5.2.1二氧化碳的实验室制法(课时1）
基础巩固
1.实验室制取二氧化碳，验满操作正确的是( )
A.伸入带火星的木条 B.燃着的木条放在瓶口
C.倒入水 D.倒入石灰水
2.如图所示为实验室制取并收集二氧化碳的部分操作，正确的是( )
A.检查装置气密性 B.收集二氧化碳
C.二氧化碳验满 D.检验二氧化碳
3.将二氧化碳通入水中，可以制取汽水，实验室制取二氧化碳选用试剂正确的是( )
A.氧化铜和碳 B.大理石块与稀盐酸
C.氯酸钾与二氧化锰 D.碳与氧气
4.实验室制气体，最适宜的一组药品是( )
A.石灰石和稀硫酸 B.石灰石和稀盐酸
C.碳燃烧 D.木炭和氧化铜
5.实验室利用如图的发生装置制二氧化碳气体，说法错误的是( )
A.加入稀盐酸时，先关闭弹簧夹
B.反应过程中，若关闭弹簧夹，长颈漏斗内液面会上升
C.多孔隔板的作用是支撑固体，便于固液分离
D.该装置可以控制反应的速率
根基训练
6.下图是一套简易启普发生器。下列说法正确的是( )
A.多孔塑料板上放置的固体为块状或大颗粒状
B.加入液体过多，会导致关闭活塞后固液无法分离
C.使用时关闭活塞，反应不会马上停止
D.该发生装置的优点是可以获得稳定的气流
7.以下最适合实验室制取二氧化碳的反应是( )
A.
B.
C.
D.
8.实验室制取二氧化碳的部分操作，错误的是( )
A.检查气密性 B.加入稀盐酸
C.验满 D.加入石灰石
9.为测定某石灰石样品中碳酸钙的含量（杂质不发生反应且不溶于水），取10g样品置于烧杯中，将100g某浓度的稀盐酸平均分成五次加入烧杯中，现象记录如下，相关分析正确的是( )
实验次数 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
现象 有气泡 有气泡 有气泡 有气泡 无气泡
A.为节约药品，可以不进行第五次实验
B.前四次实验，每次实验参加反应的碳酸钙质量相同
C.前三次实验，每次实验后所得溶液的溶质种类不相同
D.称量最终剩余固体质量，可知样品中碳酸钙含量
10.取等质量的两份碳酸钙，一份与足量的稀盐酸反应，另一份高温煅烧至完全分解，两份产生的气体的质量为( )
A.前者大 B.前者小 C.相等 D.无法判断
思维拓展
11.实验室用下图所示装置，以块状大理石和稀盐酸为原料制取二氧化碳，选用块状大理石的最主要原因是( )
A.粉状大理石需将块状大理石研磨后得到，不方便
B.粉状大理石颗粒过细，堵塞导管，无法收集气体
C.块状大理石与粉末状大理石相比，碳酸钙纯度更高
D.块状大理石相比粉状大理石能使反应平稳进行
12.根据下列实验装置图回答问题。
(1)写出标有字母a的仪器名称：_________。
(2)实验室用A、D装置制取并收集氧气的化学方程式为_________，制取氧气过程中，正确的操作顺序为_________（填序号）。
①检查装置气密性
②点燃酒精灯
③装入试剂
(3)通过捏放C装置的瓶身可控制液体与网袋中的固体接触与分离，相比B装置，用C装置制取二氧化碳的优点为_________。
(4)进行E装置中实验时，观察到干燥的紫色石蕊试纸没有变红，则试剂X可能是_________。
13.实验室用大理石和稀盐酸制备二氧化碳的发生装置如下图所示，下列说法正确的是( )
A.打开旋塞之后，试管中稀盐酸体积减小
B.打开旋塞之后，有气体从长颈漏斗中逸出
C.闭合旋塞后，试管内气压减小
D.闭合旋塞后，漏斗内液面上升
14.已知可以用块状碳酸钙与稀盐酸混合制备二氧化碳，二氧化碳能溶于水，也能与水反应如图是某兴趣小组制取二氧化碳，收集并检验该气体的有关实验操作，其中不正确的是( )
A.推动注射器时，长颈漏斗下端有水柱产生，说明气密性良好
B.长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了加速反应
C.可以测出收集二氧化碳的体积，植物油是为了防止二氧化碳气体溶于水
D.为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为澄清的石灰水
15.取一定量的大理石样品放入盛有足量盐酸的烧杯中充分反应(杂质不与稀盐酸反应)，有关数据如表：
反应前 反应后
烧杯和稀盐酸的质量 大理石样品的质量 烧杯和其中混合物的质量
150g 12g 157.6g
(1)反应中生成二氧化碳的质量______。
(2)该大理石样品中碳酸钙的质量______。
16.实验是科学探究的重要途径。
(1)下列实验仪器不能用于加热的是______(填字母代号)。
a.烧杯 b.量筒 c.试管 d.蒸发皿
做铁丝在氧气中燃烧实验时，集气瓶中预先加少量水或铺一层细沙的目的是什么？配制质量分数为5%的溶液，若量取水时仰视量筒读数(其他操作都正确)，所得溶液的质量分数______5%(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)实验室选用以下装置制取纯净、干燥的，并验证其部分性质。
①B装置中发生反应的化学方程式为______
②C装置中浓硫酸的作用是______。
③请在D中简要补画出的收集装置图。
④由E可验证具有哪些性质？
(3)取12.5g石灰石于装置A中，向其中加入100g足量的稀盐酸，充分反应后(杂质不参加反应)，A中固液混合物的质量为108.1g，请计算该石灰石中碳酸钙的质量分数。
答案以及解析
1.答案：B
解析：二氧化碳的验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明二氧化碳已收集满，故选：B。
2.答案：D
解析：A、该装置未构成封闭体系，即左边的长颈漏斗与大气相通；无论该装置气密性是否良好，导管口都不会有气泡产生，不能判断气密性是否良好，图中所示操作错误；B、二氧化碳密度比空气大，图示装置收集二氧化碳时，二氧化碳气体应该长进短出，图中所示操作错误；C、二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作错误；D、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，检验二氧化碳，可将二氧化碳通入澄清石灰水中，图中所示操作正确；故选D。
3.答案：B
解析：A、氧化铜和碳在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，但该反应条件苛刻，操作复杂，不适合实验室制取二氧化碳，A 错误；B、实验室常用大理石块（主要成分碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应原理是，反应在常温下即可进行，操作简便，B 正确；C、氯酸钾与二氧化锰混合加热制取的是氧气，反应方程式为，不是制取二氧化碳的试剂，C 错误；D、碳与氧气反应，如果氧气充足生成二氧化碳，氧气不充足则生成一氧化碳，该反应难以控制反应的程度，不能收集纯净的二氧化碳，不适合实验室制取，D 错误。故选B。
4.答案：B
解析：A、石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙、水和二氧化碳，硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应持续进行，导致反应速率下降甚至停止，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意；B、石灰石主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氯化钙易溶于水，不会阻碍反应，且反应速率适中，便于控制，适合实验室制取二氧化碳，符合题意；C、碳燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧会生成一氧化碳，导致气体不纯，此外，燃烧反应速率难以控制，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意；D、木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，需要高温条件，操作复杂，不适合实验室制取二氧化碳，不符合题意。故选：B。
5.答案：A
解析：A、在加入稀盐酸时，弹簧夹应该是打开的，以便气体能够顺利排出。如果关闭弹簧夹，气体无法排出，可能会导致装置内压力增大，甚至发生危险。选项错误；
B、当弹簧夹关闭时，反应生成的气体无法排出，装置内压力增大，会将液体压回长颈漏斗，导致液面上升。选项正确；
C、多孔隔板的作用是支撑固体反应物，同时允许液体通过，从而实现固液分离。选项正确；
D、通过控制弹簧夹的开关，可以调节气体的排出速度，从而间接控制反应的速率。选项正确；
故选A。
6.答案：A
解析：A、多孔塑料板上放置的固体为块状或大颗粒状，粉末状的固体会漏进试管，与液体接触无法停止反应，故选项说法正确；
B、关闭活塞后气压增大，将液体压回长颈漏斗，液体过多会从长颈漏斗溢出，固液分离反应停止，故选项说法不正确；
C、可通过关闭活塞，使固液分离，能控制反应结束，故选项说法不正确；
D、该发生装置的优点是可以控制反应的发生和停止，但不能控制反应速率，故选项说法不正确。
故选A。
7.答案：D
解析：A、制取气体时，反应物最好不要是气体，否则制取的气体不纯，该反应中有气体，会导致制取的二氧化碳不纯，因此不适用于实验室制取二氧化碳二氧化碳，故选项错误；
B、该反应的反应物碳酸不稳定易分解，不易保存，难以控制反应速率，不适用于实验室制取二氧化碳二氧化碳，故选项错误；
C、制取气体时，反应物最好不要是气体，否则制取的气体不纯，该反应中反应物均为气体，会导致制取的二氧化碳不纯，因此不适用于实验室制取二氧化碳二氧化碳，故选项错误；
D、该反应是固体和液体在常温下反应，反应速率适中，操作安全方便，便于收集，适用于实验室制取二氧化碳二氧化碳，故选项正确；
故选：D。
8.答案：D
解析：A、检查装置的气密性的方法是将仪器连接好后，将玻璃导管的一端放入水中，用双手握住试管外壁，若观察到导管口有气泡冒出，则气密性良好，故A正确；
B、倾倒液体时，瓶塞应倒放，试管稍微倾斜，瓶口应紧挨，标签应朝向手心处，故B正确；
C、二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，二氧化碳验满时可将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则集满，故C正确；
D、取用块状固体时，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，故D错误；
故选：D。
9.答案：D
解析：A、取10g样品置于烧杯中，将100g某浓度的稀盐酸平均分成五次加入烧杯中，前四次滴加稀盐酸均有气泡产生，无法确定第四次实验后碳酸钙是否有剩余，需进行第五次实验，故选项说法错误；
B、第四次滴加稀盐酸有气泡产生，说明前三次实验中每次实验参加反应的碳酸钙质量相同，无法确定第四次实验中反应进行的程度，第四次实验中可能是稀盐酸有剩余，参加反应的碳酸钙的质量可能比前三次实验中参加反应的碳酸钙质量少，故选项说法错误；
C、第四次滴加稀盐酸有气泡产生，说明前三次滴加的稀盐酸均完全反应，前三次实验，每次实验后所得溶液的溶质种类相同，均为氯化钙，故选项说法错误；
D、碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，最终剩余固体质量为石灰石样品中的杂质，称量最终剩余固体质量，可知样品中碳酸钙含量，故选项说法正确；
故选：D。
10.答案：C
解析：碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，化学方程式为，碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为，则等质量的两份碳酸钙通过两种方式分别完全反应生成气体的质量相等，故选：C。
11.答案：D
解析：A、虽然粉状大理石需研磨得到相对麻烦，但这不是选用块状大理石的最主要原因，该选项错误；
B、在合理实验操作下，粉状大理石不一定会堵塞导管，这不是选用块状大理石的关键因素，该选项错误；
C、块状大理石和粉状大理石中碳酸钙纯度一般没有明显差异，该选项错误；
D、粉状大理石与稀盐酸接触面积大，反应速率过快，不易控制；块状大理石与稀盐酸接触面积相对较小，反应速率适中，能使反应平稳进行，便于气体收集和实验操作，这是选用块状大理石的最主要原因，该选项正确。
故选D。
12.答案：(1)锥形瓶
(2)；①③②
(3)可以控制反应的发生与停止
(4)氢氧化钠溶液（或浓硫酸等）（合理即可）
解析：(1)标有字母a的仪器名称是锥形瓶
(2)装置A为固体加热型发生装置且试管口有一团棉花，则实验室用A、D装置制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：；制取氧气过程中，正确的操作顺序为检查装置气密性、装入试剂、点燃酒精灯，故填：①3②；
(3)通过捏放C装置的瓶身可控制液体与网袋中的固体是否接触，固液接触则反应发生，固液分离则反应停止，因此相比B装置，用C装置制取二氧化碳的优点为可以控制反应的发生与停止；
(4)二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊变红，进行E装置中实验时，观察到干燥的紫色石蕊试纸没有变红，说明干燥的紫色石蕊试纸没有同时接触二氧化碳和水蒸气。则试剂X可以使浓硫酸，可以除去气体中的水蒸气，也可能是氢氧化钠溶液等，除去气体中的二氧化碳。
13.答案：D
解析：A.打开旋塞之后，长颈漏斗中的稀盐酸进入试管中，所以试管中稀盐酸体积会增大，故不符合题意；B.打开旋塞后，长颈漏斗下端在液面以下，起到液封作用，气体应从导气管排出，不会从长颈漏斗中逸出，故不符合题意；C.闭合旋塞后，大理石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体会在试管中聚集，气体压强增大，故不符合题意；D.闭合旋塞后，大理石和稀盐酸反应生成的二氧化碳气体会在试管中聚集，气体压强增大，导致漏斗内液面上升，故符合题意。故选：D。
14.答案：B
解析：A、如果装置气密性良好，当缓慢推动活塞时，瓶内大气压强大于外界大气压，故长颈漏斗内的液面上升，故错误；B、根据实验注意事项，长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体逸出，故正确；C、测量生成的二氧化碳气体的体积，二氧化碳能溶于水，而装置中的植物油就起到避免二氧化碳溶于水和与水反应的作用，故正确；D、二氧化碳的检验方法是将该气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳，故正确。故选：A。
15.答案：(1)4.4g
(2)10g
解析：（1）反应中生成二氧化碳的质量为150g+12g-157.6g=4.4g。
（2）解：设该大理石样品中碳酸钙的质量为x
x=10g
答：该大理石样品中碳酸钙的质量为10g。
16.答案：（1）b；小于
（2）；干燥气体
（3）80%
解析：(1)a.烧杯，可以加热，但是必须使用石棉网使其受热均匀。
b.量筒，因底部厚度不均，不可以加热也不可以盛放热的液体。
c.试管，可以加热。
d.蒸发皿，可以加热。
故选：b。
做铁丝在氧气中燃烧实验时，由于生成的固体处于熔融状态，温度较高，为防止炸裂集气瓶，所以集气瓶中预先加少量水或铺一层细沙。
配制质量分数为5%的溶液，若量取水时仰视量筒读数(其他操作都正确)，导致取的液体偏多，从而所得溶液的质量分数小于5%。
(2)实验室选用以下装置制取纯净、干燥的，并验证其部分性质。
①B装置是吸收二氧化碳中混有的的，是利用碳酸氢钠和盐酸反应而不和二氧化碳反应，对应的化学方程式为；
②C装置中浓硫酸的作用是干燥气体。
③D中简要补画出的收集装置图 。
④由于E中蜡烛熄灭，说明氧气不支持燃烧，而底下的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大。
(3)根据质量守恒定律可得，生成的二氧化碳的质量为(100g+12.5g)-108.1g=4.4g
设石灰石中碳酸钙的质量为x。
该石灰石中碳酸钙的质量分数为
答：石灰石中碳酸钙的质量分数为80%。
