课题2 二氧化碳制取的研究 同步拔高学案

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第六单元 碳和碳的氧化物
课题2 二氧化碳制取的研究
自主探究
知识点一 实验室制取气体实验的设计思路与方法
1.需要研究实验室制法的化学反应原理，就是要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
2.需要研究制取这种气体所采用的实验装置。实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。
（1）气体发生装置：
a．反应物的状态：固体与固体反应；固体与液体反应；液体与液体反应。
b．反应条件：常温；加热；加催化剂等。
（2）气体收集装置：
a．排空气法：密度比空气大用向上排空气法；密度比空气小用向下排空气法。
b．排水法：不易溶于水、不与水发生反应时，可用排水法。
3.二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较
反应物状态 反应条件 气体密度与空气相比 是否与水反应
二氧化碳 固体和液体 无 比空气大 是
氧气 固体 加热 比空气大 否
固体和液体 无 比空气大 否
知识点二 实验室制取二氧化碳
1.反应药品：稀盐酸跟大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）反应。
2.反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
3.发生装置的选择：由于反应物是块状的大理石火石灰石与稀盐酸反应，且反应不需要加热，生成的二氧化碳能溶于水，因此二氧化碳的发生装置与实验室用双氧水制氧气的装置相似。一般情况下，由于制取二氧化碳时所需反应物的量较多，常用大试管、锥形瓶、广口瓶、平底烧瓶。如下图：
　

4.收集装置的选择：收集二氧化碳可根据它的性质去考虑：因为二氧化碳溶于水，并且部分与水反应生成碳酸，故不用排水法。又因为二氧化碳的密度比空气大，故可用向上排空气法收集。
5.实验步骤：①检查装置的气密性；②装块状药品大理石或石灰石；③塞紧双空胶塞；④由长颈漏斗加液体；⑤收集气体。
6.验满、检验及净化：
（1）验满：把燃着的木条放在集气瓶口，如果火焰熄灭，证明瓶内已充满二氧化碳。
（2）检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明是二氧化碳气体。
（3）净化：若制取二氧化碳中混有少量的氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠容液的洗气瓶（除去氯化氢气体），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。
注意事项：
（1）长颈漏斗的下端管口应插入液面以下形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸散；
（2）反应器内的导管稍露出胶塞即可，不宜太长，否则不利于气体导出；
（3）不加热；
（4）集气瓶内的导管应伸入到接近集气瓶底部，以利于排净空气。
知识点三 二氧化碳的工业制法
1.原理：高温煅烧石灰石，产生生石灰，副产品是二氧化碳。
2.化学方程式：CaCO3 　　 CaO＋CO2↑
自我演练
1.实验装置的设计和组装是一个改进的过程，请观察下列装置并回答相关问题。
(1)A 装置中发生反应的化学方程式是 。
(2)根据A 装置的适用条件改进后得到B 装置，其中仪器c 的名称是 。
(3)从上述装置中选出一种用于收集二氧化碳，对应的编号是 。
(4)E 装置从a、b 中某一个接口进气，可以代替C、D 装置收集气体，并且可以减少气体向空气中的逸出。现用A、E装置来制取并收集二氧化碳，连接A 装置的应是
口(选填“a”或“b”)
2.根据所学知识并结合下图所示装置回答问题。



（1）图中标有①、②的仪器名称：① ，② 。
（2）用装置B制取一种气体的化学方程式为: 。
（3）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为，若选择A和C装置制取并收集氧气，则要对A装置进行的改进是 ，证明氧气已收集满的方法是 。
（4）组装一套实验室制取并收集二氧化碳的装置，可选用图中 和 （填标号）。
检验二氧化碳的方法是 （用化学方程式表示）。

直击中考
1．(2016·昆明）根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题。



（1）实验室用A装置制备二氧化碳的化学方程式为 。
（2）用B装置检验二氧化碳时，观察到澄清石灰水　 　。
2．（2017曲靖）化学是一门以实验为基础的科学，请结合图示回答问题。




实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，发生装置最好选用C，与B装置相比，C装置的优点是 ，收集装置可选用D、E、F中的 ，其化学反应方程式为 。
3．（2017昆明）如图为实验室常用装置。



（1）a装置还可用于实验室制二氧化碳，反应的化学方程式为　 　；
将产生的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水　 　，该气体为二氧化碳。
（2）若在实验室收集氢气，应选择的收集装置为　 　（填序号）．
4.（2018曲靖）如图是实验室制取气体的常用装置，请结合图示回答下列问题。






实验室用石灰石和盐酸反应制取二氧化碳气体的化学反应方程式为
　 　。某同学将制得的二氧化碳气体通入澄清石灰水中，未观察到明显现象，其可能的原因有　 （合理即可）。
（2）装置F中的气球是“魔幻可变气球”。实验前，装置F中分液漏斗的活塞均处于关闭状态。打开　 　边（填“左”或“右”）分液漏斗的活塞并轻轻振荡集气瓶，可观察到气球变大。
5.（2018云南）根据下图所示的实验装置回答问题。




(1)实验室制取二氧化碳选用的发生装置是__________(填字母代号)，反应的化学方程式为 。
(2)用F装置除去二氧化碳气体中的少量水蒸气，F中放入的试剂是____________。
能力提升
家庭小实验：将洗净的碎鸡蛋壳（主要成分是碳酸钙）放入小玻璃杯中，然后加入适量的稀盐酸，观察到鸡蛋壳表面 ，该反应的化学方程式是
，立即用蘸有澄清石灰水的玻璃片盖住，一会儿，便可观察到澄清石灰水 ，该反应的化学方程式是 。
2.长期盛放石灰水的试剂瓶内壁有一层白膜，除去这白膜使试剂瓶变得明净的最好方法（ ）
A．用蒸馏水冲洗 B．用钢丝刷刷洗 C．用稀盐酸洗涤 D．用热水冲洗
3.称取12.5 g石灰石（主要成分是CaCO3，杂质不参加反应）放人烧杯中，向其中加入50 g稀盐酸，二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为58.1 g（不包括烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计）。试计算石灰石中杂质的质量分数。

参考答案
自主探究

自我演练
1.(1)CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑( 2) 锥形瓶 (3) C或E (4) a
2.（1）酒精灯 集气瓶 （2） CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 。
（3）试管口应略向下倾斜 用带火星的木条伸入集气瓶口，带火星木条复燃，证明已经收集满 。（4） B C Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2 O

直击中考
1．（1）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑。（2）变浑浊　。
2．可以控制反应的发生和停止 F CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
3．（1） CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 　 　变浑浊　（2） C
4.（1） CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 盐酸的浓度过大（2） 右
（1） B CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ (2) 浓硫酸

能力提升
大量气泡产生 CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 变浑浊
CO2+ Ca(OH)2 ═ CaCO3↓+H2O
2.C
3.解：生成二氧化碳的质量为:
（12.5+50）-58.1=4.4g
设石灰石中碳酸钙的质量为x
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
100 44
x 4.4g





石灰石中杂质的质量分数为：



答：石灰石中杂质的质量分数为20% 。





高温



止水夹

多孔
隔板

a

c

b

A B C D E F G









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