PAGE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 F8.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
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: 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_____________________________________。