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（九）实验室制取二氧化碳
实验深度突破
一、实验原理
化学反应：CaCO +2HCl=CaCl +H O+CO ↑
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药品选择：石灰石（或大理石）：主要成分是碳酸钙（CaCO ，块状固体，来源广
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泛）。
稀盐酸：浓度约10%，避免使用浓盐酸（易挥发导致CO 含HCl杂质）。
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反应本质：碳酸盐与酸反应生成盐、水和二氧化碳，属于复分解反应。
二、实验装置
1.发生装置
类型：固液不加热型（可选“长颈漏斗+锥形瓶”或“分液漏斗+锥形瓶”）。
要点：长颈漏斗下端需液封（伸入液面以下，防止气体逸出）。
分液漏斗可控制液体滴加速率，调节反应速率。
2.收集装置
方法：向上排空气法（CO 密度比空气大，且能溶于水，一班不用排水法）。
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验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满。
三、实验步骤
1、连接装置：按“自下而上、从左到右”原则组装仪器（如铁架台→锥形瓶→长颈漏
斗→导管）。
2、检查气密性：用止水夹夹住导管，向长颈漏斗中加水，若形成稳定水柱且不下落，
说明气密性良好。
3、添加药品：
先加固体：向锥形瓶中放入石灰石（用镊子夹取，防止砸破瓶底）。
后加液体：通过长颈漏斗注入稀盐酸，至液面浸没漏斗下端。
4、收集气体：将导管伸入集气瓶底部（排尽空气，使收集的气体更纯净），盖上玻璃
片。
5、检验气体：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明是CO 。
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6、停止反应：关闭止水夹（若用长颈漏斗，液体被压回漏斗，固液分离，反应停
止）。
四、实验现象
反应过程：固体表面产生大量气泡，固体逐渐溶解。
气体检验：澄清石灰水变浑浊。若持续通入过量CO ，浑浊会逐渐消失，生成可溶于水
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的Ca(HCO ) 。
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五、实验结论
实验室可用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应速率适中，便于收
集；CO 能使澄清石灰水变浑浊，可用于检验。
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六、实验注意事项
1、药品禁忌：
（1）禁止用浓盐酸：挥发的HCl会使CO 含杂质，导致HCl先与Ca(OH) 反应，石灰水
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不变浑浊。
（2）禁止用稀硫酸：稀硫酸与碳酸钙反应，会生成的CaSO 微溶物，附着在固体表面，
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阻碍反应继续进行。
2、装置要点：
（1）长颈漏斗必须液封，导管伸入锥形瓶少许（便于气体导出）。
（2）收集时导管伸至集气瓶底部，确保空气排尽。
3、安全操作：避免盐酸接触皮肤，若不慎沾到，用大量水冲洗并涂碳酸氢钠溶液。
七、实验改进装置
1.简易启普发生器
原理：用U型管或球形干燥管替代锥形瓶，通过活塞控制固液接触与分离，实现“随开
随用，随关随停”。
优点：节约药品，操作便捷。
2.多功能瓶收集
装置：将多功能瓶（长进短出）连接在发生装置后，用于收集更纯净的CO （可先通过
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饱和NaHCO 溶液除去HCl杂质，再干燥）。
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3.环保型装置
封闭体系：用气球收集尾气（若需处理CO ，可注入NaOH溶液振荡吸收）。
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八、实验拓展
1、药品替代探究：
用碳酸钠（Na CO ）粉末与稀盐酸反应，速率过快，适合演示“速率影响因素”（如反
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应物接触面积）。
用稀醋酸替代稀盐酸，反应速率稍慢，但更安全（适合家庭实验）。
2、工业制法对比：
工业上高温煅烧石灰石制取CO ：CaCO CaO+CO ↑。产物CaO（生石灰）可用于建
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筑。
3、CO 性质串联实验：
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制取的CO 可直接用于“CO 密度比空气大”、“CO 使紫色石蕊溶液变红”）等性质实
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验，形成知识链。
4、定量分析：
通过称量反应前后固体质量差，计算生成CO 的质量，结合化学方程式求CaCO 的纯度
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（涉及化学计算）。
九、中考常见问题误差分析
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1、石灰水不变浑浊：
（1）盐酸浓度过高，挥发出的HCl与Ca(OH) 反应。
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（2）装置气密性差，CO 未通入石灰水。
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2、收集气体不纯：
（1）导管未伸至集气瓶底部，空气未排尽。
（2）刚冒气泡就收集（排出的是装置内空气）。
十、实验室制取CO 与O 关键对比总结
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1.原理差异：
氧气制取涉及分解反应（需加热或催化剂），二氧化碳制取为复分解反应（常温下进
行）。
2.装置选择：
氧气根据反应物状态分“固固加热型”和“固液不加热型”，二氧化碳只能用“固液不
加热型”。
3.收集逻辑：
氧气可用排水法（不易溶于水），二氧化碳因溶于水只能用排空气法。
4.操作核心：
氧气制取需注意“防炸裂、防堵塞”，二氧化碳制取需注意“防漏气、选对药品”。
中考命题探秘
一、考情分析
实验室制取二氧化碳是初中化学实验的核心内容，在中考里地位关键。它融合了化学方
程式书写、仪器使用、实验操作规范、气体性质等多方面知识，全面考查学生对化学基
础知识的掌握程度、实验操作技能以及知识迁移运用和问题解决能力。由于其综合性
强、知识覆盖面广，在历年中考中频繁出现，是中考化学的重点考查内容之一，也是区
分学生能力层次的重要考点。
二、考查形式
1.原理阐述：要求学生准确书写实验室制取二氧化碳的化学方程式，并深入理解选择大
理石（或石灰石）与稀盐酸作为反应物的原因，包括从反应速率、成本、气体纯度等角
度分析，同时对比不能选用其他替代物（如碳酸钠、稀硫酸、浓盐酸等）的理由。
2.装置设计与选择：依据反应物的状态（固体和液体）和反应条件（常温），判断适合
的发生装置，如常规的固液不加热型装置（包括简易的锥形瓶搭配长颈漏斗，或使用分
液漏斗来控制反应速率等改进装置）。根据二氧化碳密度比空气大且能溶于水的性质，
选择向上排空气法收集装置，并能解释选择该收集方法的依据。还可能涉及对不同实验
装置优缺点的分析，以及对装置进行改进创新，如设计能控制反应随时发生和停止的装
置。
3.操作步骤与注意事项：考查实验的完整操作流程，如先连接装置，再检查装置气密性
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（描述具体的检查方法，如将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，观察导管口是否
有气泡冒出），然后加入药品（强调先加固体大理石，后加液体稀盐酸，以及药品取用
的规范操作），接着收集气体（说明收集时导管在集气瓶中的位置），最后进行验满操
作（阐述验满的方法和判断标准）。同时，考查实验过程中的注意事项，如长颈漏斗下
端要伸到液面以下防止气体逸出、收集气体前要先排尽装置内空气等。
4.气体检验与验满：检验二氧化碳时，要求学生准确描述将气体通入澄清石灰水，若石
灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳的操作和涉及的化学原理。验满时，要掌握将燃
着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满的方法和现象判断。
5.综合探究：结合实验探究题，给定一些新的情境或问题，如探究影响二氧化碳制取速
率的因素（如盐酸浓度、大理石颗粒大小、反应温度等），让学生设计实验方案、进行
实验操作、分析实验数据并得出结论。也可能将二氧化碳的制取与二氧化碳的性质实验
（如二氧化碳使紫色石蕊试液变红、二氧化碳与澄清石灰水反应等）相结合，考查学生
对知识的综合运用能力。还可能与其他气体（如氧气、氢气）的制取进行对比分析，从
反应原理、实验装置、收集方法到检验和验满等方面进行全方位比较。
三、中考所占分值或比例
在各地中考化学试卷中，实验室制取二氧化碳相关内容的分值和占比有所不同。在满分
100分的化学试卷中，这部分内容通常占3-8分。在实验操作考试中，若涉及二氧化碳
制取实验，其分值占实验操作考试总分的比例一般在10%-20%。比如，在一些地区的中
考中，会在实验题部分单独设置一道关于二氧化碳制取的题目，分值可达5-8分；在选
择题、填空题中也会有所涉及，以考查基础知识点为主，每题分值在1-3分。
四、中考预测
1.联系实际与跨学科融合：未来中考命题会更加注重与实际生活、生产应用相联系，如
结合工业废气处理中二氧化碳的回收利用、温室气体减排等热点问题，考查学生对实验
室制取二氧化碳原理和方法的迁移应用能力。同时，可能出现跨学科融合的题目，与物
理学科中气体压强、流速等知识结合，考查实验装置中气体的流动、压强变化等；或者
与生物学科中植物的光合作用、呼吸作用涉及的二氧化碳循环相结合，拓宽学生的知识
视野和综合应用能力。
2.探究性与创新性增强：实验探究题的比重和难度将进一步增加，设置更具开放性和创
新性的问题，如让学生自主设计新颖的实验装置来制取二氧化碳，探究不同催化剂或反
应条件对反应的影响，培养学生的创新思维和科学探究精神。更加注重考查学生对实验
数据的分析处理能力，以及根据实验现象和数据得出合理结论、进行反思评价的能力。
3.考查形式多样化：除了传统的选择题、填空题、实验题、简答题外，可能会出现阅读
理解题，通过给出一段关于二氧化碳制取的科研文献或实际应用案例，考查学生提取关
键信息、运用知识解决问题的能力；还可能出现实验设计与评价题，要求学生对给定的
实验方案进行评价和改进；甚至出现科学探究报告撰写题，全面考查学生的科学探究过
程和书面表达能力。随着技术发展，数字化实验技术（如利用传感器测定二氧化碳制取
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过程中的压强、浓度变化等）在中考中的考查也可能会有所体现。
五、备考建议
1.知识系统梳理：全面、细致地梳理实验室制取二氧化碳的相关知识，构建完整的知识
框架，包括反应原理、药品选择、实验装置、操作步骤、气体检验与验满、注意事项
等，确保对每个知识点都理解透彻、记忆准确。针对重点和易错知识点，如化学方程式
的书写、实验装置的选择依据等，进行强化训练和反复复习。
2.强化实验操作：有条件的学生应亲自动手进行实验操作，熟悉实验仪器的使用方法和
实验流程，提高动手能力和实验技能。在实验过程中，严格按照操作规范进行，注意细
节，如药品的取用、仪器的连接与固定、装置气密性的检查等，培养严谨的科学态度和
良好的实验习惯。对于无法实际操作的学生，可以通过观看实验视频、使用虚拟实验软
件等方式，模拟实验过程，加深对实验的理解和记忆。
3.对比归纳总结：将二氧化碳的制取与氧气、氢气等其他常见气体的制取进行对比分
析，找出它们在反应原理、实验装置、收集方法、检验和验满等方面的异同点，通过对
比归纳，加深对不同气体制取知识的理解和记忆，避免混淆。总结不同实验装置的特点
和适用范围，学会根据具体实验要求选择合适的实验装置，如根据反应速率的快慢、气
体纯度的要求、实验操作的简便性等因素进行综合考虑。
4.题型专项训练：针对中考常见的考查题型，如选择题、填空题、实验题、探究题等，
进行有针对性的专项训练，熟悉各类题型的命题特点和解题思路，掌握解题技巧和方
法。在做实验题和探究题时，要认真审题，明确实验目的和要求，根据所学知识和实验
原理，分析实验现象和数据，得出合理的结论。注重对错题的分析和总结，找出自己的
薄弱环节和知识漏洞，及时进行查缺补漏，避免在同一问题上重复出错。
5.关注前沿与热点：关注化学学科的前沿动态和实际应用，了解二氧化碳在生活、生
产、环境等领域的重要作用和相关热点问题，如碳中和目标、碳捕获与封存技术等，拓
宽知识面，提高知识迁移能力和应用能力。通过阅读科普文章、观看科普视频等方式，
丰富化学知识储备，培养对化学学科的兴趣和热爱。
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