二氧化碳制取的研究5

课题2 二氧化碳制取的研究
一、实验室里制取二氧化碳的反应原理
在实验室里，常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式是：
【例题1】下列反应都能生成二氧化碳：①人和动物的呼吸作用；②木炭在空气中燃烧；③蜡烛燃烧；
④碳与氧化铜反应；⑤石灰石（块状）与硫酸反应；⑥碳酸钙粉末与稀盐酸反应；⑦石灰石（块状）与浓盐酸反应；⑧石灰石（块状）与稀盐酸反应。

请回答下列问题：（１）实验室里采用什么反应来制取二氧化碳？请写出反应的化学方程式；（２）为什么不使用其他反应，请选取任意两个说明原因。

【解析】（1）实验室里制取二氧化碳常用药品是块状的大理石或石灰石与稀盐酸，反应的化学方程
式为：
（2）一般不用其他药品代替的原因是：①浓盐酸易挥发出氯化氢气体使得收集到的气体不纯；②稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，包在大理石表面，使反应难以继续进行；③碳酸钠或纯碳酸钙粉末等与稀盐酸反应速率太快，很难控制。

【答案】（1）见解析（2）①②③的反应生成的不易收集且不够纯净。

④的反应要在高温下进行，操作不便。

⑤的反应生成微溶物硫酸钙包在大理石表面，形成保护膜，阻碍了与的继续反应。

⑥的反应速率太快，很难控制。

⑦的反应会使得收集到的气体中混有挥发出来的氯化氢气体。

二、实验室里制取二氧化碳的装置的探究
1.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。

（1）确定气体发生装置时应从两个方面考虑：①反应物的状态；②反应的条件。

其具体装置如下图所示：
反应物是固体和液体且不需加热反应物是固体且需加热
（2）确定气体收集装置时主要考虑：①气体的密度；②气体在水中的溶解性。

当收集气体的密度比空气的密度小时，可用向下排空气法；当收集气体的密度比空气的密度大时，可用向上排空气法；当收集不易溶于水、不与水反应的气体，可用排水法。

各种收集装置如下图所示：
2.实验室里制取和收集二氧化碳的装置
由于二氧化碳常用大理石或石灰石（固体）与稀盐酸（液体）在常温下反应制得，并且的密度比空气的大，能溶于水且与水反应。

因此，实验室里制取和收集二氧化碳的装置一般选择如右图所示的装置。

【例题1】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。

甲乙
（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）写出检验b中已充满二氧化碳气体的方法：_______________________________。

【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，该装置就可以通过控制弹簧夹使反应随时发生
和停止——当打开弹簧夹，长颈漏斗中的酸液由于重力作用进入试管与大理石接触，反应开始；当关闭弹簧夹，装置内气压增加，把稀盐酸压回到长颈漏斗中，大理石与稀盐酸脱离接触，反应停止。

【答案】（1）（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）将燃着的木条放在集气瓶口，看是否熄灭
基础检测
1.下列方法适用于实验室里制取二氧化碳的是（）
A.燃烧木炭
B.稀盐酸与大理石反应
C.煅烧石灰石
D.稀硫酸与大理石反应
2.检验是否收集满的方法是（）
A.将燃着的木条放在集气瓶口
B.倒入澄清石灰水
C.将燃着的木条放在集气瓶内
D.将带火星的木条放在集气瓶口
3.已知实验室里制取气体丙的化学方程式为：甲（固）+乙（固）丙↑+丁，且气体丙易溶于水，密度比空气的大，则应选用的装置和收集方法是（）
A.制取的发生装置和排水法收集
B.用制取的发生装置和向上排空气法收集
C.制取的发生装置和向下排空气法收集
D.用制取的发生装置和排水法收集
4.实验室里制取二氧化碳气体应选用的仪器是（）
A.长颈漏斗、集气瓶、水槽、导气管
B.集气瓶、试管、水槽、导气管
C.酒精灯、广口瓶、集气瓶、长颈漏斗
D.广口瓶、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞
5.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：①检查装置的气密性；②连接装置；③加入大理石；④加入稀盐酸；⑤收集；⑥验满。

其中排列顺序正确的是（）
A. ①②③④⑤⑥
B. ②①④③⑤⑥
C. ②①③④⑤⑥
D. ②③④①⑤⑥
6.要鉴别空气、、三瓶气体最简便的方法是（）
A.将带火星的木条分别伸入集气瓶内
B.分别通入澄清石灰水中
C.将燃着的木条分别伸入集气瓶内
D.测定和比较三种气体的密度
7.在化学实验室开放日，老师拿出两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体。

同学们对此气体展开了一系列探究。

（1）如果推测此气体是二氧化碳，验证它的实验方案如下：
猜想实验步骤现象与结论
此气体可能是
产生此气体的化学方程式可能是_____________________________________________；
（2）若想制取该气体，采用的发生装置可选取下页图中的______________________，收集装置应选用______________（填序号）；
（3）如用下图中F装置收集该气体，气体应由____________端导入（填“a”或“b”）。

A B C D E F
8.工业上用石灰石高温煅烧得到生石灰（CaO），现请你检验生石灰中是否含有未分解的石灰石。

（1）实验仪器：_____________________________________________________；
（2）实验药品：_____________________________________________________；
（3）实验步骤与分析：
假设实验步骤实验现象结论
1.取少量样品放入___________________
2._________________________________
3._________________________________
9.小明在做实验时，不小心将试管底部碰破了一个小孔，老师告诉他以后做实验要小心，注意安全。

并请他用这支试管和下列仪器装配一套制取二氧化碳的发生装置，要求这套装置能随时控制反应的发生和停止。

（1）请你也试一试，用图中所示仪器（仪器可不全用）组成这套发生装置。

绘出仪器装置图，并在图中标出所用药品。

（2）实验时，要产生二氧化碳应______________________________；
要停止生成二氧化碳应_____________________________________。