一次气体制取五道探究“关卡”

2015-12-26向庆元

初中生天地 2015年33期

□向庆元

一次气体制取五道探究“关卡”

□向庆元

二氧化碳是碳的一种重要化合物，与人类生活、生产紧密相联.二氧化碳的实验室制法是九年级化学的一个重点内容，关于这一部分的实验探究也是每年中考的一个热点，常与氧气的制法结合起来考查，具有知识系统性强、考查面广、题型多变等特点.对照2015年各地中考试题分析，这一部分题型主要集中在实验原理、实验装置、检验方法、实验步骤与操作要点、误差分析等五个方面.

一、反应原理

讨论制取一种气体的反应原理，需要考虑的因素是：原料价廉易得，反应条件容易实现，反应速度适中，操作简便易行，生成气体较为纯净，便于收集，无毒、无害，对环境无污染等.我们在评价某一个实验方案时，也可以结合以上几个方面进行分析.综合多方面因素，实验室制取二氧化碳的最佳方案是用稀盐酸和块状大理石(或石灰石)反应，其反应的化学方程式为：2HCl+CaCO3

二、实验装置

主要包括气体发生装置和收集装置.初中化学中制取气体的典型发生装置有两套，即“固-固”加热装置和“固-液”反应不加热装置，选择时要依据反应物的状态及反应条件来确定.气体的收集方法由气体的溶解性及密度决定:密度比空气大的用向上排空气法；密度比空气小的用向下排空气法；不易溶于水或难溶于水的可用排水法；易溶于水的不能用排水法；密度和空气接近的不能用排空气法.同时，答题时要紧扣实验目的和要求，如收集“干燥”的气体或“较为纯净”的气体等等.根据二氧化碳的制取原理，其发生装置应该用“固-液”反应不加热型；由于二氧化碳的密度比空气大，能溶于水且与水反应，故只能用向上排空气法收集.

三、检验和验满方法

检验气体只能利用气体的特性反应，因而检验制取的气体是否是二氧化碳，应把生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，则是二氧化碳，反应原理是：CO2+Ca（OH）2要特别注意的是能使燃烧的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，如氮气等也能，因而检验CO2时不能用燃木条.而检验二氧化碳是否收集满，只需要用燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，则证明二氧化碳已经收集满.

四、操作要领

为了确保实验成功，实验操作中还要注意一些要领，如装药品前需要检查装置的气密性；先加固体，后加液体；如果发生装置中有长颈漏斗，为了防止气体外逸，长颈漏斗下端必须伸到液面以下；反应中不能加热等等.

五、误差分析

此实验涉及到一些实验误差分析，如实验中不能收集到气体（或集气瓶内气体一直不能收集满）可能的原因是装置的气密性太差；检验二氧化碳时，看不到石灰水变浑浊的现象，可能的原因包括所用的盐酸过浓、制取的二氧化碳中混有氯化氢气体、石灰水放置时间过长已变质等.

下面结合2015年几个典型的中考实验探究题，作具体的解析说明.

例1（2015·大连）在实验室常用以下装置制取气体.

图1　

（1）用高锰酸钾制氧气的化学方程式为_________，发生装置应选_________（填字母，下同）.

（2）用装置B制二氧化碳的化学方程式为_________，长颈漏斗末端应位于液面下的目的是_________；收集装置应选_____，依据二氧化碳______________.

解析：（1）根据加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰、氧气写出反应的方程式；根据此反应是固体的加热反应选择发生装置.（2）此装置应为大理石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，如果不把长颈漏斗末端位于液面下，产生的二氧化碳气体就会从长颈漏斗口逸出，导致收集不到二氧化碳；根据二氧化碳的性质（能溶于水，密度比空气大）来分析其收集方法.

点拨：此题重在考查根据反应物状态和反应条件选取发生装置，会从题干信息中找突破口，找出反应物和生成物就可以写化学方程式了.熟悉了以上解题要点，此类题目应该就能迎刃而解了.

例2（2015·攀枝花）如图2是实验室制取二氧化碳的一种装置.请回答下列问题：