九年级化学上册第六单元碳和碳的化合物课题2二氧化碳制取的研究 同步练习 新人教版2.docx

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九年级化学上册第六单元碳和碳的化合物课题2二氧化碳制取的研究同步练习新人教版2

课题2　二氧化碳制取的

研究

答案：

（1）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　

（2）将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳　（3）口　（4）熄灭　（5）反应物的状态　（6）反应条件　（7）密度　（8）是否溶于水，是否与水反

应

1．实验室制取二氧化碳的反应原理

（1

）药品

大理石（或石灰石）和稀盐酸

大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是CaCO3。

（2）反应原理

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2CO3

碳酸钙氯化钙　碳酸

碳酸不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。

H2CO3===H2O＋CO2↑

总的化学方程式是：

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

释疑点实验室制取CO2时不用稀硫酸、浓盐酸的原因　①实验室制取二氧化碳不用稀硫酸，因为稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍石灰石与硫酸接触，使反应中断。

②不用浓盐酸。

浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致二氧化碳不纯。

【例1】在实验室里

制取二氧化碳气体，可选择的药品是（　　）

A．碳酸钠粉末与浓盐酸

B．块状石灰石与稀硫酸

C．石灰石

D．块状大理石和稀盐酸

解析：

A

×

碳酸钠粉末与浓盐酸反应过快，且浓盐酸易挥发，碳酸钠价格贵

B

×

不能用稀硫酸，因为反应生成的硫酸钙会阻止反应继续进行

C

×

高温分解石灰石是二氧化碳的工业制法

D

√

反应速率适中，易于操作和收集，是合适的药品

答案：

D

2．制取气体的一般思路

（1）制取装置的选择

实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。

发生装置主要由反应物的状态、反应条件决定，收集装置主要考虑生成气体的物理性质（溶解性、密度大小）。

（2）发生装置的选择

装置

反应类型

反应条件

举例

固体＋固

体（加热）型

加热

KMnO4

制O2

固体＋液

体（常温）型

不加热

H2O2制O2，

制CO2

（3）收集装置的选择

装置

收集方法

气体性质

举例

排水法

不易溶于水，不与水

反应

O2、H2

向上排

空气法

密度比空气大，不与空气反应

O2、CO2

向下排

空气法

密度比空气小，不与空气反应

H2

点技巧判断气体的密度比空气的大还是小的方法　空气的平均相对分子质量为29。

如果某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气大；如果小于29，则密度比空气小。

【例2】下图是A～E的仪器装置示意图。

（1）在实验室里，装置A一般用于制取反应物状态为__________、反应条件为____________的气体；装置B一般用于制取反应物状态为____________、反应条件为__________的气体。

装

置C、D、E都是用来收集气体的实验装置，用装置C收集气体的方法叫____________；用装置D收集气体的方法叫__________；用装置E收集气体的方法叫____________。

（2）实验室常用氯化铵（NH4Cl）晶体和熟石灰[Ca（OH）2]粉末混合加热来制取氨气，同时生成氯化钙和水。

①写出上述制取氨气反应的化学方程式____________________。

②实验时应该选取上述____________（填写字母）作为制取氨气的发生装置。

③根据下表提供的数据分析，实验时收集氨气应选用上述装置__________（填写字母）而不用__________装置，其原因是____________。

气体

空气

氧气

氢气

氨气

二氧化碳

密度/

（g·L－1）

1.29

1.43

0.09

0.77

1.98

溶解度/L

—

0.031

0.018

680

0.88

解析：

实验室制取氨气，是用氯化铵晶体和熟石灰粉末混合后加热制取，故选装置B制气。

从题给的数据分析，氨气极易溶于水，1L水可以溶解680L氨气，故不能用排水集气法；氨气的密度小于空气的密度，故可用向下排空气集气法来收集。

答案：

（1）固态和液态　常温　固态和固态　加热　排水集气法　向上排空气集气法　向下排空气集气法　

（2）①2NH4Cl＋Ca（OH）2

2NH3↑＋2H2O＋CaCl2　②B　③E　C和D　氨气的密度比空气的密度小，而且氨气极易溶于水

3．实验室制取二氧化碳

（1）发生装置：

实验室制取二氧化碳是固体和液体反应，不需加热，因此可任意选择下列发生装置：

谈重点制取CO2的不同装置　A装置为简易装置，不便于加液体；B、C装置使用了长颈漏斗，便于添加液体，使用B、C装置时应注意，长

颈漏斗下端管口应伸入液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗逸出；D装置使用了分液漏斗，便于加液体，还可以利用活塞控制滴液的快慢，便于控制反应速率。

（2）收集装置：

二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法收集，其密度比空气大，所以只能采用向上排空气法收集。

如图。

（3）实验步骤

①组装仪器；②检查装置的气密性；③将大理石或石灰石放入反应容器内；④塞紧双孔塞；⑤由长颈漏斗加稀盐酸；⑥用向上排

空气法收集。

（4）检验

通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明

是二氧化碳。

（5）验满、存放

将燃着的木条放于瓶口，若木条熄灭证明已集满。

收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片盖住并正放在桌面上。

【例3】如图所示是制取并收集二氧化碳的装置。

（1）当发生装置连接好后，接着进行的实验

步骤是__________________________。

（2）实验时应怎样加试剂

？

___________________________________________________。

（3）收集气体时，导管为什么要伸入集气瓶底部？

__________________________。

（4）长颈漏斗的下端要伸到液面以下，原因是__________________________。

解析：

制取气体以前，先检查装置是否漏气，装药品时先加固体，再加液体；为了防止产生的CO2从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端必须插到液面以下。

用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部便于将瓶中空气排尽。

答案：

（1）检查装置的气密性　

（2）先向锥形瓶中加入大理石或石灰石，再从长颈漏斗处加入稀盐酸　（3）便于排尽集气瓶内的空气，收集到纯CO2　（4）防止产生的CO2从长颈漏斗逸出

4．比较O2、CO2的实验室制法

比较

O2

CO2

发生

装置

收集

装置

实验

原理

药品①

方程式③

药品②

方程式④

检验

方法

带火星的木条放入瓶内

通入澄清石灰水

验满

方法

带火星的木条放在瓶口

燃着的木条放在瓶口

注：

①：

过氧化氢与二氧化锰；

高锰酸钾；氯酸钾与二氧化锰

②石灰石（或大理石）与稀盐酸

③2KClO3

2KCl＋3O2↑；

2KMnO4

K2MnO4＋MnO2＋O2↑；

2H2O2

2H2O＋O2↑

④CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

【例4】（实验综合题）实验室制取气体所需装置如下图所示。

请回答以下问题：

（1）装置中标“a”的仪器名称是______________。

（2）用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是__________（填字母序号，下同），收集装置是C或____________________。

（3）用大理石与稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置是__________________，其反应的化学方程式为______________________。

该装置还可用于制氧气，其反应的化学方程式为_____________

___________。

解析：

本题考查实验室制取气体时，实验装置的选择。

发生装置的选择考虑反应物状态和反应条件，如反应物是固体，反应需要加热，用A装置；反应物是固体和液体，反应不需要加热，用B装置。

收集装置的选择一般考虑气体的性质，如果气体不易溶于水，也不与水反应，首先考虑用排水法；若不能用排水法，密度比空气大的，用向上排空气法；密度比空气小的，用向下排空气法。

答案：

（1）集气瓶　

（2）A　D　（3）B　CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　2H2O2

2H2O＋O2↑

5．实验室制取气体时应考虑哪些因素

（1）选择反应速度适中、价格便宜、来源广泛、

污染少、实验安全，所制气体纯净或易分离的药品。

例如，实验室制取二氧化碳时，不用浓盐酸制取，因易挥发；不用碳酸钠制取，因其价格贵且反应太快；不用稀硫酸制取，因其与石灰石反应生成微溶物硫酸钙，使反应难以继续进行。

（2）选择原理科学、节能、操作简便的反应。

例如，高温分解石灰石也能产生二氧化碳，但需消耗燃料，不节能，且操作麻烦，不适合实验室制取。

【例5】（探究题）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碳和氧化铜反应

⑤石灰石（块状）与硫酸

⑥碳酸钙粉末与稀盐酸

⑦石灰石（块状）与浓盐酸

⑧石灰石（块状）与稀盐酸

其中可用于实验室制CO2的是（　　）

A．⑥⑧　　　B．⑧

C．⑥⑦⑧D．①②③④⑤⑥⑦⑧

解析：

⑥反应太快，不易收集；⑦用浓盐酸制取，得到的二氧化碳不纯，混有从发生装置中挥发出来的氯化氢气体，故不选A、C、D；⑧反应符合实验室制取气体选用药品的原则，故选B。

答案：

B

课题2　二氧化碳制取的研究

一、选择题（每个小题只有一个选项符合题意）

1.下列四瓶气体放置方法正确的是（　　）。

2.检验集气瓶中的CO2是否收集满的正确方法是（　　）。

A.向瓶内倒入澄清石灰水振荡

B.在瓶口闻其气味

C.将带火星的木插入瓶里

D.将燃着的木条放在瓶口

3.实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸制取二氧化碳气体。

由此得出的合理结论是（　　）。

A.能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关

B.反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行

C.块状大理石与大理石粉末的化学性质不同

D.块状大理石与大理石粉末的组成不同

4.实验室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.欲除去热水瓶胆内壁附着的水垢（主要成分是碳酸钙），可采用的办法是（　　）。

A.加热B.用砂纸擦洗

C.加稀盐酸浸洗D.用水洗

6.两份质量相同的碳酸钙，一份与足量的盐酸反应，一份充分煅烧，它们所生成的二氧化碳的质量（　　）。

A.一样多

B.充分煅烧生成的CO2多

C.与盐酸反应放出的CO2多

D.很难确定

7.集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。

当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。

现若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为（　　）。

①H2；②O2；③CO2。

A.只有①

B.只有①和②

C.只有③

D.①②③均可

二、实验题

8.实验室制取二氧化碳气体，有如下图所示的仪器可供选用：

请你回答下列问题：

（1）制取二氧化碳气体所需的药品是__________；

（2）收集二氧化碳气体的方法是____________；

（3）制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是（用仪器的序号回答）________________；

（4）检验二氧化碳气体是否收集满的方法是______________________________；

（5）制取二氧化碳的化学方程式是：

_____________________________________________

________________________________________________________________________。

9.测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，其方法是：

将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO2的体积，再根据体积换算为质量，最后根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量。

下图（Ⅰ）为大理石与稀盐酸反应的反应装置，图（Ⅱ）用于测量CO2的体积。

（1）写出图（Ⅰ）中仪器的名称：

①____________，②____________，③____________。

（2）检查图（Ⅰ）装置气密性的方法是：

________________________________________；

检查图（Ⅱ）装置气密性的方法是：

__________________________________________。

（3）图（Ⅱ）装置中油层的作用是_____________________________________________。

（4）________________________________________________________（填操作方法）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。

三、计算题

10.以下是我省生产的某种钙盐包装标签上的部分文字。

为了测定此盐中的钙元素含量，取10g这种盐溶于水，加入足量盐酸，生成0.132g二氧化碳。

请计算此加钙食盐中钙元素的质量分数。

由此判断该加钙食盐是否符合标准。

配料表：

氯化钠、食用碳酸钙、

碘酸钾　净含量：

500g

成分表：

氯化钠≥88%

钙（以Ca计）（0.5～1.3）%

碘（以I计）（20～50）mg/kg

课题2　二氧化碳制取的研究

1．B　解析：

磨砂面应与玻璃瓶磨口接触，密度比空气大的气体要正放，密度比空气小的气体倒放。

2．D　解析：

CO2的验满是将燃着的木条放在瓶口，立即熄灭则已满。

3．B

4．D　解析：

实验室制取二氧化碳不用加热，所以不要酒精灯；不能用排水法收集，所以也不要水槽。

5．C　解析：

碳酸钙是不溶于水的物质，水无法洗去；用砂纸擦洗会对热水瓶胆造成破坏；高温时碳酸钙可以分解，但高温进行操作不便；最好的办法是与稀盐酸反应生成能溶于水的氯化钙后再用水冲洗干净。

6．A　解析：

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，CaCO3

CaO＋CO2↑，根据反应前后碳原子质量守恒，可知答案选A。

7．A　解析：

从b口进入收集气体，相当于向下排空气法收集密度比空气小的气体，只有H2。

8．

（1）石灰石或大理石和稀盐酸　

（2）向上排空气法　（3）ACDE

（4）将燃着的木条放到集气瓶口，若火焰立即熄灭，则已集满

（5）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

9．

（1）①长颈漏斗　②铁架台　③试管

（2）在乳胶管上夹弹簧夹，向长颈漏斗内加水至形成液封，再加适量水，静置一段时间后，若长颈漏斗液面与试管内液面差保持不变，说明气密性良好

在乳胶管上夹上弹簧夹，向量气管加适量水，提高量气管，一段时间后，若量气管内液面不下降，说明气密性良好

（3）防止CO2溶于水

（4）调节量气管高度，使反应前后两边液面相平

10．解：

设含有CaCO3xg。

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

100　　　　　　　　　　　　　44

　x　　　　　　　　　　　　0.132g

＝

解得x＝0.3g

0．3g×40/100＝0.12g

0．12g÷10g×100%＝1.2%

在0.5%～1.3%之间，符合标准。

答：

略。

课题3　二氧化碳和一氧化碳

答案：

（1）大　

（2）能　（3）干冰　（4）CO2＋H2O===H2CO3　（5）Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O　（6）温室效应　（7）灭火　（8）难　（9）2CO＋O2

2CO2　（10）还原　（11）CO＋CuO

Cu＋CO2

1．二氧化碳的性质

（1）实验探究

①倾倒二氧化碳实验

a．步骤：

向盛有燃着蜡烛的烧杯中，缓缓倾倒二氧化碳（如图）。

b．现象：

蜡烛由低到高依次熄灭。

c．分析：

接触二氧化碳的蜡烛会熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧；低的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，先沉到烧杯底部。

②二氧化碳的溶解性实验

a．步骤：

向一盛有二氧化碳的软塑料瓶内加入1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。

b．现象：

塑料瓶扁了。

c．分析：

瓶子扁了，说明瓶内压强减小，证明部分二氧化碳溶解到水里去了。

（2）二氧化碳的物理性质

通常情况下，二氧化碳是无色、无味的气体，密度比空气大（二氧化碳密度为1.997g/L），能溶于水（1体积水约能溶解1体积二氧化碳，增大压强会溶解的更多）。

谈重点干冰及其用

途　二氧化碳有三态变化，固态的二氧化碳叫做干冰。

干冰能直接升华为二氧化碳气体，这个过程能吸收大量的热，故可作制冷剂，也可用于人工降雨等。

（3）二氧化碳的化学性质

①二氧化碳与水的反应

探究实验：

（说明：

本实验中用到的小纸花是用石蕊溶液染成紫色再干燥的纸花）

操

作

喷稀

醋酸

喷水

直接放入CO2中

喷水后放入CO2中，取出再烘干

现

象

小花

变红

小花不变色

小花不

变色

小花

变红；烘干后变紫

分

析

稀醋酸能使小花变红

水不能使石蕊变红

干燥的CO2不能使石蕊变红

二氧化碳和水作用生成了碳酸，碳酸不稳定，受热易分解

结

论

a．二氧化碳和水反应生成碳酸：

CO2＋H2O===H2CO3

b．碳酸不稳定，易分解：

H2CO3===H2O＋CO2↑

②二氧化碳与澄清石灰水反应

将二氧化碳通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊了。

这是二氧化碳与石灰水发生了化学反应，生成了不溶于水的白色碳酸钙的缘故。

化学实验中常用这个现象来检验二氧化碳。

有关反应的化学方程式为：

Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

辨误区检验二氧化碳的方法　检验二氧化碳，常用澄清石灰水。

一般不用燃着的木条来检验二氧化碳，因为氮气也不支持燃烧。

【例1】如图所示，在一个盛有氢氧化钙溶液的容器中有一支燃着的蜡烛，现用一只杯子将蜡烛罩住，猜想一下，会有什么现象发生（　　）

A．蜡烛燃烧不变，液面下降

B．火焰逐渐熄灭，液面下降

C．蜡烛燃烧更旺，液面上升

D．火焰逐渐熄灭，液面上升

解析：

蜡烛燃烧消耗氧气，生成二氧化碳和水。

当杯中的氧气被耗尽后，蜡烛火焰熄灭，生成的二氧化碳与氢氧化钙溶液反应，使杯中的气体减少，压强减小，液面会上升。

答案：

D

2．二氧化碳对生活和环境的影响

（1）二氧化碳对生活的影响

①二氧化碳的用途

用途

利用的性质

灭火

密度比空气大，不燃烧，也不支持燃烧

人工降雨等

干冰升华吸热

碳

酸饮料

溶于水，与水反应生成碳酸

化工原料

与其他物质反应

气体肥料

参与光合作用

②二氧化碳无毒，但不能供给呼吸。

当空气中二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响，因此在人群密集的地方要经常通风换气。

浓度过高时会使人窒息。

释疑点进入菜窖前为什么要先做灯火试验　进入久未开启的菜窖（或干涸）的深井前，应先做一个灯火试验。

方法是将一支燃着的蜡烛，放入菜窖内，若蜡烛燃烧不旺或熄灭，说明二氧化碳的浓度较高，人不宜进入。

（2）二氧化碳对环境的影响

①大气中二氧化碳的产生和消耗途径

产生途径

消耗途径

动植物呼吸；工厂废气；含碳燃料燃烧；微生物分解

植物光合作用

以上两个方面若保持相对平衡，空气中二氧化碳的含量是相对稳定的。

若产生的二氧化碳大于消耗，会使空气中二氧化碳含量升高而导致温室效应

②温室效应

大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫温室效应。

a．产生温室效应的原因

人类消耗的能源急剧增加，向空气中排放了大量二氧化碳，同时森林遭到破坏，使二氧化碳的吸收量减小，导致大气中二氧化碳含量不断上升。

b．温室效应的危害

气温上升导致冰川融化、海平面上升、沿海城市被淹没；地球表面的水分蒸发，使土地沙漠化。

c．防治温室效应的措施

减少使用煤、石油、天然气等化石燃料；开发新能源，利用太阳能、风能、地热能等；大力植树造林，禁止乱砍滥伐。

释疑点能产生温室效应的气体　能产生温室效应的气体除二氧化碳外，还有臭氧（O3）、甲烷（CH4）、氟氯代烷（商品名为氟利昂）等。

温室效应好可怕啊，我讨厌CO2!

任何事物都有利弊，CO2对人类的利大于弊，关键是我们应合理利用哦！

【例2】联合国气候变化框架公约《京都议定书》要求发达国家限制CO2等温室气体的排放量，以控制日趋严重的温室效应。

请回答下列问题：

（1）绿色植物通过____________作用吸收CO2，放出____________。

（2）为了缓解大气中的CO2含量的增加，以下建议可行的是______________（填字母）。

A．开发太阳能、水能、风能、地热能等新型能源

B．禁止使用煤、石油、天然气等化石燃料

C．提倡植树造林，禁止乱砍滥伐

解析：

（1）绿色植物通过光合作用，将水、二氧化碳转变成有机物，同时释放氧气。

（2）能减少二氧化碳的生成及增大二氧化碳的消耗的建议都是可行的。

答案：

（1）光合　氧气（或O2）　

（2）AC

3．一氧化碳

（1）物理性质

通常

情况下，一氧化碳（CO）是一种无色、无味的气体，密度比空气的略小，难溶于水（1体积水里可溶解0.02体积CO）。

（2）化学性质

①可燃性：

2CO＋O2

2CO2，产生蓝色火焰，放出大量的热。

②毒性：

CO有剧毒，CO极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白不能很好地与氧结合，造成生物体内缺氧，严重时会危及生命。

谈重点使用CO时应注意什么　若CO不纯，点燃时可能发生爆炸，因此点燃前一定要检验纯度；CO有毒，冬天用煤取暖时一定要装烟囱，并注意通风。

③还原性：

CO　＋　CuO

Cu＋CO2

还原剂　氧化剂

一氧化碳和木炭一样能够夺取含氧化合物里的氧，表现还原性。

（3）一氧化碳的性质与用途的关系

性质

用途

可燃性

作燃料，管道煤气的主要成分就是一氧化碳

还原性

冶炼金属，如工业常用CO来炼铁

3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2

CO有利也有弊。

不纯的CO易爆炸，CO有剧毒，是大气污染物，它无色无味，又是“隐形”杀手；CO可作燃料，也是冶金工业中的重要还原剂。

（4）一氧化碳还原氧化铜的实验探究

实

验

装置

实验

步骤

①检验CO的纯度

②先通入CO，再加热

③实验结束后，先停止加热，继续通CO，直到冷却

原因

分析

防止CO中混有氧气，加热时爆炸

排尽玻璃管中的空气，防止加热爆炸

防止玻璃管中进入空气，生成的铜重新

被氧化

实验

现象

①黑色粉末变为红色；

②澄清的石灰水变浑浊

结论

CO具有还原性，将氧化铜还原为铜，同时生成CO2，即CO＋CuO

Cu＋CO2

谈重点CO还原CuO实验的操作要点　①实验开始，要先通一氧化碳再加热；实验结束，要先停止加热，再停止通一氧化碳。

即一氧化碳要“早来晚走”。

“早来”的目的是排尽试管中的空气，避免加热时发生爆炸；“晚走”的目的是保护生