課題2二氧化碳制取的研究答案：(1)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2(2)將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，證明氣體是二氧化碳(3)口(4)熄滅(5)反應物的狀態(6)反應條件(7)密度(8)是否溶于水，是否與水反應1實驗室制取二氧化碳的反應原理(1)藥品大理石(或石灰石)和稀鹽酸大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣，化學式是CaCO3。(2)反應原理CaCO32HCl=CaCl2H2CO3碳酸鈣 氯化鈣碳酸碳酸不穩定，容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3=H2OCO2總的化學方程式是：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2釋疑點 實驗室制取CO2時不用稀硫酸、濃鹽酸的原因實驗室制取二氧化碳不用稀硫酸，因為稀硫酸與石灰石反應生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在石灰石表面，阻礙石灰石與硫酸接觸，使反應中斷。不用濃鹽酸。濃鹽酸易揮發出氯化氫氣體，導致二氧化碳不純。【例1】在實驗室里制取二氧化碳氣體，可選擇的藥品是()A碳酸鈉粉末與濃鹽酸B塊狀石灰石與稀硫酸C石灰石D塊狀大理石和稀鹽酸解析：A碳酸鈉粉末與濃鹽酸反應過快，且濃鹽酸易揮發，碳酸鈉價格貴B不能用稀硫酸，因為反應生成的硫酸鈣會阻止反應繼續進行C高溫分解石灰石是二氧化碳的工業制法D反應速率適中，易于操作和收集，是合適的藥品答案：D2制取氣體的一般思路(1)制取裝置的選擇實驗室制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置。發生裝置主要由反應物的狀態、反應條件決定，收集裝置主要考慮生成氣體的物理性質(溶解性、密度大小)。(2)發生裝置的選擇裝置反應類型反應條件舉例固體固體(加熱)型加熱KMnO4制O2固體液體(常溫)型不加熱H2O2制O2，制CO2(3)收集裝置的選擇裝置收集方法氣體性質舉例排水法不易溶于水，不與水反應O2、H2向上排空氣法密度比空氣大，不與空氣反應O2、CO2向下排空氣法密度比空氣小，不與空氣反應H2點技巧 判斷氣體的密度比空氣的大還是小的方法空氣的平均相對分子質量為29。如果某氣體的相對分子質量大于29，則這種氣體的密度比空氣大；如果小于29，則密度比空氣小。【例2】下圖是AE的儀器裝置示意圖。(1)在實驗室里，裝置A一般用于制取反應物狀態為__________、反應條件為____________的氣體；裝置B一般用于制取反應物狀態為____________、反應條件為__________的氣體。裝置C、D、E都是用來收集氣體的實驗裝置，用裝置C收集氣體的方法叫____________；用裝置D收集氣體的方法叫__________；用裝置E收集氣體的方法叫____________。(2)實驗室常用氯化銨(NH4Cl)晶體和熟石灰Ca(OH)2粉末混合加熱來制取氨氣，同時生成氯化鈣和水。寫出上述制取氨氣反應的化學方程式____________________。實驗時應該選取上述____________(填寫字母)作為制取氨氣的發生裝置。根據下表提供的數據分析，實驗時收集氨氣應選用上述裝置__________(填寫字母)而不用__________裝置，其原因是____________。氣體空氣氧氣氫氣氨氣二氧化碳密度/(gL1)1.291.430.090.771.98溶解度/L0.0310.0186800.88解析：實驗室制取氨氣，是用氯化銨晶體和熟石灰粉末混合后加熱制取，故選裝置B制氣。從題給的數據分析，氨氣極易溶于水，1 L水可以溶解680 L氨氣，故不能用排水集氣法；氨氣的密度小于空氣的密度，故可用向下排空氣集氣法來收集。答案：(1)固態和液態常溫固態和固態加熱排水集氣法向上排空氣集氣法向下排空氣集氣法(2)2NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl2BEC和D氨氣的密度比空氣的密度小，而且氨氣極易溶于水3實驗室制取二氧化碳(1)發生裝置：實驗室制取二氧化碳是固體和液體反應，不需加熱，因此可任意選擇下列發生裝置：談重點 制取CO2的不同裝置A裝置為簡易裝置，不便于加液體；B、C裝置使用了長頸漏斗，便于添加液體，使用B、C裝置時應注意，長頸漏斗下端管口應伸入液面以下，防止產生的氣體從長頸漏斗逸出；D裝置使用了分液漏斗，便于加液體，還可以利用活塞控制滴液的快慢，便于控制反應速率。(2)收集裝置：二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法收集，其密度比空氣大，所以只能采用向上排空氣法收集。如圖。(3)實驗步驟組裝儀器；檢查裝置的氣密性；將大理石或石灰石放入反應容器內；塞緊雙孔塞；由長頸漏斗加稀鹽酸；用向上排空氣法收集。(4)檢驗通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，證明是二氧化碳。(5)驗滿、存放將燃著的木條放于瓶口，若木條熄滅證明已集滿。收集滿二氧化碳的集氣瓶要用玻璃片蓋住并正放在桌面上。【例3】如圖所示是制取并收集二氧化碳的裝置。(1)當發生裝置連接好后，接著進行的實驗步驟是__________________________。(2)實驗時應怎樣加試劑？___________________________________________________。(3)收集氣體時，導管為什么要伸入集氣瓶底部？__________________________。(4)長頸漏斗的下端要伸到液面以下，原因是__________________________。解析：制取氣體以前，先檢查裝置是否漏氣，裝藥品時先加固體，再加液體；為了防止產生的CO2從長頸漏斗逸出，長頸漏斗下端必須插到液面以下。用排空氣法收集氣體時，導管伸到集氣瓶底部便于將瓶中空氣排盡。答案：(1)檢查裝置的氣密性(2)先向錐形瓶中加入大理石或石灰石，再從長頸漏斗處加入稀鹽酸(3)便于排盡集氣瓶內的空氣，收集到純CO2(4)防止產生的CO2從長頸漏斗逸出4比較O2、CO2的實驗室制法比較O2CO2發生裝置收集裝置實驗原理藥品方程式藥品方程式檢驗方法帶火星的木條放入瓶內通入澄清石灰水驗滿方法帶火星的木條放在瓶口燃著的木條放在瓶口注：過氧化氫與二氧化錳；高錳酸鉀；氯酸鉀與二氧化錳石灰石(或大理石)與稀鹽酸2KClO32KCl3O2；2KMnO4K2MnO4MnO2O2；2H2O22H2OO2CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2【例4】(實驗綜合題)實驗室制取氣體所需裝置如下圖所示。請回答以下問題：(1)裝置中標“a”的儀器名稱是______________。(2)用高錳酸鉀制取氧氣時，所選用的發生裝置是__________(填字母序號，下同)，收集裝置是C或____________________。(3)用大理石與稀鹽酸制取二氧化碳時，所選用的發生裝置是__________________，其反應的化學方程式為______________________。該裝置還可用于制氧氣，其反應的化學方程式為________________________。解析：本題考查實驗室制取氣體時，實驗裝置的選擇。發生裝置的選擇考慮反應物狀態和反應條件，如反應物是固體，反應需要加熱，用A裝置；反應物是固體和液體，反應不需要加熱，用B裝置。收集裝置的選擇一般考慮氣體的性質，如果氣體不易溶于水，也不與水反應，首先考慮用排水法；若不能用排水法，密度比空氣大的，用向上排空氣法；密度比空氣小的，用向下排空氣法。答案：(1)集氣瓶(2)AD(3)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO22H2O22H2OO25實驗室制取氣體時應考慮哪些因素(1)選擇反應速度適中、價格便宜、來源廣泛、污染少、實驗安全，所制氣體純凈或易分離的藥品。例如，實驗室制取二氧化碳時，不用濃鹽酸制取，因易揮發；不用碳酸鈉制取，因其價格貴且反應太快；不用稀硫酸制取，因其與石灰石反應生成微溶物硫酸鈣，使反應難以繼續進行。(2)選擇原理科學、節能、操作簡便的反應。例如，高溫分解石灰石也能產生二氧化碳，但需消耗燃料，不節能，且操作麻煩，不適合實驗室制取。【例5】(探究題)下列反應都能生成二氧化碳：人和動物的呼吸作用木炭在空氣中燃燒蠟燭燃燒碳和氧化銅反應石灰石(塊狀)與硫酸碳酸鈣粉末與稀鹽酸石灰石(塊狀)與濃鹽酸石灰石(塊狀)與稀鹽酸其中可用于實驗室制CO2的是()A BC D解析：反應太快，不易收集；用濃鹽酸制取，得到的二氧化碳不純，混有從發生裝置中揮發出來的氯化氫氣體，故不選A、C、D；反應符合實驗室制取氣體選用藥品的原則，故選B。答案：B5