中考化学专题突破：二氧化碳制取探究

中考化学专题突破：二氧化碳制取探究

二氧化碳制取探究 安徽省无为县教子湾中学 (238341) 王廷虎 例1 小明同学在实验操作考核中，抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。‎ ‎⑴要制取二氧化碳，小明同学应该从以上药品中选择__________和_________反应。‎ ‎⑵选择以上药品的理由是____________(填序号)‎ ‎①不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，使氯化氢气体混入二氧化碳气体中。‎ ‎②一般不选用碳酸钠粉末，因为它与酸反应速度太快，不便于收集。‎ ‎③可用木炭和氧气反应，因为反应可生成二氧化碳。‎ ‎④可用稀盐酸与石灰水石反应，因为反应速度适中，条件要求不高，气体产物纯净，易于收集。‎ ‎⑶写出你选择的药品制取二氧化碳的化学方程式_______________________________。‎ ‎⑷下图是小明实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是(填字母标号，下同)________，其中操作有误的是___________。‎ ‎⑸用制取二氧化碳的气体发生装置还可以制取其它气体。请举出一例：可制取的气体是_________，制气反应的化学方程式是_____________________________________，从反应物的状态和反应条件说明为什么可用制二氧化碳的装置制该气体_________________________。‎ 解析 本题主要考查实验室制取CO2所需的药品、反应原理、操作步骤、验满方法等。制实验室制取二氧化碳一般用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应，不能用木炭和氧气反应，因为生成的气体中可能混有氧气而难以分离；不能用浓盐酸，因为浓盐酸挥发性太强，使制得的二氧化碳中含有太多的氯化氢气体；也不能用碳酸钠，因为反应速率太快，不易收集。制取气体时，首先要检查装置的气密性，然后先装入固体药品，再装入液体药品；验满二氧化碳应将燃着的木条放在集气瓶口而不应伸入集气瓶内。制取二氧化碳的发生装置适合于固体与液体不需要加热就能反应的情况，因此可用过氧化氢和二氧化锰来制取氧气、用锌粒与稀硫酸反应来制取氢气。‎ MnO2‎ 答案 (1)稀盐酸 石灰石 (2)①②④ (3)CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O＋CO2↑ (4)cabd d (5)氧气(或O2) 2H2O2====2H2O+O2↑ 该反应为固体和液体不需加热的反应，与制二氧化碳的反应物状态和反应条件相同，故可用制二氧化碳的装置(其他合理解答均可，如用Zn和稀H2SO4制H2)‎ 例2 某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种药品，探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO2。请你参与下列的探究并回答问题。‎ ‎【提出问题】上述的酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2?‎ ‎【方案设计】大家经过讨论，一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取CO2，你认为原因 。 ‎ 讨论后大家设计了如下三个实验进行对比分析。‎ 粒状大理石 稀盐酸 稀硫酸 碳酸钠粉末 稀盐酸 ‎【实验与结论】⑴请你填写实验报告中①、②处的内容。‎ 实验 实验现象 实验内容 A 剧烈反应，迅速放出大量气泡 反应速率过快，气体不便收集，不宜于实验室制取二氧化碳 B 产生气泡，速率迅速减慢，反应几乎停止。‎ 无法持续产生CO2，不能用于实验室制取CO2‎ C ‎① ‎ ‎② ‎ ‎⑵根据探究结论，实验室制取二氧化碳的反应原理为 (用化学方程式表示)。‎ 浓盐酸 ‎“师”之概念，大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。《说文解字》中有注曰：“师教人以道者之称也”。“师”之含义，现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。“老”在旧语义中也是一种尊称，隐喻年长且学识渊博者。“老”“师”连用最初见于《史记》，有“荀卿最为老师”之说法。慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制，老少皆可适用。只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”，其只是“老”和“师”的复合构词，所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称，虽能从其身上学以“道”，但其不一定是知识的传播者。今天看来，“教师”的必要条件不光是拥有知识，更重于传播知识。碳酸钠 我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。根本原因还是无“米”下“锅”。于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。溶液 ‎【拓展与迁移】⑴由上述探究可知，在确定实验室制取气体的反应原理时，要考虑诸多因素，例如反应速率要适中，便于收集等。请你再写出一种需要考虑的因素： 。‎ ‎⑵右图是一种灭火器的工作原理示意图，其中用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO2的理由是 。‎ 单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。解析 本题通过探究实验，证实了化学反应的速率除了与反应物的性质有关外，还与反应物的浓度、反应物之间的接触面积有关，我们可以通过控制这些因素来控制反应速率。浓盐酸因为有挥发性，不能用来制取CO2；稀硫酸因为无法持续产生CO2，不能用来制取CO2；碳酸钠由于反应速率过快，也不宜用来制取CO2；因此为了便于收集，实验室一般选择化学反应速率比较适中的大理石与稀盐酸反应制取CO2气体；而灭火时，则需要CO2越快越好，这时可用浓盐酸与碳酸钠粉末来反应。而在确定实验室制取气体的反应原理时，除了要考虑反应速率要求适中，便于收集因素外，还要考虑制出的气体要纯净等。‎ 答案 【方案设计】浓盐酸易挥发，使制得的CO2不纯 ‎【实验与结论】⑴①持续均匀产生气泡 ②反应速率适中，便于收集，适合实验室制取CO2 ⑵CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O＋CO2↑‎ ‎【拓展与迁移】⑴制出的气体要纯净(其他合理答案均可) ⑵能够迅速产生大量CO2‎ 跟踪练习 请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。‎ ‎(1)选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：‎ 组别 药品 实验现象 ①‎ 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中 ②‎ 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止 ③‎ 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快 从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式 为 ；不选择第③组药品的原因是 。‎ ‎(2)‎ 选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据是 。‎ ‎(3)制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。验满方法是 。‎ ‎(4)气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理由。 。‎ 答案 (1)CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O＋CO2↑ 产生气泡速率太快，不易收集 (2)固体和液体反应，不需要加热(或反应物状态和反应条件与用过氧化氢制取氧气相同) (3)将燃着的木条放在集气瓶口，观察火焰是否熄灭 (4)不正确 其他气体也可能使石蕊溶液变红(或应该用澄清的石灰水检验二氧化碳)‎