6.2 二氧化碳的制取的研究 学案（含答案）

课题2　二氧化碳制取的研究
1．实验室制取气体装置的确定。
(1)气体发生装置
(2)气体收集装置
2．CO2的实验室制法。
(1)原理：用石灰石和稀盐酸，化学反应方程式：______________________________。
(2)发生装置：选用H2O2制取O2相同的发生装置。
(3)收集方法：______________。
(4)检验方法：________________________________________________________。
(5)验满方法：用__________放在集气瓶______，如果木条______，证明已集满。
实验室制取二氧化碳的探究
【实验探究】
1．药品的选择。
生成二氧化碳的反应
产生气体的速度(快、慢、适中)
是否适宜用于实验室制取
石灰石与稀盐酸反应
石灰石与稀硫酸反应
Na2CO3与稀盐酸反应
结论：最适合在实验室制取二氧化碳常用的药品是______________。
2．仪器和实验装置的选择。
[例1] 某市的化学实验操作考试有“制取并收集一瓶二氧化碳”的考题。

A B C

D E
(1)指出标号①的仪器名称__________。
(2)实验室制取二氧化碳选用的发生装置为______(填序号，下同)，收集装置为______，反应的化学方程式为：__________________________________。
答案：(1)集气瓶　(2)B　D　CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
【重要提示】
选用制取CO2的药品时需注意：
(1)不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，使制得的CO2不纯(混有氯化氢气体)。
(2)不能用稀硫酸，因为稀硫酸与CaCO3反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石(或石灰石)的表面，阻止反应的继续进行。
(3)不能用Na2CO3代替大理石(或石灰石)，因为Na2CO3与稀盐酸的反应速度太快，不易控制，且成本较高。
【触类旁通】
1．实验室制备二氧化碳气体的常用方法是(　　)。
A．煅烧石灰石 B．点燃木炭 C．用石灰石与稀盐酸反应 D．碳酸分解
2．检验集气瓶中的CO2是否收集满的正确方法是(　　)。
A．向瓶内倒入澄清石灰水振荡 B．在瓶口闻其气味
C．将带火星的木条插入瓶里 D．将燃着的木条放在瓶口
实验室制取气体的一般思路和方法
[例2] 实验室选择制取气体的装置时，可以不考虑的因素是(　　)。
A．反应物的性质和状态 B．反应条件 C．所制气体的性质 D．所制气体的颜色
解析：实验室制取气体时，采用什么发生装置、用什么方法收集与所制气体的颜色没有直接关系，答案为D。
【重要提示】
　实验室制取气体的设计思路。
(1)药品的选择原则：选择反应速度适中、价格便宜、来源广泛、污染少、实验安全、制得的气体纯净的药品。
(2)实验装置的设计：根据反应原理和药品的状态，以及反应条件设计装置。装置设计要简单，要便于控制和操作。
(3)验证气体：根据气体的特征验证所制得的气体。
培优角度：有关实验室制取CO2发生装置的改进
[例3] 实验室里常用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，某同学认真研究了课本中的实验装置(如下图甲)，对其中的气体发生装置进行了改进(如下图乙)。请回答下列问题。
(1)写出实验室里制取二氧化碳的化学反应方程式：___________________________。
(2)写出标号仪器的名称：a____________，b____________，c____________，d____________。
(3)说明该同学进行实验装置改进的目的：______________________________。
(4)检查乙装置的气密性的操作：_______________________________

解析：图甲是实验室里制取二氧化碳的装置图，该装置的优点是可随时添加稀盐酸，缺点是不能使反应随时发生，随时停止。图乙对图甲的装置进行了改进，多孔塑料片上面放固体碳酸钙，弹簧夹打开后，稀盐酸从长颈漏斗下来，接触到碳酸钙，产生二氧化碳；关闭弹簧夹，装置内生成二氧化碳使压强增大，又把稀盐酸压回长颈漏斗，反应自然停止了。检查装置气密性必须让装置一端与大气相通。
答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)长颈漏斗　集气瓶　铁架台　大试管
(3)使反应容易控制，可随时使反应发生或停止
(4)用弹簧夹夹住橡皮管，从长颈漏斗向试管内加水，长颈漏斗中会形成一段液柱，停止加水，液柱不下降，证明装置的气密性良好(答案合理即可)
【方法技巧】
　科学实验提倡绿色环保，实验室制取气体装置的改进目的为节省成本，方便操作，产品纯度高；常见的改进方向为使反应的发生与停止易控制，装置微型化等。
一、单项选择题
1．以下最适合实验室制取二氧化碳的反应是(　　)。
A．CaCO3CaO＋CO2↑ B．NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O
C．C＋O2CO2 D．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
2．实验表明,不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体,而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体.由此得出的合理结论是( )
A .能发生反应的物质之间是否发生反应,与反应条件有关
B .反应物之间接触面积越大,越有利于反应的进行
C .块状大理石与大理石粉末的化学性质不同
D .块状大理石与大理石粉末的组成不同
3．实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是(　　)。
A．能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关
B．反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行
C．块状大理石与大理石粉末的化学性质不同
D．块状大理石与大理石粉末的组成不同
4．实验室制取气体选择收集方法时,下列性质:①颜色;②密度;③溶解性;④可燃性;⑤能否与水反应,必须考虑的是( )
A .①②③ B .②③④ C .③④⑤ D .②③⑤
5．两份质量相同的碳酸钙，一份与足量的盐酸反应，一份充分煅烧，它们所生成的二氧化碳的质量(　　)。
A．一样多 B．充分煅烧生成的CO2多
C．与盐酸反应放出的CO2多 D．很难确定
6．集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。现若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为(　　)。
①H2；②O2；③CO2。
A．只有① B．只有①和② C．只有③ D．①②③均可
二、填空题
7．右图为实验室制取二氧化碳的装置图，指出其中的错误：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________。
三、实验题
8．实验室制取二氧化碳气体，有如下图所示的仪器可供选用：
请你回答下列问题：
(1)制取二氧化碳气体所需的药品是__________。
(2)收集二氧化碳气体的方法是____________。
(3)制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是________________(用仪器的序号回答)。
(4)检验二氧化碳气体是否收集满的方法是___________________________________________________ 。
(5)制取二氧化碳的化学方程式是：_________________________________________。
9．下图是某同学设计的实验室制取气体的装置,请完成下列问题:
(1)写出图中a、b仪器的名称:a________,b________;该装置中小试管的作用是________;(2)若用该装置制取氧气,锥形瓶底部应放入少量________,往a中加入溶液________;反应的化学方程式为________ ;(3)若用该装置制取CO2气体,则该反应的化学方程式为________ ；检验该气体是否收集满的方法是________ ；(4)若用该装置制取H2,则收集装置需要作如何改动________
四、计算题
10．以下是某种钙盐包装标签上的部分文字。为了测定此盐中的钙元素含量，取10g这种盐溶于水，加入足量盐酸，生成0.132g二氧化碳。请计算此钙盐中钙元素的质量分数，判断此钙盐是否符合标准。
配料表：氯化钠、食用碳酸钙、
碘酸钾
净含量：500g
成分表：氯化钠≥88%
钙(以Ca计)(0.5～1.3)%
碘(以I计)(20～50) mg/kg
题型1　实验室制取CO2有关操作的考查
1．某班同学在实验室制取二氧化碳，老师观察到了四个同学的如下操作，其中正确的是(　　)。

A.连接仪器 B.检查气密性

C.取用石灰石 D.验满
题型2　实验室制CO2与O2的综合考查
2．某学习小组利用如下图仪器或装置进行气体制备，回答有关问题：

A B C D

E F G
(1)写出仪器a的名称____________，用A装置制取氧气的化学反应方程式为：___________________ 。
(2)若要在实验室制取二氧化碳气体，其发生装置可选用图中的____________(填序号)进行组装，连接玻璃管和胶皮管的操作：先把玻璃管口____________，然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管内。
(3)要制得干燥的二氧化碳，可在收集装置前增加盛有____________的洗气瓶。
(4)实验室收集氧气和二氧化碳都可用到的装置是____________(填序号)。
(5)用澄清石灰水检验二氧化碳，其反应的化学方程式为：______________________ 。

课题2　二氧化碳制取的研究
【课前自主学】
1．(1)反应物状态　反应条件
(2)向上排空气法　向下排空气法　排水法
2．(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(3)向上排空气法
(4)将气体通入澄清石灰水中，如果石灰水变浑浊，则该气体为CO2
(5)燃着的木条　口　熄灭
【课堂互动学】
[实验探究]
1．适中　是　慢　否　快　否　稀盐酸与石灰石(或大理石)
2．固态和液态　不需要　B　溶于　大　D
[触类旁通]
1．C　2.D
【课后高效练】
1．D
3．B
5．A　解析：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，CaCO3CaO＋CO2↑，根据反应前后碳原子质量守恒，可知答案选A。
6．A　解析：从b口进入收集气体，相当于向下排空气法收集密度比空气小的气体，只有H2。
7．(1)长颈漏斗下端管口没有伸入液面以下
(2)锥形瓶出气导管伸入液面以下
(3)收集方法错误
8．(1)石灰石(或大理石)和稀盐酸　(2)向上排空气法　(3)ACDE
(4)将燃着的木条放到集气瓶口，若火焰立即熄灭，则已集满
(5)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
10．解：设此钙盐中含CaCO3的质量为x。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
100　　　　　　　　　　　　　44
　x　　　　　　　　　　　　0.132g
＝
x＝0.3g
0．3g×＝0.12g
0．12g÷10g×100%＝1.2%
该种钙盐含钙量在0.5%～1.3%之间，符合标准。
答：符合标准。
【综合题型练】
1．B
2．(1)长颈漏斗　2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)BC　用水润湿　(3)浓硫酸　(4)F　
(5)CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O