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课题 2 二氧化碳制取的研究
答案：
(1)CaCO＋2HCl===CaCl＋HO＋CO↑ (2)将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变
3 2 2 2
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CaCO。
3
(2)反应原理
CaCO＋2HCl===CaCl＋HCO
3 2 2 3
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。
HCO===HO＋CO↑
2 3 2 2
总的化学方程式是：
CaCO＋2HCl===CaCl＋HO＋CO↑
3 2 2 2
释疑点 实验室制取CO 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
2
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 KMnO
加热 4
体(加热)型 制O
2
1固体＋液 HO 制O，
不加热 2 2 2
体(常温)型 制CO
2
(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 O、H
2 2
向上排
密度比空气大，不与空气反应 O、CO
空气法 2 2
向下排
密度比空气小，不与空气反应 H
空气法 2
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(NHCl)晶体和熟石灰[Ca(OH)]粉末混合加热来制取氨气，同时
4 2
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/
1.29 1.43 0.09 0.77 1.98
(g·L－1)
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，1 L水可以溶解680 L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)①2NHCl＋Ca(OH)=====2NH↑＋2HO＋CaCl ②B ③E C和D
4 2 3 2 2
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：
2谈重点 制取CO 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
2
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CO 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
2
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CO (4)防止产生的CO 从长颈漏斗
2 2
逸出
4．比较O、CO 的实验室制法
2 2
比较 O CO
2 2
发生
装置
3收集
装置
实验 药品① 药品②
原理 方程式③ 方程式④
检验
带火星的木条放入瓶内 通入澄清石灰水
方法
验满
带火星的木条放在瓶口 燃着的木条放在瓶口
方法
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
③2KClO=====2KCl＋3O↑；
3 2
2KMnO=====KMnO＋MnO＋O↑；
4 2 4 2 2
2HO=====2HO＋O↑
2 2 2 2
④CaCO＋2HCl===CaCl＋HO＋CO↑
3 2 2 2
【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 CaCO＋2HCl===CaCl＋HO＋CO↑ 2HO=====2HO
3 2 2 2 2 2 2
＋O↑
2
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
4⑧石灰石(块状)与稀盐酸
其中可用于实验室制CO 的是( )
2
A．⑥⑧ B．⑧
C．⑥⑦⑧ D．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
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