6.2 二氧化碳制取的研究 同步作业

6.2 二氧化碳制取的研究
a 二氧化碳的实验室制取
b 二氧化碳的检验和验满
c 制取二氧化碳的操作步骤和注意点
d 二氧化碳的工业制法
一．选择题
1．如图所示，某同学为验证空气中含有少量二氧化碳，将大针筒内的空气一次性压入新制的澄清石灰水，发现石灰水没有变化。据此，你认为该同学应该（　　）
A．得出空气中没有二氧化碳的结论
B．得出空气中含有少量二氧化碳的结论
C．继续用大针筒向澄清石灰水压入空气
D．撤去大针筒，用嘴向澄清石灰水吹气
2．下列实验操作正确的是（　　）
A．收集CO2并验满 B．加热液体 C．取用液体 D．收集O2
3．实验室制取二氧化碳时，应选用的反应物是（　　）
A．大理石和稀盐酸 B．.大理石和浓盐酸
C．碳酸钠和稀盐酸 D．.大理石和稀硫酸
4．实验室制取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、酒精灯、集气瓶
5．实验室制取二氧化碳时，为了控制反应的发生与停止，可选用的装置（铁架台省略）是（　　）
A． B． C． D．
6．实验室里制取并收集二氧化碳气体时一般有以下操作步骤：①检查装置的气密性 ②连接装置 ③加入大理石 ④加入稀盐酸 ⑤收集 ⑥验满．其中排列顺序正确的是（　　）
A．①②③④⑤⑥ B．②①④③⑤⑥ C．②①③④⑤⑥ D．②③④①⑤⑥
7．实验室制取二氧化碳，一定不需要的仪器是（　　）
A．长颈漏斗 B．锥形瓶 C．酒精灯 D．集气瓶
8．下列实验室制取二氧化碳的做法可行的是（　　）
A．用向上排空气法收集二氧化碳
B．鼻子凑到瓶口闻酸液的气味
C．用碳酸钙粉末代替块状石灰石
D．把用剩的酸液倒回原瓶
9．固体草酸（H2C2O4）在浓硫酸的催化作用下受热分解成碳的氧化物和水．
某同学设计了上述实验装置探究碳的氧化物的成分，实验过程中观察到（　　）装置中的溶液变浑浊，可证明分解生成碳的氧化物中有CO2气体．
A．A装置 B．B装置 C．C装置 D．E装置
10．如图是气体发生装置和气体收集装置，其中二氧化碳的制取和收集选用的是（　　）
A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．①和⑤
二．填空题
11．在实验室可用如图A发生装置制备二氧化碳。
（1）实验室可用　 　法收集二氧化碳。
（2）写出锥形瓶中发生反应的化学方程式：　 　。
（3）某学生设计B装置制取CO2，其优点是　 　。
12．实验室里制取二氧化碳的反应原理是　 　；收集二氧化碳的方法是　 　；检验二氧化碳的方法是　 　．
13．实验室有稀盐酸、石灰石、锌粒、氯化铵、氢氧化钙、火柴、药匙、镊子及以下仪器：
（1）图中仪器D的名称是　 　；仪器E中的液体燃料的化学式为　 　。
（2）制取二氧化碳，选择的药品为　 　（填名称），若要获得较多气体，组装发生装置除F外还需要图中的仪器是　 　（填字母）。
（3）实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制取氨气，组装气体的发生装置需要图中的仪器是　 　（填字母）。
（4）利用该实验已有的仪器和药品还可以制取　 　（填气体化学式），可以用　 　法收集。
14．下列图示是实验室常见的制取气体的装置，请回答下列问题．
（1）写出仪器a的名称　 　．
（2）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置为　 　（填序号），反应化学方程式是　 　；所选的发生装置中还缺少　 　．
（3）若用B中装有石灰石和稀盐酸，则该装置可用与制取　 　气体，收集该气体应选用　 　装置，检验该气体是否收满的方法是　 　．
15．实验室制备二氧化碳的实验如下：

①市售浓盐酸的标签局部见图1，该盐酸中HCl质量分数的范围是　 　．为使制备过程中二氧化碳平稳地产生且较纯净，应将该浓盐酸　 　．
②用甲装置制备二氧化碳，选择的固体药品是　 　（选填编号）．
a．粉末状石灰石 b．块状大理石 c．粉末状熟石灰 D．块状生石灰
③控制所加盐酸的量，使反应时甲装置内液面位于　 　处（选填“x”或“y”）为宜．
④收集二氧化碳，应将甲的　 　处于乙的　 　处连接（选填有关编号）．
⑤写出用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式　 　．
⑥反应生成了0.1mol二氧化碳，求稀盐酸中参与反应的HCl的质量．（根据化学方程式列式计算）　 　．
三．实验探究题
16．如图是实验室制取与收集气体的装置图，据此回答有关问题。
（1）仪器①的名称是　 　。
（2）实验室用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳气体，应选用的发生装置和收集装置的组合是（填序号）　 　，反应的化学方程式为　 　；该组合装置还可以用来制取氧气，其化学方程式为　 　。
（3）实验室利用F装置收集氢气时，气体应从　 　端（填“a”或“b）通入。
17．实验室中有下列仪器：
（1）填写标号仪器名称：⑦　 　；
（2）实验室制取CO2并欲得到平稳的气流，应选择发生装置仪器的组合为　 　（选择一套，填序号），当用如图2装置收集CO2气体时，气体应从　 　（填“a”或“b”）端进入，写出检验CO2的化学反应方程式　 　；
（3）若用高锰酸钾制取氧气，还需要补充的实验仪器为　 　，反应方程式为　 　；用排水法收集O2，所得气体不纯的原因可能是　 　（答一条）。
18．某小组在学习“二氧化碳实验室制取的研究”课题时，探究了二氧化碳的收集方法。
【查阅资料】1、通常状况下，1体积水约溶解1体积二氧化碳，所得溶液的pH约为5.6，pH越小，二氧化碳在水中溶解越多。
2、石灰石中的杂质既不和盐酸反应，也不溶于水。
【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？
【设计实验】
实验一：在通常状况下，测定二氧化碳溶于水所得溶液的pH，判断二氧化碳在水中溶解的体积，如图：
（1）甲装置中反应的化学方程式　 　。
（2）检查甲装置气密性的方法是 关闭活塞和止水夹K1，打开K2、K3、K4双手握住锥形瓶，观察到　 　，说明装置气密性良好。
（3）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是打开止水夹 K1，关闭止水夹 K2，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气排尽的方法是　 　。
（4）关闭 K1，打开 K2、K3、K4，待丙装置中收集半瓶气体时，关闭K2、K3、K4，充分振荡丙装置，分别测得丙、丁瓶装置中溶液的pH为5.5和6.5．分析可知，溶解的二氧化碳体积丙装置中　 　（填“大于”或“等于”或“小于”）丁装置中。实验中，乙装置的作用是　 　。
（5）实验结束后，装置甲反应后溶液中溶质除了氯化钙还有没有其他物质？请设计实验证明你的猜想（写出实验方法、现象和结论）　 　
（6）实验二：用二氧化碳数字传感器测得收集的气体中二氧化碳体积分数。如图是收集的气体中二氧化碳体积分数随时间变化的关系图，从图中能得到哪些信息：
①　 　，
②　 　。
【结论反思】由实验一、二分析，改进实验装置，二氧化碳能用排水法收集。能降低二氧化碳在水中溶解性的措施③　 　，④　 　
19．请从A或B两题中任选一个作答，若两题均作答，按A计分。
A
B
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是　 　。
（2）用装置 A、E 制取氧气。选用装置
E 收集氧气的原因是　 　。
（1）实验室制取二氧化碳的化学方程式是
　 　。
（2）用装置 B、C 制取二氧化碳。检验二
氧化碳已收集满的操作是　 　。
20．请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。
（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
组别
药品
实验现象
1
块状石灰石和稀盐酸
产生气泡速率适中
2
块状石灰石和稀硫酸
产生气泡速率缓慢并逐渐停止
3
碳酸钠粉末和稀盐酸
产生气泡速率很快
一般选择第1组药品而不选择第3组药品的原因是　 　，其反应的化学方程式为　 　。
（2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是　 　。
（3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。验满方法是　 　
（4）气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由　 　。
四．解答题
21．实验室制取气体时要考虑下列问题：
（一）依据原理，确定制取方案
（1）实验室制取O2时选择的药品在组成上的共同点是　 　。任写出其中一个反应的化学方程式　 　。
（2）下列反应均有CO2生成：①木炭在充足的氧气中燃烧②大理石与稀盐酸反应③煅烧石灰石。实验室制取CO2通常选择方法②．不选择①的理由是　 　；不选择③的理由是　 　。
（二）选择合理的制取装置
用如图所示装置制取气体，请回答下列问题
（3）仪器a的名称是　 　
（4）用双氧水和二氧化锰制取O2，选择的发生和收集装置的组合是　 　（写出一种组合，填序号）。
（5）实验室在加热条件下，分解草酸晶体可以制得CO，但是加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体。如果用这种方法制取CO，你从A、B、C中所选择的发生装置是　 　（填序号），选择的理由是　 　。
（三）检验、净化和除杂
（6）经检验，实验室用锌粒和稀盐酸制取的氢气中混有HCl气体，写出一种通过发生化学反应除去HCl的试剂　 　。
答案：
选择题
1．C
2．A
3．A
4．C
5．C
6．C
7．C
8．A
9．A
10．D
二．填空题
11．（1）向上排空气；
（2）CaCO3+2HCl═CaCl2+CO2↑+H2O；
（3）可控制反应的进行与停止。
12．CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；向上排空气法；把制取的气体通入澄清的石灰水，如石灰水变浑，则气体是二氧化碳．
13．（1）长颈漏斗，C2H5OH；
（2）石灰石和稀盐酸，AD；
（3）CEHI；
（4）H2，排水法或向下排空气。
14．（1）试管；
（2）A；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；一团棉花；
②b；
③y；
④f；j；
⑤Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
⑥0.1mol二氧化碳的质量为：0.1mol×44g/mol=4.4g．
设生成4.4g二氧化碳需要HCl的质量为x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
x 4.4g
x=7.3g
故答案为：7.3g．
实验探究题
16．（1）试管；
（2）AC，CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，2H2O22H2O+O2↑；
（3）b。
17．（1）锥形瓶；
（2）②④⑦；a；Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
（3）酒精灯；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；没等气泡连续而均匀冒出就开始收集。
18．（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（5）向反应后的废液中滴入紫色石蕊试液，紫色变红色，说明还有盐酸，否侧没有；（合理即可）
（6）①无论是排水法还是向上排空气法收集的二氧化碳都不100%纯净；②排水法比向上排空气法收集的氧气纯净；③升高水的温度；④用饱和的碳酸氢钠溶液收集；
19．
A
B
（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）O2 不易溶于水
（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
（2）将燃着的木条放在集气瓶瓶口
20．（1）第1组药品产生气泡速率适中，第3组药品反应速率快，不便于收集； CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）固体和液体反应，不需加热（或反应物状态和反应条件与用过氧化氢制取氧气相同）；
（3）将燃着的木条放在瓶口，观察火焰是否熄灭；
（4）不正确，其他气体也可能使石蕊溶液变红（或应该用澄清的石灰水检验二氧化碳）。
四．解答题
21．（1）物质中都含有氧元素，2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；
（2）反应物中有氧气，使生成的二氧化碳不纯，浪费资源。
（二）（3）酒精灯（4）DE；DG（5）C
试管口略向下倾斜，可以防止冷凝水倒流，使试管炸裂
试管底部向下弯曲，可以防止草酸熔化后流到试管口处
（三）（6）NaOH溶液（其他合理答案均可）