例题 01 本次制气需要加热吗 2024 江苏无锡中考·改编，增加器材用途分析
题目
实验室用石灰石与稀盐酸制取CO₂。锥形瓶、导管、集气瓶和酒精灯中，哪一种不需要？分别说明另外三种器材的用途。
答案与解析
解析
该反应在常温下进行；锥形瓶盛反应物，导管输送气体，集气瓶收集气体。问题限定本次实验，不是判断某仪器永远不能用于制气。
本题结论
不需要酒精灯。锥形瓶盛放反应物，导管输送气体，集气瓶收集CO₂。
外观
二氧化碳的实验室制取
“能生成CO₂”只是选择制法的第一步。实验室还要考虑反应是否容易控制、气体是否便于收集、是否混入杂质，以及怎样检验。发生、净化、收集、检验和验满，每一步都要有自己的依据。
一、知识点 理解概念
1. 为什么常用石灰石与稀盐酸
常用块状石灰石或大理石与稀盐酸。石灰石、大理石的主要成分是CaCO₃，不是纯净物名称；不需加热。
| 备选组合 | 现象或问题 | 对制气的影响 |
|---|---|---|
| 稀盐酸＋块状石灰石 | 通常以适中速率产生气泡 | 原料易得，较便于控制和收集 |
| 浓盐酸＋石灰石 | 反应较快，浓盐酸挥发性强 | CO₂中容易混入较多HCl |
| 稀硫酸＋块状石灰石 | 开始有气泡，随后减慢甚至停止 | 微溶CaSO₄覆盖固体表面，妨碍继续接触 |
| 稀盐酸＋碳酸钠粉末 | 往往迅速产生大量气体 | 常规装置中较难平稳收集 |
| 碳在氧气中燃烧 | 可以生成CO₂ | 容易混入剩余氧气，且需要先供氧 |
| 高温煅烧石灰石 | 可生成CaO和CO₂ | 所需温度高，不适合本页常规实验室制法 |
硫酸与块状石灰石“逐渐停止”，不等于硫酸与CaCO₃完全不反应；粉末与块状固体的表面覆盖和接触情况也不同。图题若另给粉末、滴加装置等条件，应按题设分析，不将“常用块状”当成“粉末绝不能产气”。
工业上可利用高温煅烧石灰石：
2. 发生装置与操作
固体与液体在常温下反应，选择固液常温型发生装置，不需要酒精灯。
| 部件或操作 | 要求 | 理由 |
|---|---|---|
| 长颈漏斗 | 下端伸入液面以下 | 形成液封，防生成气体从漏斗逸出 |
| 分液漏斗 | 通过活塞控制滴加速度 | 可以调节供液和产气速率；不是靠封闭气路调速 |
| 出气导管 | 在发生容器内只需适当伸入，不插入液体中 | 让气体顺畅导出 |
| 装药顺序 | 检查气密性后，先装固体，再加液体 | 避免加药过程中提前反应和气体损失 |
| 块状固体入试管 | 试管横放，固体放近口部，再慢慢竖起 | 防固体直接砸向试管底部 |
长颈漏斗装置的一种气密性检查：加水使长颈漏斗下端浸没，夹紧出气管，再向漏斗适量加水；若形成的液面差在一段时间内保持，说明装置气密性良好。检查后恢复气路，再按实验方案装药，不能把“检查时夹管”照搬成“反应时堵出口”。
能调速，不一定能启停。 分液漏斗停止滴加后，瓶内原有酸仍可能继续反应。专门的隔板式装置依靠固液分离实现启停：
- 打开夹子：气体排出，液体能接触隔板上的块状固体，反应进行。
- 关闭夹子：在该装置设计允许的条件下，内部压强增大，将液体压离固体，反应停止。
- 必须有支撑块状固体的隔板和回液空间，药品也须适用。普通密闭瓶或粉末催化体系不能仅靠夹闭导管安全停反应。
3. 收集、检验、验满与存放
| 环节 | 本实验的做法 | 依据与边界 |
|---|---|---|
| 收集 | 向上排空气法，集气瓶正放，导管伸近瓶底 | CO₂密度比空气大；通常不采用排水法，减少溶解和与水反应造成的损失 |
| 检验 | 将气体通入澄清石灰水，观察是否变浑浊 | 在已知制气及适当候选范围中，利用生成CaCO₃沉淀的反应 |
| 验满 | 将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭 | 已知所收为CO₂时，说明气体到达瓶口；不是未知气体的唯一身份鉴定 |
| 存放 | 盖上玻璃片，正放桌面 | 减少气体与空气交换；玻璃片磨砂面与瓶口接触 |
“通常不用排水收集”是常规方法选择，不是说CO₂一接触水就会全部消失。题目若给特殊测量装置或明确条件，应继续按溶解、反应和误差分析。
4. 净化和干燥是两件事
盐酸制取的CO₂可能混有HCl和水蒸气。若要求得到较纯净、干燥的CO₂，应先去HCl，再除水蒸气：
| 步骤 | 试剂 | 为什么选它 |
|---|---|---|
| 去除HCl | 饱和NaHCO₃溶液 | 能与HCl反应；在本题条件下不与CO₂发生所述反应，且新生成的气体仍是CO₂ |
| 除水蒸气 | 浓硫酸 | 有吸水性，且不与CO₂反应 |
| 洗气方向 | 长管进、短管出 | 使气体经过液体，不能从液面上方直接绕过 |
NaOH溶液虽能除HCl，却也会消耗主气体CO₂；NaOH固体、碱石灰等也不适合作本页CO₂的干燥剂。选择除杂剂要同时问：去不去杂质？损不损主物？会不会引入新的杂质？
浓硫酸等试剂具有危险性，装置连接、用量和废液处理按教师审核方案执行；不要自行拆开带压装置或徒手处理试剂。
5. 测体积：为什么短进长出
下面装置不是空瓶排空气收集，而是用气体压出瓶中水，再量排出水的体积：
气体从短管进入液面上方，水由伸到瓶底的长管排出。水面加植物油，是为了减少CO₂与水直接接触造成的溶解损失，不能说完全消除所有误差。
在装置气密、温度和压强条件适当、溶解损失得到控制的模型下，排出的水体积可近似代表进入气体的体积。瓶内原有空气不必先全部赶走：进入气体增加的体积仍通过排水体现。漏气、明显温度变化或压强差则会影响读数。
二、考点 方法与例题
1. 选仪器时先排除不需要的反应条件
先写反应原理，再列盛药、导气、收集所需器材；不要因为氧气实验见过酒精灯，就把它加到所有制气装置中。
2. 操作图要看液封、瓶口和木条位置
逐图检查：气密性检查是否形成封闭气路，固体是否会砸底，收集瓶方向是否符合密度，验满木条是否位于瓶口。图上的位置本身就是题目条件。
例题 02 四幅操作图的判断 2024 陕西中考·改编，增加逐项操作分析
题目
以下是实验室制取CO₂的相关操作。哪项正确？说明其余三项的错误并改正。
A．检查气密性
B．装药品
C．收集气体
D．气体验满
答案与解析
解析
A中长颈漏斗下端由水液封，手握使瓶内气体受热膨胀，导管口冒气泡；冷却后可形成水柱，支持气密性良好。B把固体直接投入已有液体的竖直试管，既未先固后液，又可能砸破底部。C瓶口朝下，不能按CO₂密度采用正确的向上排空气法。D木条伸入瓶内，不是瓶口验满。
本题结论
A正确。B应先按“一横、二放、三慢竖”装入块状固体，再加液体；C应将集气瓶正放，导管伸近瓶底；D应把燃着木条放在集气瓶口。
3. 制气、除杂、性质实验要逐段追踪
先列出发生装置可能带出的杂质，再判断净化装置；最后才用纸花或石灰水的现象解释性质。干纸花与湿纸花的差异用于判断水是否参与，不能把酸性现象都归于CO₂气体本身。
例题 03 净化后再观察纸花 2024 江苏苏州中考·整理，B图据原结构重绘
题目
用下列装置制取CO₂并研究性质。已知CO₂与饱和NaHCO₃溶液不发生本题所述反应。A按图用分液漏斗逐滴加稀盐酸。
装置A
装置B
装置C
（1）A中仪器a叫什么？写出锥形瓶内反应的方程式。 （2）B盛饱和NaHCO₃溶液时有什么作用？若另取一个B用于干燥CO₂，应盛什么试剂？ （3）将纯净干燥CO₂缓慢通入C：玻璃管内干燥紫色石蕊纸花不变色；塑料瓶内下方湿纸花先变红，上方后变红。这分别支持什么结论？ （4）将变红纸花取出加热，纸花又变紫。用方程式解释。 （5）将CO₂通入澄清石灰水生成白色沉淀，溶液中参加反应的离子有哪些？
答案与解析
解析
a是分液漏斗。A中主要成分CaCO₃与HCl反应；饱和NaHCO₃用于除挥发夹带的HCl，干燥另用浓硫酸。干花不变而湿花变红，说明水参与生成酸性物质；下方先红支持CO₂密度比空气大。碳酸受热分解后酸性减弱，纸花复紫。石灰水中的原有离子为Ca²⁺和OH⁻，不能写成尚未生成的CO₃²⁻；CO₂也参与反应，但不是题问的溶液中离子。
本题结论
（1）分液漏斗；。 （2）去除CO₂中混有的HCl；浓硫酸。 （3）CO₂与水反应形成酸性物质；CO₂密度比空气大。 （4）。 （5）Ca²⁺、OH⁻。
4. 由气路解释体积测量
先明确装置内原来装的是什么，再追踪气体和液体各走哪条管。空瓶收集与排液测体积虽然都用双口瓶，连接方向却可能相反。
例题 04 排水量与气体体积 知识清单体积测量装置·自编分析
题目
参看知识点5的测体积图：CO₂应从短管还是长管进入？植物油有什么作用？瓶内原有空气是否必须全部排尽后，才开始记录排水量？列出两个需要控制的误差因素。
答案与解析
解析
短管进入液面上方，气体压水由长管流出。油层减少气水接触，不负责与CO₂反应。近似同温同压且无泄漏时，原有空气留在瓶中不妨碍以排水量测进入气体的增加量；不应为“排尽原空气”额外丢掉一段已产生的气体。
本题结论
短管进气；油层减少CO₂溶于水的损失；不必先排尽瓶内原有空气。应控制漏气、温度和压强变化，并考虑残余溶解等误差。
三、坑点 辨析与纠错
1. 不产生浑浊，不能只写“没有CO₂”
先排查试剂和气体杂质，再区分“始终不浑浊”与“先浑浊、后澄清”。
- HCl杂质会消耗石灰水中的Ca(OH)₂，干扰CO₂检验。
- 石灰水太稀、变质或气路异常，也可能使现象不明显。
- CO₂持续过量通入时，已生成的CaCO₃还可转化为可溶的Ca(HCO₃)₂，出现先浑浊后澄清。
辨析 01 两种不同的“澄清” 知识清单异常现象·自编辨析
题目
甲将用盐酸制取的气体直接通入石灰水，始终不见明显浑浊；乙将已净化CO₂持续通入另一份石灰水，先浑浊，后来又澄清。能否都判断为“没有生成CO₂”？分别给出一个合理解释。
答案与解析
解析
甲只观察到未出现预期现象，可能因夹带HCl消耗石灰水，需要排除干扰，不能仅此否定CO₂。乙已有先浑浊证据，随后过量CO₂使沉淀进一步转化。
本题结论
不能。甲可能受HCl杂质干扰：。 乙可能因持续过量CO₂使沉淀溶解：。
2. 净化剂能去杂，也可能把主气体去掉
不能只检查杂质是否消失。气体处理后仍要保留目标物；最后一步也要满足“干燥”等成品要求。
辨析 02 两套净化方案 净化与干燥判据·自编辨析
题目
为了得到干燥CO₂，处理含少量HCl和水蒸气的气体。 甲：NaOH溶液 → 浓硫酸。 乙：浓硫酸 → 饱和NaHCO₃溶液。 两方案各有什么问题？写出合适的先后顺序。
答案与解析
解析
甲中NaOH会同时吸收CO₂，损失主气体。乙虽先干燥，但后过水溶液又带入水蒸气，最终不干燥。
本题结论
甲会消耗主气体CO₂；乙会在最后重新引入水蒸气。应先通过饱和NaHCO₃溶液去HCl，再通过浓硫酸干燥，洗气均长管进、短管出。
3. 木条熄灭不等于气体身份唯一
已知收集CO₂时，瓶口木条熄灭可用于验满；面对未知气体，同一现象不能排除氮气等不支持燃烧的气体。问题的候选范围必须跟着结论一起写。
辨析 03 从未知气体到验满结论 知识清单检验与验满辨析·自编
题目
某未知气体能使燃着的木条熄灭。一位同学说：“它一定是CO₂；若把木条伸进已知制CO₂的收集瓶，木条熄灭，就证明已经收满。”指出两处推理的问题。
答案与解析
解析
第一句把不支持燃烧当成CO₂独有性质；第二句把瓶内已有较多CO₂当成CO₂已达到瓶口。身份检验和收集程度判断不是同一问题。
本题结论
①不能仅凭熄灭断定未知气体为CO₂，应在明确候选及排干扰条件下结合澄清石灰水等检验。②已知CO₂验满应将燃着木条放在瓶口，不能用伸入瓶内替代。