中小学知识精讲

二氧化碳的实验室制取与检验

重点考点初二
🧭 知识小背景

实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制二氧化碳,因为它不需加热、反应速率适中。检验二氧化碳用澄清石灰水——变浑浊就证明是它;验满则把燃着的木条放瓶口,熄灭说明已集满。

📖 精讲

对比记忆易混点:①制 CO₂ 不能用稀硫酸(生成微溶的硫酸钙覆盖在石灰石表面,阻止反应继续),也不能用浓盐酸(挥发出 HCl 气体混入使气体不纯);②不能用碳酸钠粉末替石灰石——反应太快无法控制;③CO₂ 能溶于水且与水反应,只能用向上排空气法、不能排水法收集;④'检验'用澄清石灰水,'验满'用燃着木条,两者目的不同别混用。

🧩 典型例题3

例1

实验室制取二氧化碳,下列药品和收集方法合理的是( )。

A.稀硫酸与大理石  B.稀盐酸与大理石  C.稀盐酸与碳酸钠粉末(用排水法收集)  D.加热碳酸钙(用向下排空气法收集)

💭 解题思路

先想制取原理要“反应速率适中、不需加热”,再想二氧化碳的性质决定收集方法。

✍️ 解答过程

① 用稀盐酸和大理石(石灰石)反应,反应式为 ,不需加热、速率适中,A(用稀硫酸会生成微溶的 覆盖表面使反应停止)、D(需加热,不便)均不合理。

② 碳酸钠粉末与盐酸反应太快,且二氧化碳能溶于水,不能用排水法,C 不合理。

③ 二氧化碳密度比空气大、不与空气反应,应用向上排空气法收集。

答案:B。

💡

记住“选盐酸不选硫酸、选块状不选粉末”,收集二氧化碳只能用向上排空气法。

例2

小明制取一瓶二氧化碳后,进行以下操作:①把燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭;②取瓶中气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊。请说明每步操作的目的,并写出②中反应的化学方程式。

💭 解题思路

区分“验满”和“检验”两个不同操作——验满看木条是否熄灭,检验看石灰水是否变浑浊。

✍️ 解答过程

① 操作①是验满:将燃着的木条放在瓶口(不是伸入瓶中),木条熄灭,说明瓶口气体已使火焰不能燃烧,即二氧化碳已收集满。

② 操作②是检验:将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明该气体是二氧化碳。

③ ②中反应的化学方程式为

💡

验满时木条放“瓶口”,检验时通入“石灰水”,两者切勿混淆;石灰水变浑浊是因为生成了不溶的

例3

石灰石样品(杂质既不溶于水也不与盐酸反应)与足量稀盐酸充分反应,共收集到二氧化碳 。求该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。

💭 解题思路

先写出反应的化学方程式,由二氧化碳的质量按比例算出参加反应的碳酸钙质量,再除以样品总质量求质量分数。

✍️ 解答过程

① 设样品中碳酸钙的质量为 ,反应方程式为 ,其中 的相对分子质量为

② 由质量比列式:,解得

③ 碳酸钙的质量分数为

答案:该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为

💡

只有碳酸钙参加反应生成二氧化碳,杂质不反应,所以要用参加反应的 质量去除以样品总质量,别用样品总质量代入方程式。

🌟 学以致用 · 解决生活中的问题

把吸管插进石灰水里往里吹气,水变浑浊——你呼出的气里含二氧化碳,这个'吹一吹变白'的小实验和实验室检验原理完全一样。

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