《人教版九年级上册化学同步练习》第十二讲 二氧化碳制取研究 学案

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第十二讲 二氧化碳的制取探究
知识点一： 二氧化碳的实验室制法
1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
2.反应原理：
3.发生装置和收集装置：
（1）发生装置：“ ”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化
碳常用的发生装置如下：
（2）装置连接时要注意以下两点：
①长颈漏斗的下端管口必须插入到 ，否则生成的气体会从 跑掉；
②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管口排出。
（3）收集装置：气体的收集方法由气体的 和气体的 决定。二氧化碳能溶于
水，密度比空气的大，通常采用 法收集（如右图所示）。收集时要注意将导
管插到 。　　
4.验满：将燃着的木条置于集气 ，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。
5.检验：将产生的气体通入 中，若观察到石灰水变 ，说明有 CO2生成。
【要点诠释】
药品选用应注意的问题：
（1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的 混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳 。
（2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的 ，它
覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应 。
（3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体 且 ，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl　
=2NaCl+H2O+CO2↑） ，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。
知识点二：实验室制取二氧化碳的研究与实践
1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：
①碳在氧气（或空气）中燃烧：
②碳在高温下还原金属氧化物：
③石灰石高温分解：
④大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
⑤蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。
※有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑哪
个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。
①和⑤虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装
置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差；
②和③需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。
④方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
（1）气体发生装置的选择：由反应物的 和反应 来确定。
① 若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图 所示的实验装置。
② 若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图 所示的实验装置。
（2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质
（是否与水、空气发生反应）来选择。
①ρ<ρ 空，可用向上排空气法收集（上图 ）。② ρ>ρ 空，可用向下排空气法收集（上图
）。
③ 气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图 ）。
【要点诠释】
1.实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加
催化剂等），还要选择合适的实验装置，研究如何验证制得的气体等。
（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混
入其他气体，便于收集。
（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条
件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
（4）验证气体时，实验现象要明显。
知识点三：多功能瓶
下面是多功能瓶的常见用途：
一、洗气瓶（图①）
多功能瓶作为洗气瓶来使用时，气体要从 导管进入，从 导管中出去。洗气瓶一般用来检验气体
（如二氧化碳）、干燥气体（如混有水蒸气的气体）、吸收气体（如二氧化硫）或除去气体中的杂质
（如 HCl 气体等）
检验气体：检验二氧化碳的试剂是澄清的石灰水。
干燥气体：试剂一般是浓硫酸。需要注意的是，浓硫酸不能干燥 NH3等碱性气体。
吸收气体或除去气体中的杂质：
① 对于 SO2、CO2等气体，可以使用 NaOH 溶液吸收（最好不用 Ca(OH)2溶液，因为 Ca(OH)2微溶于水）
② 对于混在 CO2中的 HCl 气体，不可以使用 NaOH 溶液吸收，但可以使用 NaHCO3溶液来吸收。
③ Cl2可以用 NaOH 溶液吸收。
二、向上排空气取气瓶（图②）
使用条件：收集的气体的密度大于空气密度（组成气体的分子的相对分子质量大于 29），并且气体不与
空气中的成分反应。
规则：长管进，短管出。
常见实例：
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