初中化学知识点总结之二氧化碳的制取

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初中化学知识点总结之二氧化碳的制取
       
                知识点总结
       
                1.实验室制取二氧化碳的药品和原理：
       
                (1)药品：大理石(或石灰石)与稀盐酸。
       
                (2)反应原理：CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
       
                2.装置的设计与选择：
       
                (1)任何实验装置的设计都是由反应物的状态、反应时所需的条件、反应过程和生成物的性质等方面的因素决定的。
       
                (2)以下装置都可以用来制取二氧化碳：
       
               

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                (3)装置连接注意的问题：
       
                ①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉。
       
                ②导管深入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管 口排出。
       
                3.收集、检验、验满的方法：
       
                (1)收集：二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，所以通常采用向上排空气法收集。收集时要注意将导管插到瓶底。如右图所示。
       
               

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                (2)检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明有CO2生成。
       
                (3)验满：由于二氧化碳是无色气体，是否收集满了观察不到，因而常用燃烧的木条置于集气瓶口来验满。
       
                (4)存放：验满后要用玻璃片盖住集气瓶口正放在桌上。
       
                4.操作顺序：
       
                ①按实验要求连接装配好仪器;
       
                ②检查装置的气密性;
       
                ③装入块状大理石(或石灰石);
       
                ④由长颈漏斗注入稀盐酸并控制加入的速度;
       
                ⑤收集气体;
       
                ⑥检验是否集满。
       
                可简单记忆为：“连—检—装—注—集—验”。
       
                常见考法
       
                本课讲述的是中学化学的一个重要的气体制备实验，每年中考以此为背景进行改变的实验探究题屡次出现，可见该知识的重要性。常见的考法是依据上述知识出现的选择题、探究题，难度较大。

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                误区提醒
       
                1.实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下：
       
                (1)气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图中甲所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择图中乙所示及与之相似的实验装置。
       
               

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                (2)气体收集装置的选择：依据气体的物理性质(是否溶解与水、密度比空气大还是小)和化学性质(是否与水、空气发生反应)来选择。
       
                ①气体的密度大于空气(或相对分子质量大于29)，可用向上排空气法收集。
       
                ②气体的密度小于空气(或相对分子质量小于29)，可用向下排空气法收集。
       
                ③气体难溶于水且不与水反应，可用排水法收集。
       
               

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                2.药品选用应注意的问题：
       
                ①不能用浓盐酸。因为浓盐酸易挥发，氯化氢气体易混入产生的二氧化碳内。
       
                ②不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳：H2SO4+CaCO3 = CaSO4+H2O+CO2↑ 但由于产物硫酸钙微溶于水，形成的沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面，阻碍反应继续进行，所以实验室用大理石(或石灰石)制取二氧化碳时，一般都选用稀盐酸。
       
                ③为使实验装置更简化，一般不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体(Na2CO3+2HCl　 =2NaCl+H2O+CO2↑)，粉末状固体或小粒状晶体物质的表面积大，与酸反应速率太快。
       
                3.归纳总结实验室制取气体的思路和方法：
       
                气体的实验室制取的一般思路和方法为：首先要研究气体实验室制取的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件(如常温、加热、加催化剂等)，还要选择合适的实验装置，并需研究如何验证制得的气体就是所要制的气体。
       
                (1)选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。
       
                (2)实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件;选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。
       
                (3)验证气体时，实验现象要明显。
       
                【典型例题】
       
                例析：
       
                现用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体(如图示)：
       
               

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                (1)写出该反应的化学方程式：____________。
       
                (2)下图是制取二氧化碳的装置图，指出图中小试管A的作用：____________。
       
                (3)怎样判断集气瓶中已集满二氧化碳气体?____________。
       
                解析：
       
                本题考查CO2的实验制法，可根据其反应原理、验满方法、注意事项来解答。
       
                (1)该反应的化学方程式CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O + CO2↑即为实验室制CO2的反应原理。
       
                (2)观察图示，联想注意问题，可发现小试管的作用应是使长颈漏斗的末端形成液封，防止生成的二氧化碳气体逸出。
       
                (3)CO2的验满应用燃着的小木条放在瓶口，若木条熄灭，则证明已满了。
       
                答案：
       
                (1)CaCO3+2HCl══CaCl2+H2O + CO2↑
       
                (2)液封，防止二氧化碳气体从长颈漏斗中逸出
       
                (3)将一燃着的木条伸到集气瓶口，若木条火焰熄灭，则气体已集满。