4．實(shí)驗(yàn)室常用_____________跟______________或_____________起反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳，化學(xué)方程式為__________________．由于二氧化碳的密度比空氣大，可用_______________排空氣法收集；又由于二氧化碳能溶于水且與水反應(yīng)，所以通常___________________用排水法收集二氧化碳?xì)怏w．

答案：稀鹽酸　 大理石　 石灰石

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+ H₂O+CO₂↑　 向上　 不

3．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳一般有五個(gè)步驟：①檢驗(yàn)裝置的氣密性；②按要求裝配好儀器；③向漏斗中注入酸液；④向廣口瓶中放入小塊大理石；⑤收集氣體．下列操作順序正確的是 (　　 )

A.①②③⑤④　　 B.②①④③⑤　　 C.①④②③⑤　　 D.②③④①⑤

答案：B

2．檢驗(yàn)集氣瓶中是否收集滿二氧化碳可采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A.加入紫色石蕊試液　　　　　　　 B．把燃著的木條放在集氣瓶口

C.加入石灰水　　　　　　　　　　 D.把燃著的木條放在集氣瓶?jī)?nèi)

答案：B

1．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)怏w應(yīng)該用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A.煅燒石灰石　　　　　　　　　　 B．碳在空氣中充分燃燒

C.石灰石和稀鹽酸反應(yīng)　　　　　　 D.石灰石和稀硫酸反應(yīng)

答案：C

4.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)鈺r(shí)，為什么采用向上排空氣法收集二氧化碳而不采用排水法收集？

剖析：氣體收集方法主要取決于氣體的密度和氣體在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空氣重，所以常采用集氣瓶口向上排氣法收集。

問(wèn)題探究

　　 問(wèn)題　 實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳，選擇原料的條件是什么？

　　 探究：碳酸鈉和碳酸鈣都可以制備二氧化碳，但碳酸鈉易溶于水，與酸反應(yīng)迅速，在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)很快結(jié)束，不易控制二氧化碳的制備速度，而碳酸鈣是難溶性固體，與酸反應(yīng)接觸面積小，反應(yīng)緩慢，易于氣體的收集。且碳酸鈣來(lái)源廣，易于獲得，價(jià)格低廉。

典題精講

　　 例1　 收集方法取決于什么？

圖6-3

思路解析:氣體的收集一般采用兩種方法：排空氣法(如圖6-3B和C)和排水法(如圖6-3A)，決定采用哪種方式取決于物質(zhì)的溶解性和密度：易溶于水或可溶于水的氣體，常采用排空氣法，難溶性的氣體，采用排水法。采用哪種排氣法則主要取決于氣體的密度。

答案：收集方法取決于：①氣體的溶解性；②氣體的密度。

　　 例2　 由氣體A開始，可發(fā)生如下四個(gè)變化：

ABCBD

判斷A、B、C、D各是什么物質(zhì)。

思路解析:首先分析A氣體與灼熱的碳反應(yīng)生成B，B可以是CO或CO₂，接著B又與灼熱的碳反應(yīng)，確定B只能是CO₂，因?yàn)镃O不與灼熱的碳反應(yīng)，所以推斷出A是氧氣，B是二氧化碳，C是一氧化碳，D是碳酸鈣。

答案：A．氧氣　　　　　 B．二氧化碳　

　　 C．一氧化碳　　　 D．碳酸鈣

知識(shí)導(dǎo)學(xué)

確定氣體發(fā)生裝置應(yīng)考慮的因素：

反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。據(jù)此，氣體發(fā)生裝置可分為以下兩種類型。

一類是：固體與固體需加熱制取氣體的發(fā)生裝置。如用高錳酸鉀加熱制氧氣，需要的儀器有：大試管、酒精燈、鐵架臺(tái)、帶導(dǎo)管的單孔塞等。

另一類是：固體與液體不需要加熱制取氣體的發(fā)生裝置。如用過(guò)氧化氫和二氧化錳制氧氣，需要的儀器可以是：大試管、鐵架臺(tái)、帶導(dǎo)管的單孔塞。

也可以用下列儀器：錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、帶導(dǎo)管的雙孔塞。

確定氣體收集裝置應(yīng)考慮的因素：

制取氣體的密度和溶解性兩個(gè)物理性質(zhì)。

不易溶于水或難溶于水并且不與水發(fā)生反應(yīng)的氣體可用排水法收集，

如氧氣、氫氣等，所需的儀器有水槽、集氣瓶。

密度與空氣密度相差較大且不與空氣中任一成分反應(yīng)的氣體可用排空氣法收集，所需的儀器是集氣瓶、玻璃片。其中，密度比空氣大的氣體用向上排空氣法收集，如氧氣、二氧化碳等。

密度比空氣小的氣體用向下排空氣法收集，如氫氣。

用排空氣法收集氣體時(shí)還應(yīng)注意三點(diǎn)：

①所收集氣體若有毒性，能用排水法就不要用排空氣法，以防污染空氣。

②導(dǎo)管必須伸到集氣瓶底部，這樣才能把集氣瓶?jī)?nèi)的氣體充分排凈。

③如果不知道所收集氣體的密度，可計(jì)算其相對(duì)分子質(zhì)量，再與空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量29比較，比29大的密度就比空氣的大，比29小的密度就比空氣的小。

二氧化碳的檢驗(yàn)與驗(yàn)滿方法的區(qū)別：

檢驗(yàn)是驗(yàn)證這種氣體是否是二氧化碳，需通入澄清的石灰水，看是否變渾濁。而驗(yàn)滿是將燃著的木條伸到集氣瓶口，若木條熄滅，證明已收集滿；否則，未滿。

制取氣體時(shí)，一般要先檢查裝置氣密性；裝藥品時(shí)，一般先裝固體藥品，再裝液體藥品。

疑難導(dǎo)析

實(shí)驗(yàn)室制取氣體選擇藥品的原則一般遵循：①藥品來(lái)源廣、價(jià)廉；②條件：裝置、操作簡(jiǎn)單；③產(chǎn)氣速率適中、純度高；④安全，副產(chǎn)物污染小或零?污染。

要說(shuō)明碳的燃燒，木炭還原氧化銅，一氧化碳還原氧化銅，高溫分解石灰石制二氧化碳不符合原則①②③；碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)不符合原則②；碳酸鈣與稀硫酸反應(yīng)不能進(jìn)行。分析清楚產(chǎn)生二氧化碳的各種途徑：碳的燃燒；木炭還原氧化銅；一氧化碳還原氧化銅；高溫分解石灰石；含碳化合物的燃燒；碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)以及大理石與稀硫酸的反應(yīng)等等是否符合實(shí)驗(yàn)室制取氣體的原則即可。

要說(shuō)明加入稀鹽酸時(shí)，短頸漏斗下端不能插入液面以下，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)馐欠駮?huì)從漏斗處逸出；長(zhǎng)頸漏斗下端管口在液面下被液體封住，氣體是否會(huì)從長(zhǎng)頸漏斗處逸出。

要描述實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)鈺r(shí)，錐形瓶能否用其他儀器代替，只要看其他儀器能否盛放液體，并且能否形成密閉的容器。

要知道怎樣選擇氣體的收集方法。

具有什么性質(zhì)的氣體可以采用向上排空氣法收集二氧化碳；具有什么性質(zhì)的氣體可以采用排水法收集；具有什么性質(zhì)的氣體不采用排水法收集。

問(wèn)題導(dǎo)思

　　 實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳選擇原料的條件主要根據(jù)以下幾方面確定：

一是原料的來(lái)源是否廣，價(jià)格是否便宜；

二是二氧化碳的制備速率是否適中，是否容易控制，是否易于氣體的收集。

典題導(dǎo)考

綠色通道

用排水法要看氣體是否不溶于水；用排空氣法要看氣體密度大于或小于空氣密度來(lái)決定用向上或向下排空氣法。

典題變式

在圖6-4所示實(shí)驗(yàn)中，漏斗或?qū)Ч芸谖恢谜�確的是(　　 )

圖6-4

答案：CD

綠色通道

根據(jù)反應(yīng)的特征，兩次與灼熱的碳反應(yīng)生成不同氣體。

典題變式

試管里盛有黑色粉末，加熱后有紅色固體生成，同時(shí)產(chǎn)生沒(méi)有顏色、沒(méi)有氣味的氣體，此氣體能使澄清的石灰水變渾濁，這種黑色粉末可能是(　　 )

A．氧化銅　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．氧化銅和木炭粉的混合物

C．木炭粉和銅的混合物　　　　　　　　　　　 D．木炭粉

答案：B

3.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)鈺r(shí)，錐形瓶能否用其他儀器代替？

剖析：能。錐形瓶可以用廣口瓶、大試管等玻璃儀器代替。

2.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?xì)鈺r(shí)，為什么加入稀鹽酸要選擇長(zhǎng)頸漏斗而不用普通短頸漏斗？

剖析：因?yàn)槠胀�漏斗頸太短，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)鈺?huì)從漏斗處逸出。長(zhǎng)頸漏斗下端管口在液面下被液體封住，氣體不會(huì)從長(zhǎng)頸漏斗處逸出。

1.實(shí)驗(yàn)室能夠產(chǎn)生二氧化碳的途徑有多種，如：碳的燃燒；木炭還原氧化銅；一氧化碳還原氧化銅；高溫分解石灰石；含碳化合物的燃燒；碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)以及大理石與稀硫酸的反應(yīng)等等，為什么單單選用大理石(或石灰石)與稀鹽酸的反應(yīng)呢？

剖析：碳的燃燒，木炭還原氧化銅，一氧化碳還原氧化銅，高溫分解石灰石制二氧化碳成本高、操作麻煩、純度低，不適宜于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。而碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)速率太快，不易收集。大理石(或石灰石)是塊狀固體，碳酸鈣與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣，不易溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面，阻隔了硫酸與碳酸鈣的接觸，所以反應(yīng)很快停止了。

選用大理石(或石灰石)與稀鹽酸的反應(yīng)制取二氧化碳的理由是：石灰石(或大理石)與稀鹽酸反應(yīng)不需加熱，而且反應(yīng)速度適中，易于收集。

2.二氧化碳的制備與氫氣制備的比較

疑難突破

1.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳

(1)藥品

實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所需要的藥品是________、________。

①不能選用濃鹽酸，因濃鹽酸揮發(fā)性太強(qiáng)，能揮發(fā)出大量的氯化氫氣體，使制得的二氧化碳不純。

②不能選用硫酸，因硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成微溶性的硫酸鈣沉淀，其包在碳酸鈣的表面，會(huì)阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

③不能用碳酸鈉、碳酸鉀代替大理石或石灰石，因?yàn)樗鼈円兹苡谒�，反�?yīng)速率大，難以收集。

(2)反應(yīng)原理

可用化學(xué)方程式表示為：__________________。

(3)實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置

制二氧化碳時(shí)反應(yīng)物都是________體和________體，反應(yīng)________加熱，所以用過(guò)氧化氫和二氧化錳制氧氣的發(fā)生裝置。需要的儀器可以是：大試管、鐵架臺(tái)、帶導(dǎo)管的單孔塞。

也可以用下列儀器：錐形瓶、長(zhǎng)頸漏斗、帶導(dǎo)管的雙孔塞。

因?yàn)槎�氧化碳的密度比空氣________，且________溶于水，還和水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故只能采用________收集。

圖6-2

(4)二氧化碳的檢驗(yàn)與驗(yàn)滿方法

①檢驗(yàn)：可用澄清的石灰水檢驗(yàn)。方法是將被檢驗(yàn)氣體通入澄清石灰水中，若澄清的石灰水變_______，證明是二氧化碳，否則不是。

②驗(yàn)滿：把燃著的木條伸到集氣瓶口，若木條_______，證明已收集滿；否則，未滿。

(5)在實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳時(shí)一般采取以下操作步驟：①連接儀器，檢查裝置的氣密性；裝入塊狀的大理石或石灰石；②裝入塊狀的大理石或石灰石；③倒入稀鹽酸；④用向上排空氣法收集二氧化碳。

答案:(1)稀鹽酸　 碳酸鈣

(2)CaCO₃+2HCl====CaCl₂+CO₂↑+H₂O

(3)固　 液　 不需要　 大　 可　 向上排空氣法

(4)渾濁　 熄滅