4.4二氧化碳的实验室制法-九年级化学第一学期讲与练（上海）（原卷版）

4.4二氧化碳的实验室制法学习目标重难点1、掌握二氧化碳的实验室试剂的选择2、启普发生器的原理重点：启普发生器的变形装置知识01二氧化碳的制取工业制二氧化碳煅烧石灰石CaCO3高温CaO+CO2↑（石灰石、大理石主要成分为碳酸钙CaCO3；氧化钙CaO俗称生石灰；氢氧化钙Ca(OH)2俗称熟石灰）2.实验室制二氧化碳：（1）药品：块状石灰石（或大理石）和稀盐酸（均为混合物）（2）反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑①为什么不能用纯的CaCO3或Na2CO3粉末？反应速率太快，不易控制。②为什么不用浓盐酸？浓盐酸易挥发，挥发出的氯化氢（HCl）气体使制得的二氧化碳不纯。③为什么不用稀硫酸？生成微溶于水的CaSO4覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进一步进行。检验方法：将制得的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。验满方法：用燃着的木条，放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳气体已经收集满。3.启普发生器1．原理 荷兰科学家启普(Kipp)设计的气体发生器，使用时打开导气管上的活塞，不断产生气体。不用时关闭导气管上的活塞，在气体的压力下，酸液下降，大理石和盐酸脱离接触，反应停止。这种装置被称为启普发生器。2．简易装置 根据启普发生器的原理，还可以制成简易启普发生器。例如图，用多孔塑料片把大理石和液体隔开，当弹簧夹打开时，大理石和盐酸接触，发生反应；当弹簧夹关闭后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。3．使用范围 块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气体难溶于水。检验气密性关闭启普发生器的导管活塞，向启普发生器中注入少量水，静置片刻。(2)观察漏斗中液面的变化情况，如果漏斗中的液面不下降则说明该启普发发器的气密性良好，否则说明气密性不好。5．几种随开随用、随关随停的制气装置

启普发生器是一种“随开随用，随关随停”操作简便的实验室常用气体发生装置．该装置利用块状块状（选填“块状”或“粉末状”）固体与液体发生反应，且不需加热，制备H2．CO2等气体．使用启普发生器先检查其气密性，再在D处缠绕一些铜丝网（或玻璃丝）铜丝网（或玻璃丝）（填“铁丝网”或“铜丝网”或“玻璃丝”等），以防止固体从狭缝处滑落至容器底部；反应液从A（填序号，下同）处加入，固体从C处加入．反应后的混合物从B处倒出．打开止水夹，U形管内气体逸出，压强减小，酸液左降右升与固体反应；关闭止水夹，U形管内压强增大，将酸液压回，反应停止。【注意】启普发生器的变形装置※把握启普发生器能“随开随用，随关随停”的原因：关闭活塞，压强增大，固液分离，反应停止；即要实现固液分离则需要固体悬置、能形成气压差。题型一碳酸钙分解实验例1（2023秋·上海静安·九年级上海市市北初级中学校考期末）工业上常用高温煅烧石灰石来制得生石灰，现取一定量的石灰石样品进行煅烧（假设杂质不变），某变量y随时间的变化趋势如图所示。则纵坐标表示的是A．生成CO2的体积 B．生成CaO的质量C．固体中杂质的质量分数 D．固体中氧元素的质量分数【变式11】（2022秋·上海青浦·九年级校考阶段练习）一定质量的碳酸钙高温分解，某些量随时间变化的情况如图所示，横坐标表示受热时间，根据图像判断，纵坐标可能表示：①固体中氧元素的质量分数

②生成二氧化碳的质量③固体中钙元素的质量分数

④固体中碳元素的质量A．①② B．①③ C．②④ D．③题型二二氧化碳实验室制备例1（2023秋·九年级课时练习）探究能否与反应，装置如图所示。滴加浓盐酸，待试管中液体变红后，将其加热至沸腾，红色不褪去。说法正确的是A．锥形瓶中逸出的气体只含B．试管中液体变红，证明能与水反应C．加热后红色不褪去，说明碳酸受热不分解D．欲达实验目的，可将浓盐酸改为稀盐酸【变式11】（2023秋·九年级课时练习）用下图装置进行下列实验，不能实现的是A．气体从b端通入，用于实验室收集氧气B．若瓶内装有澄清石灰水，气体从b通入可检验其中是否混有二氧化碳C．若瓶内装满水，可在b端连接量筒，收集气体并测量气体的体积D．若瓶内装部分水，气体从a端通入，可观察气泡的速度【变式12】（2023·上海黄浦·统考一模）实验室制取二氧化碳，相关图示正确的是A．发生装置 B．加入固体药品C．收集 D．验满题型三启普发生器原理例1（2023秋·九年级课时练习）具有启普发生器原理的装置是A．

B．

C．

D．

【变式11】（2023秋·九年级课时练习）用如图所示的装置制取二氧化碳，相关分析正确的是A．以碳酸钙粉末和稀盐酸为原料B．用该方法收集二氧化碳是因为其能溶于水C．用燃着的木条放入瓶内以检验气体是否收集满D．关闭k，若固液不分离，可能是某种反应物已消耗完【变式12】（2023·上海松江·统考一模）实验室制取二氧化碳，能随开随用、随关随停的实验装置是A． B． C． D．【变式13】（2023秋·九年级课时练习）我国科学家首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成；(1)实验室常用块状大理石与稀盐酸制备二氧化碳，该反应的化学方程式是。选用如图装置作为发生装置，待气体收集满后，关闭活塞，装置内液面将由x降至处(选填“y”或“z”)，此时装置内气体压强外界大气压(选填“大于”、“等于”或“小于”)。(2)该合成中的第一步是先将二氧化碳转换成甲醇(化学式为CH4O)，这属于(选填“物理”或“化学”)变化，甲醇是由种元素组成，摩尔质量为，1mol甲醇中约含有个碳原子。题型四二氧化碳制备实验题例1（2021·上海·中考真题）CO2是一种常见的物质，回答下列问题：(1)木炭燃烧的化学方程式：_______；(2)用启普发生器制CO2如图所示，在多孔塑料板上放着的块状固体为_______；所用HCl的量不宜太多，若液体在反应时，液面处于a处，则关闭弹簧夹时导致的后果是：_______；(3)实验小组欲制取CaCO3，步骤如下图：Ⅰ.步骤①的化学方程式：_______；Ⅱ.需要加_______药品，理论上可以不断生成CaCO3，原因是：_______；【变式11】（2023秋·九年级课时练习）实验室制备并收集二氧化碳。(1)选用药品。按下表进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中(杂质不与酸反应)，产生二氧化碳体积随时间变化曲线如图所示：实验编号药品Ⅰ块状大理石、10%H2SO4溶液Ⅱ块状大理石、7%HCl溶液Ⅲ大理石粉末、7%HCl溶液①图中丙对应实验(选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。②确定用乙对应的药品制备并收集二氧化碳，相应的化学方程式是。③不用甲对应的药品，理由是。(2)搭建装置。组装简易启普发生器，并在装置中连接上压强传感器如图一，测得的实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法正确的是(填字母)。A．ab段试管中液面逐渐上升B．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触C．c点的对应操作是打开弹簧夹(3)收集二氧化碳。用如图装置收集时，二氧化碳气体从(选填“x”或“y”)端通入。(4)有同学搭建了下图装置，要使该装置也具有启普发生器的功能，需将块状石灰石放置在(选填“A”或“B”)处。【变式12】21．（2023春·上海浦东新·九年级上海市民办新竹园中学校考阶段练习）下图是实验室制备气体的常用装置。(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，可选择的发生装置是（填写编号），反应的化学方程式是，二氧化锰的作用是。(2)实验室用装置C制取二氧化碳，其适用条件是，以下装置具有与C装置相同工作原理的是（填写编号）。基础巩固1．（2022秋·上海杨浦·九年级上海同济大学附属存志学校统考期中）制取二氧化碳的部分操作中，正确的是A．检查气密性 B．发生装置C．收集装置 D．检验性质2根据如图所示实验，不能得到的结论是A．CO2密度比空气大B．CO2不能燃烧C．蜡烛燃烧生成CO2和H2OD．CO2不支持燃烧3.（2023秋·九年级课时练习）甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置，对两套装置分析正确的是A．此时甲装置中的止水夹M处于打开状态 B．甲装置气体导出过程中容器内部气压小于外部气压C．甲装置具有启普发生器的功能 D．乙装置N处添加止水夹可以控制反应的发生和停止4.（2023·上海·九年级专题练习）下列方法能区分氮气和二氧化碳两瓶气体的是A．观察颜色 B．闻气味C．将燃着的木条伸入集气瓶中 D．倒入适量澄清石灰水5．（2023·上海杨浦·统考一模）（不定向）能正确表示对应变化关系的是A．镁带在空气中燃烧时的质量关系B．t℃时，CO2和O2的溶解度与压强的关系C．氧气是否充足对碳燃烧放出热量的影响D．等质量的碳酸钙固体分别与足量稀盐酸、稀硫酸反应生成CO2的质量关系6．（2023秋·九年级课时练习）某小组同学对双氧水进行如下探究：(1)图1中仪器①的名称：，该装置中发生的化学方程式为。图1装置中的圆底烧瓶也可以用替代(填仪器名称)，该装置也可制取气体(只填一种即可)。(2)若将MnO2与水泥按一定比例加水混合、凝固，制作成小块状固体。加入图2装置中制氧气。其中块状固体应放置在处(填“A”或“B”)，你的理由是。(3)利用图2装置反应一段时间后。需停止反应，其操作是。7．（2023·上海长宁·统考一模）实验室用下图装置制取气体。(1)搭建A装置时，应先放置（填写仪器a的名称），再调整试管的高度；(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，应选用的发生装置是（选填字母编号）请书写反应的化学方程式，属于（选填“化合”或“分解”）反应；(3)实验室选用B装置制取二氧化碳，应先在b处加入（选填“粉末”或“块”）状大理石，可选用的收集装置是（选填字母编号），待收集满一瓶二氧化碳后，关闭弹簧夹，可观察到B装置内的现象是；(4)下图是检查装置A的气密性的过程，在F处观察到的现象是（选填“甲~乙”）；(5)用排水法收集氧气，待收集满后对集气瓶的操作顺序是（选用字母“a~d”排序）。a.取出集气瓶

b.盖上毛玻璃片

c.将集气瓶正放在桌上

d.将集气瓶倒放在桌上8.（2023·上海徐汇·统考一模）大量排放二氧化碳会导致温室效应，用下列试剂和仪器进行模拟研究。试剂：大理石、浓盐酸仪器：(1)写出实验室制备二氧化碳的化学方程式。(2)用装置甲制备二氧化碳。①写出仪器的名称：a，b。②对装置甲检验气密性时，先用弹簧夹夹紧橡胶管，再向仪器a中加入适量水，观察到现象，说明气密性良好。③将提供的试剂加入甲装置，发现生成气体太快，请写出一条改进方法。(3)在装置乙和丙之间选择装置乙收集二氧化碳的依据是。请简述如何判断二氧化碳已经收集满。(4)集满一瓶二氧化碳后，用弹簧夹夹紧橡胶管，能否使甲装置中的反应停止?理由是。(5)将集满二氧化碳的集气瓶连入如下图所示的装置中，置于阳光下。①U型导管中不使用水的理由是。②一段时间后，若c处液面高度（选填“高于”、“低于”或“等于”）d处液面高度，则证明二氧化碳能导致温室效应。③使用绿色能源能减少二氧化碳的排放，请例举一种绿色能源。9.．（2023秋·九年级课时练习）下图是实验室制取气体的部分装置，请回答下列问题。(1)用氯酸钾和二氧化锰共热制备氧气的化学方程式是，该反应的基本类型是，二氧化锰的作用是。若要制取0.06mol氧气，至少需要g氯酸钾参加反应。(2)用双氧水和二氧化锰制备氧气，为使反应平稳进行，应选用的发生装置是（填编号）；为了收集纯净的氧气，应选用的收集装置是（填编号）。(3)用块状大理石和稀盐酸制备二氧化碳，控制所加稀盐酸的量，反应时丙装置内液面位于（填“a”、“b”或“c”）处为宜，用戊装置收集二氧化碳的验满方法是。不用粉末状大理石制备二氧化碳的原因是。10（2023秋·上海杨浦·九年级校考期末）请根据实验室制取CO2的装置回答相关问题。(1)写出下列仪器的名称：a；b；实验室制取CO2的原料通常为。(2)B装置能起到的效果。B中b的下端管口要伸到；当反应一段时间关闭活塞后，试管内气压(填“大于”或“小于”)大气压。一会后再打开活塞可以看到。(3)老师用C装置制取、收集CO2时，只有碳酸钙粉末与稀硫酸，老师说也可以用C，是因为：。制了一会儿二氧化碳后，将燃着的木条放在集气瓶口处，同时利用数据采集器和传感器测定和记录木条变化时对应的CO2体积分数，数据见下表。CO2的体积分数/%木条的燃烧状况不灭不灭火焰变小火焰变小熄灭熄灭熄灭①常将燃着的木条放在集气瓶口处检验CO2是否集满，这是利用了CO2具有的性质；②若空气均匀排出，当瓶内O2的体积分数为12%时，放在瓶口的木条(填“不灭”、“火焰变小”或“熄灭”)。(不考虑空气中原有CO2以及实验产生的水蒸气对计算结果的影响。)模考训练1（2023·上海闵行·统考一模）实验室常用下列装置制取气体。(1)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是；若用E装置收集的氧气不纯，可能原因是（填序号）。a．装置气密性不好

b．在加热前将导管放入集气瓶中c．收集前集气瓶没有装满水

d．集气瓶中的水没有完全被排尽(2)某实验小组同学用10％双氧水和二氧化锰制取氧气，欲使反应平稳进行，选用的发生装置是（选填“A～D”）。(3)装置D可用于制取二氧化碳，其适用条件是