1、第 4 节 分组实验：二氧化碳的制取和性质研究重点归纳与精析提升【知识梳理】1反应原理 HCl= = H 2OCO 22仪器装置(如图 3.4-4 所示)3实验步骤“查”：检查 。“装”：从锥形瓶口装 ，塞紧塞子。“加”：从 加入稀盐酸。“收”：收集气体。“验”：用 放在集气瓶口，木条熄灭证明已收集满。装置注意事项：发生装置的导管口露出塞子即可，不能伸入过长；长颈漏斗下端管口要伸入液面以下。【知识广场】二氧化碳气体检测仪二氧化碳检测技术采用的是二氧化碳气体检测仪(如图 3.4-5)，二氧化碳检测仪精确进行二氧化碳检测，采用红外进口二氧化碳传感器，信号稳定。二氧化碳检测仪具有灵敏度及精度高等优点
2、。二氧化碳控制器采用了世界上先进的微电脑技术、数字传感器技术、自动控制技术，带有数码管显示和键盘操作，能够自动监测并显示室内的二氧化碳、温度、湿度数据，通过键盘可以设置二氧化碳、温湿度的上下限，当二氧化碳、温湿度超过所设范围时自动报警。【精选例析】【例 1】请结合下列实验装置，回答问题。(1)写出仪器名称：a_；b_。(2)加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的化学方程式为_。(3)用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳，选用的装置为_(填字母)。(4)与集气瓶配套使用的玻璃片一般一面为光滑面，另一面为磨砂面，收集气体时用玻璃片的_(填“光滑面”或“ 磨砂面”) 盖好集气瓶。 http:/ (1)
3、 图中 a 为试管，b 为铁架台。【 解 析 】(2)氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氯化钾和氧气。(3)碳酸钙和稀盐酸的反应为固液常温型，应选发生装置 B，二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，应用向上排空气法收集。(4)收集气体时，应用玻璃片的磨砂面盖好集气瓶，以保证装置的气密性良好。【例 2】下列装置用于实验室制 CO2，不能随开随用、随关随停的装置是( )【解析】 A 选项，关闭止水夹，试管内气压增大，液体被压出试管，固液分离，打开止水夹后，固液接触，反应进行，C、D 同理；B 选项，固体放在小试管中，加入酸后，酸和固体不能分离，无法控制反应的发生和停止。 【重点归纳】11操作注意事项
4、：(1)要用镊子夹取石灰石或大理石。装入广口瓶( 平底烧瓶、锥形瓶等)时要注意“一横、二放、三竖”。(2)用向上排空气法收集二氧化碳时导管要伸入集气瓶底部。2选择大理石或石灰石作为原料的理由：大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙。碳酸盐与酸反应，一般都有二氧化碳生成。若选用可溶性的碳酸盐(如碳酸钠等) ，与酸反应速率过快，难以控制。大理石或石灰石与酸反应速率适中，其在自然界中含量也极其丰富，价格低廉。所以，可选用大理石或石灰石制取二氧化碳。3酸的选择：(1)如果用稀硫酸和大理石或石灰石反应，会生成微溶性固体硫酸钙，它覆盖在大理石或石灰石表面，使酸与大理石或石灰石脱离接触，会导致反应难以持续进行。(
5、2)如果用浓盐酸和大理石或石灰石反应，由于浓盐酸具有挥发性，会导致制得的 CO2 中混有较多的氯化氢气体。(3)用稀盐酸和大理石或石灰石反应，产生 CO2 气体的速率平稳，所得气体又较为纯净，所以选用稀盐酸和大理石或石灰石制取 CO2 最合适。cnj【巩固提升】1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：检查装置的气密性；连接装置；加入大理石；加入稀盐酸；收集；验满。其中排列顺序正确的是( )A. B. C. D. 2下列四瓶气体存放方法正确的是( )3小兵同学在参考书上发现，镁能在二氧化碳气体中燃烧。于是他到实验室做了如下实验：将镁条用砂纸擦亮，点燃后迅速伸入盛有二氧化碳的集气瓶中
6、，发现镁条剧烈燃烧，发出白光，集气瓶变热，产生一种白色粉末(MgO)和一种黑色粉末(C)。你认为他的下列结论不正确的是( )A. 某些金属的燃烧不能用 CO2 灭火B. 该反应放出热量C. 该反应的反应速率很快D. 该反应的实质是 Mg 与 CO2 中混有的 O2 反应4下列各图分别是二氧化碳的实验室制备、收集、性质检验实验，其中错误的是( )5下列选项中，可把表中每一组气体物质分别区别开来的是( )第一组 第二组 第三组N2、CO 2 O2、CO 2 CO、CO 2A. 插入带火星的木条 B. 闻气味C. 滴入澄清的石灰水 D. 插入燃着的木条6气体的制备是科学实验的基本技能之一。现用如图所
7、示装置制取初中科学中常见的气体。（ 第 6题 ）(1)实验室制取并收集一瓶二氧化碳气体应选择的装置是 。(2)实验室制氧气的发生装置可以选用 A 装置，选择 A 装置的依据是 。7如下为小浩同学设计实验室制取二氧化碳气体所用药品的四种组合：粉末状碳酸钙与稀盐酸；块状石灰石与稀盐酸；块状石灰石与浓盐酸；块状石灰石与稀硫酸。四种组合中，最理想的是，理由是 。8质疑与探究是科学课堂永恒的主题。如图是小科同学对气体收集方式本质原因的探究。 （ 第 8题 ）(1)有同学说：“CO 2 要用向上排空气法收集，不能用向下排空气法收集。 ”小科同学疑惑：为什么不能用向下排空气法收集？于是，进行了如下对比实验：
8、用图甲和图乙两种方式收集 CO2，通入的气体流速和时间相同，发现甲集气瓶收集到的 CO2 浓度较大，乙集气瓶的 CO2 浓度较小。请分析两者浓度相差较大的原因。(2)还有同学说：“O 2 可以用排水集气法收集，但 CO2 不能用排水集气法收集。 ”对此，小科同学疑惑，于是又进行了如下对比实验：用图丙装置分别以相同流速通入 O2 和 CO2，发现收集满时 O2 耗时比 CO2 少。请分析原因。9科学是一门以实验为基础的学科，实验是学习科学的一条重要途径。下面我们就实验室制取二氧化碳的收集问题作如下讨论：根据二氧化碳的性质，它可溶于水也能与水反应生成碳酸，通常采用排空气集气法收集，二氧化碳真的就不
9、能用排水法收集吗？资料一：文献表明 1 体积水要完全溶解 1 体积二氧化碳，至少需要约 7 天的时间。如果是1 天时间，则 1 体积水大约只能溶解 体积的二氧化碳。13资料二：对任何气体的收集，凡能用排水法收集的气体，最好用排水法收集，这样既可以观察集气的快慢，又可以提高被收集气体的纯度。资料三：二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液。(1)你认为在中学科学实验中是否可以用排水法收集二氧化碳气体？ ，你的观点是 。(2)要使实验室收集二氧化碳达到最优化，你是否还有更好的建议： 。10为确定某大理石样品的纯度，某兴趣小组进行如下实验：称取该大理石(主要成分是CaCO3，杂质不参加反应) 加入烧杯中，向
10、其中逐渐加入稀盐酸至完全反应。反应结束后，称量烧杯的总质量(溶解的气体忽略不计 )，有关数据记录如表。烧杯 大理石 稀盐酸 反应后烧杯及其中物质的总质量质量/克 90 8.5 50 145.2(1)实验中判断碳酸钙已经完全反应的方法是 。(2)实验中产生的二氧化碳质量为 克，该大理石样品的纯度为 。( 计算结果精确到 0.1%)(3)实验中若用浓盐酸代替稀盐酸，会使实验结果偏 ，原因是什么？。(4)大理石是重要的建筑材料，在实际应用中应避免与 接触。11小明在科学实验操作考核中，抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。(1)要制取二氧化碳，小明应该从图的药品中选择 和 反应。(2)选择以上
11、药品的理由是 (填序号)。不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，使氯化氢气体混入二氧化碳气体中 一般不选用碳酸钠粉末，因为它与酸反应的速率太快，不便于收集 可用木炭和氧气反应，因为反应可生成二氧化碳 可用稀盐酸与石灰石反应，因为反应的速率适中，条件要求不高，气体产物纯净，易于收集(3)写出用你选择的药品制取二氧化碳的化学方程式： 。(4)如图所示是小明实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是 (填字母，下同)，其中操作有误的是 。第 4 节分组实验：二氧化碳的制取和性质研究重点归纳与精析提升 参考答案【知识梳理】1 CaCO32HCl= =CaCl2H 2OCO 23 “查”：检查装置的气密性。“装”
12、：从锥形瓶口装大理石，塞紧塞子。“加”：从长颈漏斗(或分液漏斗 )加入稀盐酸。“收”：收集气体。“验”：用燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭证明已收集满。【精选例析】http:/ (1)试管 铁架台 (2) 【 例 1】 【 答 案 】2KClO3 2KCl3O 2 (3)BD (4) 磨砂面= = = = =MnO2 (B) 【 例 2】 【 答 案 】【巩固提升】1 () 2 B 3 () 4 (A) 5 (C)6(1) BC。(2)反应物是固体，反应条件是加热。7，理由是反应速率适中，易于收集气体，稀盐酸中氯化氢气体挥发较少。8(1)【答】 二氧化碳的密度大于空气，用向下排空气法收集时，密
13、度较大的二氧化碳会从集气瓶口向下逸出，故在相同的时间内收集到的 CO2 浓度较小。(2) 【答】 氧气不易溶于水，而二氧化碳能溶于水，若用排水法收集二氧化碳气体，一部分气体会溶于水，还有部分二氧化碳气体会与水反应，故相同时间内收集的二氧化碳较少。9 (1)可以，你的观点是在实验室用排水法收集二氧化碳，由于实验时间较短，二氧化碳溶解的量很少，故可行(或用排水法既可以观察集气的快慢，又可以提高二氧化碳的纯度) 。(2)用排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳。【解析】 (1)根据资料一可得，实验室收集二氧化碳，时间较短，二氧化碳溶解很少，排水法可行，且用排水法既可以观察集气的快慢，又可以提高二氧化碳的纯
14、度。(2)二氧化碳不溶于饱和的碳酸氢钠溶液，所以可以用排饱和碳酸氢钠溶液法收集二氧化碳。10 (1)继续加入稀盐酸，观察到不再产生气泡。(2) 3.3 克， 88.2%。(计算结果精确到 0.1%)(3)偏大，因为浓盐酸有挥发性，会导致测得的二氧化碳质量偏大，从而导致计算所得的碳酸钙质量偏大，最终导致实验结果偏大。(4)酸或酸性物质接触。【解析】 (1)碳酸钙与稀盐酸反应会有气体产生，因此判断碳酸钙是否已完全反应，可继续加入稀盐酸，观察是否有气泡产生。(2)根据质量守恒定律可知，反应后减少的质量即为生成的二氧化碳质量，故二氧化碳的质量90 克8.5 克50 克145.2 克3.3 克。设 8.
15、5 克大理石样品中碳酸钙的质量为 x。CaCO3 2HCl= = =CaCl2 H2O CO2100 44x 3.3克 ，x7.5 克。100x 443.3克大理石样品的纯度 100%88.2%。7.5克8.5克11 (1)稀盐酸和石灰石反应。(2)(填序号)。(3) CaCO32HCl= =CaCl2H 2OCO 2。(4)是 CABD(填字母，下同) ，其中操作有误的是 D。【解析】 (1)实验室制取二氧化碳一般用石灰石( 或大理石)与稀盐酸反应。(2)不能用木炭和氧气反应，因为生成的气体中可能混有氧气而难以分离。(4)制取气体时，首先要检查装置的气密性，然后装入药品，再收集气体，最后验满应将燃着的木条放在集气瓶口而不应伸入集气瓶内。