实验活动-2-二氧化碳的实验室制取与性质

实验活动2二氧化碳的实验室制取与性质1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。2.加深对二氧化碳性质的认识。☆知识准备1.实验室制取二氧化碳的原理为(用化学方程式表示)_____________________________。2.二氧化碳的密度比空气___，且___溶于水。3.写出二氧化碳与水、石灰水反应的化学方程式：(1)与水反应：_______________。(2)与石灰水反应：_________________________。CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑大CO2+H2O====H2CO3CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O能☆仪器准备如图甲、乙是实验室制取气体时常用的发生装置，A、B、C是实验室制取气体时常用的收集装置：实验室制取二氧化碳时：1.你选择的发生装置为上图___，原因是______________________________________。2.你选用的收集装置为上图__，原因是________________________________。乙反应物为固体和液体，且反应不需要加热B二氧化碳密度比空气大且能溶于水1.制取二氧化碳：(1)实验装置：如图所示。(2)实验步骤。①按如图所示连接好装置，检查_____________。②在试管中放入几小块大理石(或石灰石)，加入15mL稀盐酸。用带有导管的橡胶塞塞住管口，观察到_______________。③过一会儿，将_____________放在集气瓶口，观察到__________说明已收集满。装置的气密性有无色气泡产生燃烧着的木条木条熄灭2.二氧化碳的性质：(1)倾倒二氧化碳实验。①现象：蜡烛_____。②结论：二氧化碳___________________。熄灭不燃烧也不支持燃烧(2)二氧化碳与水的反应。①实验步骤：a.向两支试管中分别加入2mL蒸馏水，各滴入1～2滴石蕊溶液，观察到___________。b.向其中一支试管中通入二氧化碳，观察到溶液________________。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热，观察到溶液_______________。溶液变紫色由紫色变为红色由红色变成紫色②实验结论(用化学方程式表示)：a.二氧化碳与水反应：_______________。b.碳酸受热易分解：__________________。(3)二氧化碳与石灰水反应。①现象：将二氧化碳通入盛有少量澄清石灰水的试管中，观察到澄清的石灰水_______。②反应的化学方程式为：_________________________。CO2+H2O====H2CO3H2CO3H2O+CO2↑变浑浊CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O△====(4)二氧化碳的溶解性。①操作：如图向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约三分之一的水，立即旋紧瓶盖，振荡。②现象：塑料瓶_______。③结论：二氧化碳_________。变瘪了能溶于水1.在制取二氧化碳时集气瓶不能收集满的原因可能有哪些？提示：可能的原因主要有以下几点：(1)装置漏气，导致生成的二氧化碳逸散到空气中；(2)反应物不足，不能生成足够的二氧化碳；(3)收集二氧化碳的导管没有伸到集气瓶的底部而不能将空气排净。2.哪些方法可以证明二氧化碳的密度比空气的密度大？提示：以下方法都能证明二氧化碳的密度比空气的密度大。其他合理答案也可。(1)把一个气球中充满二氧化碳，气球会向下落。(2)制作一个简易天平(托盘为纸)向其中一盘倾倒二氧化碳，该盘会下落。(3)将二氧化碳倒入一个纸袋里，发现倒入气体的纸袋比没倒入气体的纸袋沉。(4)将二氧化碳气体沿杯壁缓慢倒入一个装有高低2个点燃蜡烛的大烧杯中，低处的蜡烛先熄灭。(5)把一块干冰丢在一盛有少量水的烧杯中，然后倾斜烧杯(不要让水倒出来)，可以看到由水雾萦绕的二氧化碳气体是可以像水一样流下来的。1.下列实验操作先后顺序正确的是()A.先装药品，后检查装置的气密性B.先将导管插入水中，后用双手紧握试管检查装置的气密性C.用排水法收集氧气时，先熄灭酒精灯后撤导管D.实验室制取二氧化碳时，先加稀盐酸后加大理石【解析】选B。本题考查实验基本操作的先后顺序。实验室制取气体时，加入药品前要先检查装置的气密性，A不正确；选项B检查装置气密性的方法是正确的；用排水法收集氧气时，为了防止水倒流使试管炸裂，实验结束应先从水槽中撤出导管再熄灭酒精灯，C不正确；实验室制取二氧化碳时，应先加固体药品再加液体药品，D不正确。2.实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2，以上操作按由先至后的顺序排列正确的是()A.①②③④⑤⑥B.①④②③⑤⑥C.①③②④⑤⑥D.③①②④⑤⑥【解析】选B。制取二氧化碳的操作步骤是：连(连接仪器、组装实验装置)→查(检查装置的气密性)→加(加入固体药品)→倒(倒入液体药品)→定(用铁架台固定仪器装置)→收集(用向上排空气法收集)。故正确的操作顺序为①④②③⑤⑥。3.下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是()A.干冰用于人工降雨B.二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为蓝色C.用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳D.将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳【解析】选A。干冰是固体二氧化碳，可用于人工降雨；二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色；实验室制取二氧化碳应用石灰石和稀盐酸不能用稀硫酸；将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，不能确定瓶内气体是二氧化碳，有些气体如氮气等也能灭火。4.下列分别是实验室制取、收集、检验二氧化碳并验证其性质的装置图，其中有错误的是()【解析】选A。本题综合考查了二氧化碳的制取、收集、检验及性质验证等有关操作。A中长颈漏斗的下端应伸入液面以下，否则气体从长颈漏斗口逸出，无法收集到生成的气体。【知识归纳】长颈漏斗与分液漏斗的不同长颈漏斗加液时，漏斗颈伸入液面下，起液封作用，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出；分液漏斗加液时，通过控制活塞，达到控制加入液体的量及反应速率的大小的作用，不必也不能将漏斗颈伸入液面下，同时也能起到防止气体逸出的作用。长颈漏斗操作非常简单，实验时一般能用长颈漏斗的就不用分液漏斗。5.用以下装置进行气体的实验室制取和性质实验。(1)选择装置A用氯酸钾和二氧化锰制氧气的化学方程式为____________________________，用排水法收集氧气的依据是____________________________。(2)用装置B制二氧化碳的化学方程式为__________________，检验二氧化碳已收集满的方法是________________________，长颈漏斗末端位于液面下的原因是______________________。(3)将二氧化碳通入装置C中，紫色石蕊溶液变红的原因，用化学方程式表示为______________________________。【解析】(1)加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，反应产生氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂；因为氧气不易溶于水，故可以采用排水法收集。(2)实验室通常用稀盐酸与大理石(或石灰石)反应制取二氧化碳，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；检验CO2气体是否已充满集气瓶的方法是将燃着的木条放置于集气瓶口，若木条熄灭，说明收集满；长颈漏斗末端位于液面下形成液封，防止气体从长颈漏斗口逸出而收集不到气体。(3)因为二氧化碳和水反应产生碳酸，显酸性能够使紫色的石蕊试液变成红色。答案：(1)2KClO32KCl+3O2↑氧气不易溶于水(2)CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑燃着的木条放在瓶口，若熄灭证明已满形成液封防止气体从长颈漏斗口逸出(3)CO2+H2O====H2CO3MnO2△====6.下图是实验室制取二氧化碳并检验其性质的装置。(1)图中有一处明显的错误，是___________________。(2)装置A中物质的名称是________和________。(3)装置B用来证明二氧化碳与水的反应，B中应装入的溶液是______________，实验现象是_______________________。(4)装置C中盛有澄清的石灰水，通入二氧化碳的实验现象是____________________，反应的化学方程式是____________。(5)在装置D中，________蜡烛先熄灭，说明二氧化碳________和__________，因此可以用二氧化碳来________________________________________________。【解析】本题主要考查二氧化碳的制取及性质检验的有关操作。制取二氧化碳时为了防止气体从长颈漏斗口逸出，长颈漏斗的下端要伸入液面以下；实验室制取二氧化碳的药品是稀盐酸与石灰石或大理石；二氧化碳与水反应生成碳酸能使紫色石蕊试液变红，要证明二氧化碳与水的反应，应装入石蕊试液；二氧化碳与澄清石灰水反应会生成不溶于水的碳酸钙而使溶液变浑浊；向有点燃蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，由于二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧且密度比空气的大，底部的蜡烛会先熄灭。答案：(1)长颈漏斗的下端没伸入液面以下(2)稀盐酸石灰石(或大理石)(3)石蕊试液试液由紫色变为红色(4)澄清石灰水变浑浊CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O(5)下层不能燃烧也不支持燃烧密度比空气的大灭火【互动探究】如果用烧杯罩住高低不同的两支蜡烛，一段时间后哪支先熄灭？提示：这时高处的蜡烛会先熄灭，由于燃烧产生的二氧化碳温度高密度反而小，所以上升到杯子上部使较高的蜡烛先熄灭。7.某市初中化学实验考查的内容是“实验室制取二氧化碳气体”，请回答下列相关问题。(1)下列有关连接仪器方法的描述中，错误的是______(填序号)。A.将单孔胶塞的约二分之一旋进试管口B.乳胶管与玻璃导管连接前用水润湿管口C.乳胶管一端塞进玻璃导管内D.玻璃导管口一端旋进乳胶管一端(2)①图1是某人设计的制备二氧化碳的示意图，其中有_____处错误。②写出实验室制备二氧化碳气体的化学方程式：______________________________________。(3)如图2所示，向集满CO2的试管内倒入约占试管容积三分之一的澄清石灰水，旋紧胶塞，上、下持续振荡一定时间。①写出实验室检验CO2的化学方程式：___________________。②充分振荡后，试管内压强________试管外大气压强(填“”“=”或“”)。③振荡试管前，旋紧胶塞的目的是______________________、_____________________________。【解析】本题综合考查了二氧化碳气体的实验室制取及相关性质的探究。(1)按照仪器的连接方法，乳胶管的一端不能塞进玻璃导管内，C的描述错误，其他各项都是正确的。(2)①结合实验装置图可以判断该装置的错误主要有：铁夹夹持的部位不对，应夹持在试管的中上部，导管伸入反应容器中太长，应刚露出橡皮塞即可，有2处错误；②实验室制取二氧化碳是用大理石与稀盐酸发生反应生成氯化钙、水与二氧化碳气体，可以写出该反应的化学方程式。(3)①检验二氧化碳常用澄清的石灰水，二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀与水，可以写出该反应的化学方程式；②充分振荡后，二氧化碳被石灰水充分吸收，装置内的压强减小，小于外界大气压；③由于氢氧化钙具有腐蚀性，为了防止石灰水冲出试管腐蚀皮肤，同时也能促进石灰水充分吸收二氧化碳，所以实验前要旋紧胶塞。答案：(1)C(2)①2②CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑(3)①CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O②③防止石灰水冲出试管腐蚀皮肤，促进石灰水充分吸收CO2