2）写出各步反应的化学方程式：
①________________。②________________。③________________。
解答：（1）A、B都是黑色粉末，第一步A能被D还原出亮红色铜，说明A是氧化铜；第二步B能把C还原成可燃性气体D；第三步A与B混合共热生成C，说明B是碳。
C、D两种都是无色气体，C、D之间可以互相转化，D有还原性及可燃性，说明D是一氧化碳，C是二氧化碳。
（2）化学方程式：
①CuO+COCu+CO2 ②CO2+C2CO ③2CuO+C2Cu+CO2↑
我综合 我发展
6.有A、B、C、D四种物质，其中A、B、D都不溶于水，也不与水反应，A和B是黑色粉末，将其混合在高温下反应，能生成红色粉末Y和能使X溶液变浑浊的气体Z，Z与灼热的B反应，生成无色有毒气体E，D在高温下煅烧生成C和Z，写出各物质的化学式。
思路解析：A和B是黑色粉末，高温条件下生成红色粉末Y和能使X变浑浊的气体Z，由此现象推断A和B是碳粉和氧化铜的混合物，Y是铜，X是Ca(OH)2，Z是CO2；根据Z与灼热的B反应，生成无色有毒气体E，推断出E是CO，那么B则是碳，因此A是CuO，D不溶于水，且高温下分解出CO2，确定D是CaCO3，C则是CaO。
答案：A．CuO B．C C．CaO D．CaCO3 E．CO X．Ca(OH)2 Y．Cu Z．CO2
7.如图6-7所示可收集什么气体？
图6-7
思路解析：收集时符合长管进、短管出的气体应该是比空气重的气体，如二氧化碳、氧气等。
答案：二氧化碳，氧气
我创新 我超越
8.为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B两同学分别设计了探究实验的方案。A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化（紫色石蕊试液遇酸变红色）。
图甲 图乙
图6-8
请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价：
（1）哪个同学的方案合理：______________________________________。
（2）方案合理的理由是：______________________________________。
思路解析：此题主要考查二氧化碳与水反应生成碳酸，生成的碳酸使石蕊试液变红。
答案：（1）B同学的实验探究方案合理
（2）B同学进行了多个对比实验。通过观察小花颜色的变化，可以说明紫色石蕊变红不是水作用的结果，也不是二氧化碳作用的结果，而是酸作用的结果。二氧化碳与水反应一定生成了具有酸性的物质课题2 二氧化碳制取的研究
5分钟训练 (预习类训练，可用于课前)
1.实验室里制取CO2的药品是_________，化学反应方程式为___________________________；收集CO2的方法是___________________________；检验CO2的方法是_________________；验满CO2的方法是______________________________________________________
思路解析：本题考查实验室制取二氧化碳的反应原理和收集、检验、验满二氧化碳的方法和过程，考查对该实验基本知识的掌握。
答案：大理石或石灰石与稀盐酸CaCO3+2HCl====CaCl2+ CO2↑+H2O向上排空气法将产生的气体通入澄清的石灰水中，澄清的石灰水变浑浊，则证明产生的气体是二氧化碳将燃着的木条放到集气瓶，若木条熄灭，则证明已满
2.实验室里制取气体的装置包括___________和_________两部分。确定气体的发生装置应考虑的因素是_________和_________，确定气体的收集装置应考虑的因素是气体的_________和_________等。
思路解析：本题考查实验室制备气体时装置的选择原则和气体收集时需要考虑的主要因素。
答案：发生装置 收集装置 反应物的状态 反应条件 密度 水溶性
3.实验室制取二氧化碳气体，反应物的状态为_________和_________反应，反应_________（填“需要”或“不需要”）加热，所以选择的气体发生装置简称为固液常温型；又由于生成的二氧化碳气体密度比空气_________，_________溶于水，且二氧化碳还能与水发生反应，所以选择的收集方法只能是_________。
思路解析：反应物的状态和反应条件，决定了制备装置的选择。固液型装置且不需要加热决定了装置应该选择启普发生器或其简易装置。
答案：固体 液体 不需要 大 能 向上排空气法
10分钟训练 (强化类训练，可用于课中)
1.在实验室里制取二氧化碳时一般采取以下操作步骤：①装入块状的大理石或石灰石；②用向上排空气法收集二氧化碳；③连接仪器，检查装置的气密性；④倒入稀盐酸。则正确的操作步骤为___________（填序号）。
思路解析：此题考查制取二氧化碳操作步骤。
答案：③①④②
2.实验室制取二氧化碳最适合的反应物是( )
A.碳酸钠粉末和稀硫酸 B.石灰石和稀盐酸
C.大理石和稀硫酸 D.大理石和浓盐酸
思路解析：选择一种物质的实验室制法，不仅要考虑其理论上是否可行，还要考虑反应速率是否适度，操作上是否简便，价格是否合算，生成物的纯度等诸多因素，并非所有能生成该物质的反应都可以作为制备方法。
答案：B
3.常用泡沫灭火器装的主要药品是( )
A．稀盐酸和碳酸钙 B．硫酸和碳酸钠
C．硫酸和碳酸氢钠 D．硫酸铝和碳酸氢钠
思路解析：本题考查泡沫灭火器的基本原理。泡沫灭火器是由硫酸铝和碳酸钠溶液混合制得的。硫酸铝和碳酸钠溶液混合，得到氢氧化铝并产生大量的二氧化碳气体。
答案：D
4.下列物质在100 ℃以上分解时，生成物全部是气体的是( )
A.氯酸钾 B.高锰酸钾 C.碳酸钙 D.碳酸氢铵
思路解析：NH4HCO3====H2O↑+ CO2↑+ NH3↑
答案：D
快乐时光
信鸽与马
老师问：“你们说信鸽和马哪个快？”?
小莫里茨回答说：“如果奔跑的话，马快。”
30分钟训练 (巩固类训练，可用于课后)
1.(2005湖北武汉中考，6)铅蓄电池中含有硫酸，如果不慎将硫酸漏到大理石地面上，会发出嘶嘶声，并有气体产生。这种气体是( )
A.二氧化硫 B.氧气 C.氢气 D.二氧化碳
思路解析：硫酸与大理石的反应原理为：H2SO4+CaCO3====CaSO4+CO2↑+H2O，据此可知产生的气体为CO2。若错选A，则是对硫酸与大理石(CaCO3)的反应原理没有掌握。
答案：D
2.检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是( )
A．加入澄清石灰水，观察是否变浑浊
B．将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭
C．加入紫色石蕊试液，观察是否变红色
D．将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭
思路解析：此题考查二氧化碳的检验方法。检验是不是二氧化碳应加入澄清石灰水，观察石灰水是否变浑浊，验证二氧化碳是否收集满可将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭。
答案：A
3.绿色植物的光合作用二氧化碳占空气总体积的0．03%，自然界中二氧化碳的循环如图所示，在A处不参与该循环的是( )
绿色植物的光合作用
A．植物的呼吸作用 B.含碳燃料的燃烧
C．发展利用氢燃料 D.人和动物的呼吸
思路解析：植物的呼吸作用、含碳燃料的燃烧、人和动物的呼吸均有二氧化碳的产生，产生的二氧化碳参与绿色植物的光合作用。氢燃料燃烧产物是水，不是二氧化碳。
答案：C
4.现在有下列实验仪器：①大试管 ②烧杯 ③酒精灯 ④集气瓶 ⑤长颈漏斗 ⑥带导管的双孔塞 ⑦导气管 ⑧玻璃片 ⑨铁架台 ⑩水槽等仪器，在实验室制取CO2时，应选用的仪器有（填序号）__________________。
思路解析：本题考查了实验室制备二氧化碳气体的装置和实验过程。我们利用启普发生器的简易装置制备二氧化碳。
答案：①④⑤⑥⑦⑧⑨
5.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消灭污染，是一门能彻底阻止污染的科学。它包括“原料的绿色化”“化学反应的绿色化”“产物的绿色化”等内容。其中，“化学反应的绿色化”要求原料物质中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列符合“化学反应的绿色化”的是( )
A.化工厂用氨、二氧化碳和水制碳酸氢铵 NH3+H2O+CO2====NH4HCO3
B.实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳 CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
C.用炭、氧气和氧化钠制碳酸钠 C+O2 CO2 CO2+Na2O====Na2CO3
D.实验室用氯化铵和消石灰制氨气 2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2NH3↑+2H2O
思路解析：“化学反应的绿色化”要求原料物质中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中，这是解答此题的关键。也就是说反应的最终生成物应该只有所期望的产品。B项的期望产品是二氧化碳，但生成物除了二氧化碳外还有氯化钙和水；D项的期望产品是氨气，但生成物除了氨气外还有氯化钙和水。
答案：AC
6.按下图的装置制取二氧化碳并检验它的性质，完成下列问题：
（1）用装置A来制取二氧化碳，所用药品为_________和_________。
（2）若用装置C检验二氧化碳，装置C中发生反应的化学方程式为：__________________。
（3）若用装置B证明二氧化碳与水反应生成碳酸，装置B中盛放的试剂是_________。
（4）利用已收集到的二氧化碳气体，设计一个实验证明二氧化碳气体具有既不能燃烧，又不能支持燃烧，且密度比空气大的性质。（要求用语言叙述实验过程和现象）
思路解析：利用石灰石与稀盐酸反应制得二氧化碳，二氧化碳中混有氯化氢气体，通过水洗除去氯化氢气体杂质；然后用澄清的石灰水检验二氧化碳的存在。最后证明利用向小烧杯中点燃的高低不同的蜡烛上倒入二氧化碳气体，蜡烛熄灭。说明二氧化碳比空气重，且不支持燃烧，也不可燃。
答案：（1）石灰石（或大理石） 稀盐酸
（2）CO2+ Ca（OH）2====CaCO3↓+ H2O
（3）紫色石蕊试液
（4）利用向小烧杯中点燃的高低不同的蜡烛上倒入二氧化碳气体，蜡烛熄灭。说明二氧化碳比空气重，且不支持燃烧，也不可燃。
7.二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较：
气体名称 实验装置图 反应物状态 反应条件 气体密度比空气大或小 是否与水反应
二氧化碳
氧气
思路解析：当用排气法收集气体时，利用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气和制取二氧化碳的装置完全相同。因为反应物都是固体和液体，反应都不需要加热，且氧气和二氧化碳的密度都比空气的大。为了使收集到的气体更纯，需将导气管伸到集气瓶底，但不能触及瓶底。
二氧化碳不能用排水法收集，因为二氧化碳不但能溶于水，而且还能与水反应生成碳酸。
答案：(1)固体与液体 不需加热 大 与水反应 (2)固体、固体与液体 需要加热 大 不与水反应
