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二氧化碳的实验室制法.doc

花匠小妙招
2025-10-11 02:10

学科:化学
教学内容:二氧化碳的实验室制法
【基础知识精讲】
1.反应原理:常用大理石(或石灰石)与稀盐酸起反应制得.
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+ CO2↑十 H2O
注意:(1)不能用浓盐酸,因为浓盐酸易挥发出HCl气体,使制得的CO2不纯.
(2)不能用硫酸代替稀盐酸,因为反应生成的CaSO4微溶于水,覆盖在大理石(或石灰石)表面,使反应难以进行.
(3)不能直接用CaCO3粉末,因为反应速度太快,不适宜实验室制取气体.
2.反应装置:前面已学过了氧气、氢气的实验室制法,有了一定的实验设计思路,由于实验室制CO2为“固十液”不加热型,因此,其发生装置与制H2相同.
3.收集方法:因为CO2能溶于水,且密度比空气大,所以一般采用向上排空气法收集.
4.验满:用燃着的木条放在集气瓶口,如果火焰熄灭,证明已收集满.
5.二氧化碳的灭火原理:CO2既不能燃烧,也不能支持燃烧,而且密度又比空气大,能使物体跟空气隔绝而停止燃烧.
常用灭火器种类:泡沫灭火器、干粉灭火器和液态CO2灭火器.
【重点难点解析】
例1 实验室制备CO2,可选择的试剂组是( )
A.石灰石和稀盐酸 B.碳和氧化铜
C.大理石和稀硫酸 D.碳酸钠和稀盐酸
分析实验室制气体选择试剂的原则:(1)原理正确;(2)原料易得,物美价廉;(3)操作简便,易于收集,(B)的反应要在高温进行,操作不便,(C)反应后有微溶物CaSO4生成,它覆盖在大理石表面,阻碍反应进行,(D)反应过于剧烈,不便收集。
解答选(A)
例2 下列气体中,既能用排水法收集,又能用向下排空气法收集的是( )
A. 氧气 B.氢气 C.二氧化碳 D. 氯气
分析既能用排水法收集,又能用向下排空气法收集的气体,必须具备难溶于水且密度比空气小的性质,同时满足这一性质的气体只有氢气.
解答选(B)
例3 如图5-8是某同学设计的制取纯净、干燥二氧化碳气体的装置.回答:
图 5-8
(1)指出图中的错误,并说明可能造成的不良后果?
(2)写出A中发生反应的化学方程式
(3)B中NaHCO3溶液的作用是 ,能否换成NaOH溶液 (填能或不能);C中浓H2SO4的作用是 .
( 4 )B、C顺序能否交换 .
分析 B、C均为洗气装置,气体顺利流动,导管要“长进短出”,显然C有错误.排空气法收集气体,其导管均应插入集气瓶底部,这样有利于空气的排出,D有错误.除杂质时,主要物质不能与洗气瓶中的物质发生反应,故不能用 NaOH(2NaOH+CO2=NaCO2+ H2O). B、C顺序不能变,否则除去水蒸气的气体通过B时又会带来水蒸气。
解答 (1)C中导管没按“长进短出”装配,气体无法流动,D中导管末插入集气瓶底部,不便空气排出,难以收集满纯净的CO2.
(2)CaCO3+ 2HCl= CaCl2十CO2 + H2O
(3)除少量HCl气体;不能.除水蒸气
(4)不能
例4 为测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取22.2g石灰石样品,放入盛有146g稀盐酸的烧杯中,石灰石中的碳酸钙与盐酸均恰好反应(杂质不反应),放出气体,燃杯内物质质量变为159.4g.求(1)石灰石中碳酸钙的质量分数;(2)盐酸的质量分数.
分析 22.2g石灰石中除CaCO3外,还会有杂质; 146g稀盐酸中溶质 HCl
的质量未知;159.4g是 CaCl2溶液与未及应的杂质的质量和,均不能直接作为计算的依据.但从题意分析可知,原石灰石与盐酸的质量和减去最后烧杯内物
质的质量为反应中产生CO2的质量.
解 “设石灰石中CaCO3的质量为x,盐酸中含HCl的质量为y
CO2的质量为:146g+ 22. 2g- 159. 4g=8.8g
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+CO2↑十 H2O
100 73 44
x y 8.8g
= =
解得 x= 20g y=14.6g
所以 CaCO3的质量分数=×100%=90.1%
盐酸的质量分数 = ×100% = 10%
答:略
【典型热点考题】
例1 硫化亚铁是一种黑色块状固体,把稀硫酸滴在硫化亚铁的表面,会产生硫化氢气体,实验室常用这个反应来制取硫化氢气体.硫化氢是无色有臭鸡蛋气味的气体,它的密度比空气大,能溶于水,水溶液叫氢硫酸.
图5-9
(1)制取硫化氢。应选用图5-9所示的装置(填代号,下同);收集硫化氢时应选用图5-9所示的装置.
(2)硫化氢气体可以燃烧,当氧气不充分时,燃烧产物是单质硫和水,其化学方程式为 .
分析实验室选择制备气体的装置,应根据反应物的状态和反应条件等因素确定,该实验属“固 + 液”不加热型,其发生装置与制H2、CO2相同;气体的收集方式取决于气体的密度和水溶性.
解答 (1)B;D (2) 2H2S + O22S↓+ 2H2O
例2 怎样用最简单的方法检验某固体物质中有含碳酸根的化合物?
分析仅通过加稀盐酸观察有无气体产生来判断碳酸根的存在是不严密的,因为一些较活泼的金属(如Zn)也可与盐酸及应产生气体,所以还要用澄清的石灰水来证明产生的气体为二氧化碳.
解答取少量固体物质于试管中,加入适量稀盐酸,并将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,如果澄清石灰水变浑浊,则说明固体物质中含有碳酸根的化合物.
【同步达纲练习】
一、选择题
1.为了证明鸡蛋壳的主要成份含有碳酸根离子,向鸡蛋壳上滴加的药品是( )
A. 稀盐酸 B.氯化钠溶液 C.石蕊试液 D.硫酸溶液
2.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器;③向漏斗中注入酸液;④向广口瓶中放入小块的大理石;⑤收集气体.下列操作顺序正确
的是( )
A.①②③④⑤ B.②①④③⑤. C.①④②③⑤ D.②③④①⑤
3.各取一定质量的碳酸钙和碳酸镁,分别与足量的盐酸反应,若要使两个反应生成的二氧化碳的质量相等,则所取碳酸钙与碳酸镁的质量比是( )
A.1∶1 B.50∶21 C.25∶21 D.21∶25
4.检验集气瓶中的二氧化碳是否收集满的方法是( )
A. 将燃着的木条伸入集气瓶内 B.将带火星的木条伸入集气瓶内
C.将少