课题2二氧化碳制取的研究答案：(1)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2(2)将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳(3)口(4)熄灭(5)反应物的状态(6)反应条件(7)密度(8)是否溶于水，是否与水反应1实验室制取二氧化碳的反应原理(1)药品大理石(或石灰石)和稀盐酸大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是CaCO3。(2)反应原理CaCO32HCl=CaCl2H2CO3碳酸钙 氯化钙碳酸碳酸不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3=H2OCO2总的化学方程式是：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2释疑点 实验室制取CO2时不用稀硫酸、浓盐酸的原因实验室制取二氧化碳不用稀硫酸，因为稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍石灰石与硫酸接触，使反应中断。不用浓盐酸。浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致二氧化碳不纯。【例1】在实验室里制取二氧化碳气体，可选择的药品是()A碳酸钠粉末与浓盐酸B块状石灰石与稀硫酸C石灰石D块状大理石和稀盐酸解析：A碳酸钠粉末与浓盐酸反应过快，且浓盐酸易挥发，碳酸钠价格贵B不能用稀硫酸，因为反应生成的硫酸钙会阻止反应继续进行C高温分解石灰石是二氧化碳的工业制法D反应速率适中，易于操作和收集，是合适的药品答案：D2制取气体的一般思路(1)制取装置的选择实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。发生装置主要由反应物的状态、反应条件决定，收集装置主要考虑生成气体的物理性质(溶解性、密度大小)。(2)发生装置的选择装置反应类型反应条件举例固体固体(加热)型加热KMnO4制O2固体液体(常温)型不加热H2O2制O2，制CO2(3)收集装置的选择装置收集方法气体性质举例排水法不易溶于水，不与水反应O2、H2向上排空气法密度比空气大，不与空气反应O2、CO2向下排空气法密度比空气小，不与空气反应H2点技巧 判断气体的密度比空气的大还是小的方法空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气大；如果小于29，则密度比空气小。【例2】下图是AE的仪器装置示意图。(1)在实验室里，装置A一般用于制取反应物状态为__________、反应条件为____________的气体；装置B一般用于制取反应物状态为____________、反应条件为__________的气体。装置C、D、E都是用来收集气体的实验装置，用装置C收集气体的方法叫____________；用装置D收集气体的方法叫__________；用装置E收集气体的方法叫____________。(2)实验室常用氯化铵(NH4Cl)晶体和熟石灰Ca(OH)2粉末混合加热来制取氨气，同时生成氯化钙和水。写出上述制取氨气反应的化学方程式____________________。实验时应该选取上述____________(填写字母)作为制取氨气的发生装置。根据下表提供的数据分析，实验时收集氨气应选用上述装置__________(填写字母)而不用__________装置，其原因是____________。气体空气氧气氢气氨气二氧化碳密度/(gL1)1.291.430.090.771.98溶解度/L0.0310.0186800.88解析：实验室制取氨气，是用氯化铵晶体和熟石灰粉末混合后加热制取，故选装置B制气。从题给的数据分析，氨气极易溶于水，1 L水可以溶解680 L氨气，故不能用排水集气法；氨气的密度小于空气的密度，故可用向下排空气集气法来收集。答案：(1)固态和液态常温固态和固态加热排水集气法向上排空气集气法向下排空气集气法(2)2NH4ClCa(OH)22NH32H2OCaCl2BEC和D氨气的密度比空气的密度小，而且氨气极易溶于水3实验室制取二氧化碳(1)发生装置：实验室制取二氧化碳是固体和液体反应，不需加热，因此可任意选择下列发生装置：谈重点 制取CO2的不同装置A装置为简易装置，不便于加液体；B、C装置使用了长颈漏斗，便于添加液体，使用B、C装置时应注意，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗逸出；D装置使用了分液漏斗，便于加液体，还可以利用活塞控制滴液的快慢，便于控制反应速率。(2)收集装置：二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法收集，其密度比空气大，所以只能采用向上排空气法收集。如图。(3)实验步骤组装仪器；检查装置的气密性；将大理石或石灰石放入反应容器内；塞紧双孔塞；由长颈漏斗加稀盐酸；用向上排空气法收集。(4)检验通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。(5)验满、存放将燃着的木条放于瓶口，若木条熄灭证明已集满。收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片盖住并正放在桌面上。【例3】如图所示是制取并收集二氧化碳的装置。(1)当发生装置连接好后，接着进行的实验步骤是__________________________。(2)实验时应怎样加试剂？___________________________________________________。(3)收集气体时，导管为什么要伸入集气瓶底部？__________________________。(4)长颈漏斗的下端要伸到液面以下，原因是__________________________。解析：制取气体以前，先检查装置是否漏气，装药品时先加固体，再加液体；为了防止产生的CO2从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端必须插到液面以下。用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部便于将瓶中空气排尽。答案：(1)检查装置的气密性(2)先向锥形瓶中加入大理石或石灰石，再从长颈漏斗处加入稀盐酸(3)便于排尽集气瓶内的空气，收集到纯CO2(4)防止产生的CO2从长颈漏斗逸出4比较O2、CO2的实验室制法比较O2CO2发生装置收集装置实验原理药品方程式药品方程式检验方法带火星的木条放入瓶内通入澄清石灰水验满方法带火星的木条放在瓶口燃着的木条放在瓶口注：过氧化氢与二氧化锰；高锰酸钾；氯酸钾与二氧化锰石灰石(或大理石)与稀盐酸2KClO32KCl3O2；2KMnO4K2MnO4MnO2O2；2H2O22H2OO2CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2【例4】(实验综合题)实验室制取气体所需装置如下图所示。请回答以下问题：(1)装置中标“a”的仪器名称是______________。(2)用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是__________(填字母序号，下同)，收集装置是C或____________________。(3)用大理石与稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置是__________________，其反应的化学方程式为______________________。该装置还可用于制氧气，其反应的化学方程式为________________________。解析：本题考查实验室制取气体时，实验装置的选择。发生装置的选择考虑反应物状态和反应条件，如反应物是固体，反应需要加热，用A装置；反应物是固体和液体，反应不需要加热，用B装置。收集装置的选择一般考虑气体的性质，如果气体不易溶于水，也不与水反应，首先考虑用排水法；若不能用排水法，密度比空气大的，用向上排空气法；密度比空气小的，用向下排空气法。答案：(1)集气瓶(2)AD(3)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO22H2O22H2OO25实验室制取气体时应考虑哪些因素(1)选择反应速度适中、价格便宜、来源广泛、污染少、实验安全，所制气体纯净或易分离的药品。例如，实验室制取二氧化碳时，不用浓盐酸制取，因易挥发；不用碳酸钠制取，因其价格贵且反应太快；不用稀硫酸制取，因其与石灰石反应生成微溶物硫酸钙，使反应难以继续进行。(2)选择原理科学、节能、操作简便的反应。例如，高温分解石灰石也能产生二氧化碳，但需消耗燃料，不节能，且操作麻烦，不适合实验室制取。【例5】(探究题)下列反应都能生成二氧化碳：人和动物的呼吸作用木炭在空气中燃烧蜡烛燃烧碳和氧化铜反应石灰石(块状)与硫酸碳酸钙粉末与稀盐酸石灰石(块状)与浓盐酸石灰石(块状)与稀盐酸其中可用于实验室制CO2的是()A BC D解析：反应太快，不易收集；用浓盐酸制取，得到的二氧化碳不纯，混有从发生装置中挥发出来的氯化氢气体，故不选A、C、D；反应符合实验室制取气体选用药品的原则，故选B。答案：B5