九年级化学上册基础实验4 二氧化碳的实验室制取与性质（分层练习）（解析版）

基础实验4二氧化碳的实验室制取与性质1．实验室制二氧化碳有以下操作：①向锥形瓶中加入大理石；②向长颈漏斗中注入稀盐酸；③固定装置；④检查装置气密性；⑤收集气体并验满二氧化碳，正确的操作顺序是（）

A．①②③⑤④ B．④①③②⑤ C．①②④③⑤ D．④②⑤③①【答案】B【解析】实验室制二氧化碳的操作中，先连接仪器，检查装置的气密性，然后先加入固体药品，塞上橡皮塞，将试管固定在铁夹台上，再沿长颈漏斗加入液体药品，用向上排空气法收集，然后检验是否集满。故选B。2．如图所示是实验室制取二氧化碳的部分操作，其中正确的是（）

A．检查装置气密性 B．取大理石C．倾倒稀盐酸 D．验满【答案】A【解析】A、检查装置的气密性：将导管置于水中，用手紧握试管，观察导管口是否有气泡冒出，有气泡冒出，说明装置气密性良好，图中操作正确，符合题意；B、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时，应该先把容器横放，把药品或金属颗粒放入容器口后，再把容器慢慢地竖起来，使药品或金属颗粒滑到容器底部，以免打破容器。图中操作错误，不符合题意；C、倾倒液体时，瓶塞应倒放，瓶口应紧挨试管口，标签应朝向手心处，图中瓶塞未倒放，不符合题意；D、二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明已经集满，不能伸入集气瓶内部，不符合题意。故选A。3．如图是“二氧化碳的制取、收集和验满”的主要实验步骤，其中操作错误的是（）

A．如图：检查气密性 B．如图：制二氧化碳C．如图：收集二氧化碳 D．如图：二氧化碳验满【答案】C【解析】A、检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作正确；B、实验室制取二氧化碳选用大理石和稀盐酸，发生装置属于固液常温型，可用图中装置制取，图中所示操作正确；C、收集二氧化碳时，为利于空气的排出，导管应伸入集气瓶的底部，图中所示操作错误；D、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作正确。故选C。4．实验室制取二氧化碳，向盛有石灰石的锥形瓶中加酸后，过一会儿石灰石表面几乎无气体产生，原因可能是（）

A．锥形瓶橡胶塞处漏气 B．没有加热C．没有用玻璃棒搅拌反应物 D．加入的是稀硫酸【答案】D【解析】A、装置漏气，不影响反应的发生，该选项不符合题意；B、碳酸钙和酸在常温下就能反应，则即使不加热，反应也能发生，该选项不符合题意；C、及时不用玻璃棒搅拌，反应也能发生，该选项不符合题意；D、碳酸钙和硫酸反应生成的硫酸钙微溶，则会包裹在大理石表面，从而反应停止，该选项符合题意。故选D。5．小化利用鸡蛋壳(主要成分是碳酸钙)制取二氧化碳并对二氧化碳的性质进行探究，实验装置如图所示，请回答下列问题。(1)写出A处制取二氧化碳的化学方程式。(2)若B中盛有紫色石蕊溶液，观察到的现象是。(3)若用装置C鉴定产生的二氧化碳气体，在C中盛放的试剂为。(4)装置D中观察到的实验现象是，说明二氧化碳具有的化学性质是。【答案】(1)(2)溶液变红(3)澄清石灰水(4)蜡烛由下到上依次熄灭不燃烧、不支持燃烧【解析】（1）A处制取二氧化碳的反应为鸡蛋壳的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；（2）若B中盛有紫色石蕊溶液，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，故现象是：溶液变红；（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故通常用澄清石灰水检验二氧化碳，故在C中盛放的试剂为澄清石灰水；（4）装置D中可观察到的现象是蜡烛由下到上依次熄灭，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，不燃烧、不支持燃烧需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质。6．实验室制取气体，有如图1所示的仪器可供选用：(1)为了制取较大量的二氧化碳并便于多次添加稀盐酸，从上述所给仪器中选择合适的仪器，组装一套制取二氧化碳的装置，需要用到的仪器是（填字母代号）。(2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。(3)图2是用棒棒冰软塑料管自制的气体发生装置，可控制反应的发生和停止，若用该装置制取二氧化碳气体，药品加入完毕后，欲产生二氧化碳接下来的操作是。【答案】(1)AEFG（或BEFG）(2)(3)用手挤压软塑料管下部，使固体与液体接触【解析】（1）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液不加热反应，制取较大量的二氧化碳，反应容器应选择锥形瓶或烧瓶，为了便于多次添加稀盐酸，应选择长颈漏斗，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，故需要的仪器是AEFG（或BEFG）；（2）实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；（3）若用该装置制取二氧化碳气体，药品加入完毕后，欲产生二氧化碳接下来的操作是用手挤压软塑料管下部，使固体与液体接触，反应生成气体。1．兴趣小组在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器，如图1，测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图2。下列说法不正确的是（）

A．ab段长颈漏斗中液面逐渐上升 B．bc段反应物固体与液体脱离接触C．c点的对应操作是打开弹簧夹 D．该发生装置可以控制反应速率，得到平稳的气流【答案】D【解析】A．ab段压强增大，说明装置内气体增多，此时弹簧夹关闭，压强增大，将液体压回长颈漏斗，漏斗中液面逐渐上升，故选项说法正确；B．bc段压强不变，说明反应停止，且装置密闭，说明石灰石与盐酸脱离接触，故选项说法正确；C．c点之后压强减小，气体导出，说明此时打开弹簧夹，故选项说法正确；D．该发生装置可以通过压强控制反应发生和停止，但不能控制反应速率得到平稳的气流，故选项说法错误；故选：D。2．某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究，下列说法错误的是（）

A．A装置可控制反应的发生和停止B．B处现象说明二氧化碳可使紫色石蕊试液变红C．C处溶液变浑浊是因为生成了不溶于水的碳酸钙D．D处现象说明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧【答案】B【解析】A、用A装置制取二氧化碳，打开活塞K，固体和液体接触产生气体，关闭活塞，试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，故可通过活塞的开闭随时控制反应的发生和停止，故说法正确；B、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊变红色，并不是二氧化碳使紫色石蕊变红色，故说法错误；C、二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水，所以C处溶液变浑浊，是因为生成了不溶于水的碳酸钙，故说法正确；D、D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不可燃，不助燃，密度比空气大，故说法正确。故选B。3．为测定石灰石与稀盐酸反应产生的CO2的体积，某学生拟用如图实验装置进行实验，下列说法错误的是（）

A．不可用稀硫酸代替稀盐酸B．若量气管中液体为水，会使测定结果偏小C．实验前需检查装置气密性D．实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有二氧化碳残留【答案】D【解析】A、碳酸钙和稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，故不能用稀硫酸代替稀盐酸，故A不符合题意；B、二氧化碳能溶于水且与水反应，若量气管中液体为水，会使测定结果偏小，故B不符合题意；C、该反应有气体生成，故实验前需检查装置气密性，故C不符合题意；D、只要生成二氧化碳，装置中压强就会变大，量气管中的液体就会被下压，因此Y形管中有二氧化碳残留不会影响测定结果，故D符合题意。故选D。4．某学习小组对实验室制取二氧化碳进行如下探究。第一小组用如图一所示装置制取二氧化碳并测定生成二氧化碳的体积，实验开始时他们通过分液漏斗将20mL稀盐酸快速全部加入锥形瓶中并关闭活塞，记录量筒中水的体积，数据如下表：时间/min123456量筒读数/mL405055586060(1)乙中如果不加植物油会使测定结果（填“偏大”或“偏小”）；(2)在图二中绘出0—6min内生成二氧化碳体积随时间变化的曲线；(3)反应过程中产生二氧化碳的速率不断减慢的主要原因是。【答案】(1)偏小(2)

(3)随着反应进行盐酸的浓度逐渐降低【解析】（1）二氧化碳能溶于水且能与水反应，故会使排出的水偏小，则测得二氧化碳的量偏小，故填写：偏小。（2）根据表格中的数据描点画出曲线，因加入20mL稀盐酸会将20mL锥形瓶内空气挤入乙中，乙中排出20mL水进入丙中，所以对应时间量筒读数要减去20mL为生成二氧化碳的体积，故填写：（3）由于加入的盐酸与碳酸钙反应，盐酸中溶质的质量逐渐减少，溶液浓度降低，所以反应速率不断减慢，故填写：随着反应进行盐酸的浓度逐渐降低。5．大理石和酸制取二氧化碳，可选的实验装置如图1所示，取等质量的大理石分别放入足量的酸中，产生二氧化碳的体积随时间变化曲线如图2所示，请回答下列问题：(1)仪器b的名称是；(2)若要控制反应的开始和停止，应选择的发生装置是；(3)F装置可用于测定收集二氧化碳的体积，少量植物油的作用是；(4)图2中甲、乙、丙三条曲线对应以下的3个实验，其中甲曲线对应的实验是_______；A．块状大理石、7%硫酸溶液B．块状大理石、7%盐酸C．粉末大理石、7%盐酸(5)下列关于二氧化碳制取、性质和用途的叙述中，不正确的是________。A．把二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变红B．实验室制取二氧化碳时，应先加药品再检查装置气密性C．向种植蔬菜的大棚中补充适量的二氧化碳，有利于蔬菜生长【答案】(1)长颈漏斗(2)C(3)防止二氧化碳溶于水(4)C(5)B【解析】（1）由图可知，仪器b的名称是长颈漏斗，故填：长颈漏斗；（2）装置C带有多孔隔板和活塞开关，关闭活塞开关，内部气体增多，压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞开关，气体输出，压强减小，液体重新进入试管，固液接触，反应发生，可以控制反应的发生和停止，故选C；（3）二氧化碳能溶于水，F装置可用于测定收集二氧化碳的体积，在水面上放一层植物油，目的是防止二氧化碳溶于水，故填：防止二氧化碳溶于水；（4）A、硫酸和碳酸钙反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，随着生成物量的增多CaSO4不能继续溶解，最终覆盖在大理石表面，阻碍H2SO4与CaCO3的接触使得反应停止，因此对应曲线丙；B、块状大理石与7%盐酸反应速率适中，因此对应曲线乙；C、粉末大理石与7%盐酸反应接触面积大，反应速率快，因此对应曲线甲；故选C；（5）A、把二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变红，是因为二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红，故选项说法正确；B、在实验室制取二氧化碳时，为防止装置漏气，所以实验前应先检查装置气密性再加药品，故选项说法不正确；C、植物光合作用需要二氧化碳，因此向种植蔬菜的大棚中补充适量的二氧化碳，有利于蔬菜生长，故选项说法正确；故选B。6．化学课外小组用下列仪器进行的制取和性质探究。(1)仪器C的名称是。(2)制备：实验室制取的化学方程式是，现在制取和收集干燥的，并能在反应过程中添加液体药品，则可选择上图仪器中的进行组合，用此装置也可制取和收集气体，化学方程式是。(3)利用下图装置进行性质探究：②处的实验现象是，若要证明②处与水发生了反应，就在①试管里放，③处烧杯中低处蜡烛先熄灭，说明具有的性质是。(4)用温度传感器分别连接装有和空气的烧瓶，待两个烧瓶中气体温度相同时，打开取暖器模拟太阳光对两个烧瓶加热，测得温度随时间变化关系如下图。实验表明：的含量（填“越高”或“越低”）吸收热量越多。由此可知空气中含量增加会导致加剧。【答案】(1)锥形瓶(2)ACDG氧气/O2(3)湿润的紫色石蕊试纸变红色干燥的紫色石蕊试纸不燃烧、也不支持燃烧、密度比空气大(4)越高温室效应【解析】（1）仪器C的名称为锥形瓶；（2）实验室利用石灰石或大理石（主要成分是碳酸钙）和稀盐酸反应制取二氧化碳，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为；该反应为固液常温型，二氧化碳能溶于水，二氧化碳密度比空气大，只能选择向上排空气法收集，现在制取和收集干燥的，并能在反应过程中添加液体药品，可选择D长颈漏斗，则可选择上图仪器中的ACDG进行组合，用此装置也可制取和收集氧气，氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，即过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，化学方程式为；（3）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色的石蕊试液变红色，②处的现象为湿润的紫色湿润试纸变红色；若要证明②处CO2与水发生了反应，应在①试管里放干燥的紫色石蕊试纸进行对比；③处烧杯中低处蜡烛先熄灭说明CO2具有的化学性质是二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，物理性质是密度比空气大；（4）由图像可知，CO2的含量越高，吸收热量越多。由此可知空气中CO2含量增加会导致温室效应加剧。7．兴趣小组在老师指导下进行实验室制取二氧化碳的实验，并进行相关性质探究。(1)实验室用A装置制取CO2，先向(填仪器名称)加入石灰石，再向长颈漏斗中注入(填药品名称)。用B装置收集CO2，气体应从导管(填“a”或“b”)端通入。(2)连接装置A和C，将CO2通入澄清石灰水中，反应的化学方程式为。装置D可用来证实植物的光合作用，通入适量CO2后，进行光照，试管内有气泡产生，收集一试管该气体并从水中取出后，检验试管内气体的方法是。(3)用注射器向集满CO2的密闭的集气瓶中注入20mL水，并不断振荡，装置如图1。同时用气体压强传感器采集数据，如图2，图中曲线ef段气体压强迅速上升的原因是，曲线FG段气体压强逐渐减小，说明CO2具有的性质是。【答案】(1)锥形瓶稀盐酸b(2)用带火星的木条伸入集气瓶，复燃则证明是氧气(3)注入水后导致短时间内使气体体积变小，气压变大能溶于水【解析】（1）实验室使用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，实验室固液反应时需要先将固体加到仪器中即将碳酸钙加到锥形瓶，再从长颈漏斗加入稀盐酸；二氧化碳密度比空气大，从长导管导入B装置即b；（2）二氧化碳和氢氧和钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式：；根据光合作用消耗二氧化碳生成氧气，氧气具有助燃性，因此检验的方法是：用带火星的木条伸入集气瓶，复燃则证明是氧气；（3）图中曲线EF段气体压强迅速上开的原因是注射器中的水进入集气瓶中，使气体的体积缩小，压强增大；曲线FG段气体压强逐渐减小，说明CO2具有的性质是能溶于水，装置内气体减少，压强减小。1．CO2对人类生存、生活有着重大影响，某小组同学对CO2的相关知识作如下探究。（一）CO2的制取和性质探究(1)该小组用一定浓度的盐酸和大理石为原料，且利用如图1所示装置制备二氧化碳。①装置A或B都可以作为制取二氧化碳的发生装置，装置B相对于装置A的优点是，实验室制取二氧化碳发生反应的符号表达式为。②装置C可用于收集二氧化碳，气体应从（填a或b）口进入C，请推测该方法收集二氧化碳的依据是。(2)探究是否可用排水集气法收集到CO2利用传感器对是否可用排水集气法收集到CO2展开探究，实验装置如图2所示：【实验步骤】①按实验装置图2组装仪器。②用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数，证明装置气密性良好。③打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，收集满CO2后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。④用压强传感器自带的注射器通过活塞A向三颈烧瓶中注入15mLH2O，观察两分钟之内体系的压强变化如图3所示。【总结与拓展】⑤图3中，30s到100s之间压强逐渐减小的原因是。⑥经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法（填“可以”或“不可以”）收集到CO2气体。(3)验证CO2的性质如图4是验证CO2性质的实验装置，实验时，持续通入CO2。步骤Ⅰ：打开K1关闭K2，观察现象。步骤Ⅱ：关闭K1，打开K2，加热水，一段时间后，观察现象。①步骤Ⅰ说明CO2具有的化学性质是。②步骤Ⅱ：一段时间后，观察到的实验现象是，说明CO2能与水反应。（二）CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点。(4)石灰石循环法可用于捕集烟气中的CO2，该方法以CaO捕集CO2将所得产物在高温下煅烧可重新获得CaO和CO2，生成的CaO具有疏松多孔的内部结构，其在捕集过程中对CO2具有良好的性。(5)对CO2气体加压，降温，可获得干冰，从构成物质的微粒视角分析，该过程主要改变的是（填“分子本身”或“分子间的空隙”）。【答案】(1)控制反应的发生与停止b二氧化碳不能溶于饱和碳酸氢钠溶液(2)保持不变二氧化碳溶于水中并与水反应可以(3)二氧化碳不可燃也不助燃Ⅰ中干燥的紫色石蕊小花不变色，Ⅱ中干燥的紫色石蕊小花变红色(4)吸附(5)分子间的空隙【解析】（1）①装置B中，可将固体放在多孔隔板上，关闭弹簧夹，产生的气体无法排出，液态被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，液态又进入试管中，与固体接触，反应开始，则该装置的优点为：控制反应的发生与停止；实验室制取二氧化碳的反应为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的符号表达式为：；②二氧化碳密度小于饱和碳酸氢钠溶液，则收集时，气体应从b口通入；用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集二氧化碳，说明二氧化碳不能溶于饱和碳酸氢钠溶液；（2）②将注射器通过活塞A向三颈烧瓶注入50mL空气，并一直压住注射器，装置中的压强大于外界大气压，若装置气密性良好，则压强传感器的读数保持不变；⑤向装置中加入水后，压强减小，说明二氧化碳减小，原因为二氧化碳溶于水中并与水反应；⑥消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，消耗的很少，则能用排水法收集二氧化碳；（3）①能观察到蜡烛熄灭，说明二氧化碳不可燃也不助燃；②二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红色，其中进入Ⅱ中的二氧化碳中含有水蒸气，则若Ⅰ中干燥的紫色石蕊小花不变色，Ⅱ中干燥的紫色石蕊小花变红色，就能证明二氧化碳能与水反应；（4）生成的CaO具有疏松多孔的内部结构，则对CO2具有良好的吸附性；（5）干冰为固体二氧化碳，将二氧化碳制成干冰，分子不变，分子间的空隙改变。2．某兴趣小组在学习了二氧化碳的有关知识后，以二氧化碳的制取为课题展开了项目式探究：【项目一】探究二氧化碳的制取原理(1)能利用碳的燃烧获得较纯净的二氧化碳吗？①描述木炭在氧气中燃烧的现象：。②能用此法收集一瓶较纯净的二氧化碳吗？写出你的分析：。(2)能利用稀盐酸、稀硫酸和石灰石（主要成分）、碳酸钠的组合制二氧化碳吗？选择药品，小明对三组药品进行了实验研究，实验记录如下组别药品实验现象①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止③碳酸钙粉末和稀盐酸产生气泡速率很快从制取和收集的角度分析，一般选择第组药品，该组药品发生反应的化学方程式为；不选择第③组药品的原因是。【项目二】探究了二氧化碳气体的收集方法(3)不能用排水法收集，理由是。(4)排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶（集气瓶容积相同）气体，记录所需时间，如表所示。1234排水法排空气法综合上述实验，请你对的两种收集方