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【典型例题】某同学对实验室制取二氧化碳试剂的选择进行实验探究。按下列方案进行实验，取等质量的大理石加入足量酸中，产生二氧化碳的体积随时间变化的曲线如图1所示。
a. 块状大理石、10%稀硫酸
b. 块状大理石、7%稀盐酸
c. 粉末状大理石、7%稀盐酸
(1)实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式是。
(2)图1中丙对应实验方案（填“a”“b”或“c”）。
(3)在二氧化碳的制取过程中要控制反应的开始和停止，该同学应选择的发生装置是（从A～C中选字母）。
(4)实验室若用D装置收集二氧化碳，则气体应从（填导管口字母）口进入。
(5)F装置可用于测定收集的二氧化碳的体积，少量植物油的作用是。
思路导引 (2)块状大理石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在块状大理石表面，阻止反应进一步进行，反应速率最小，图1中丙对应实验方案a。(3)关闭装置C中活塞，试管内压强增大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止；打开活塞后，固液接触，反应进行，能控制反应的开始和停止。(4)二氧化碳的密度比空气的密度大，实验室若用D装置收集二氧化碳，则气体应从b口进入，空气从c口排出。(5)二氧化碳能溶于水，在水面上加一层植物油，目的是防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确。
答案 (1)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$ (2)a (3)C (4)b (5)防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确
归纳总结 常见气体的实验室制取装置的选择
1. 发生装置
2. 收集装置
a. 块状大理石、10%稀硫酸
b. 块状大理石、7%稀盐酸
c. 粉末状大理石、7%稀盐酸
(1)实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式是。
(2)图1中丙对应实验方案（填“a”“b”或“c”）。
(3)在二氧化碳的制取过程中要控制反应的开始和停止，该同学应选择的发生装置是（从A～C中选字母）。
(4)实验室若用D装置收集二氧化碳，则气体应从（填导管口字母）口进入。
(5)F装置可用于测定收集的二氧化碳的体积，少量植物油的作用是。
思路导引 (2)块状大理石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在块状大理石表面，阻止反应进一步进行，反应速率最小，图1中丙对应实验方案a。(3)关闭装置C中活塞，试管内压强增大，液体被压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止；打开活塞后，固液接触，反应进行，能控制反应的开始和停止。(4)二氧化碳的密度比空气的密度大，实验室若用D装置收集二氧化碳，则气体应从b口进入，空气从c口排出。(5)二氧化碳能溶于水，在水面上加一层植物油，目的是防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确。
答案 (1)$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$ (2)a (3)C (4)b (5)防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确
归纳总结 常见气体的实验室制取装置的选择
1. 发生装置
2. 收集装置
答案
解：
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2) a
(3) C
(4) b
(5) 防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2) a
(3) C
(4) b
(5) 防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确
解析
【分析】
本题围绕实验室制取二氧化碳的实验探究展开，需结合反应原理、反应速率影响因素、装置选择依据、气体收集及体积测定的原理逐一分析：
1. 第(1)题：实验室用大理石（主要成分$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应制取$\ce{CO_{2}}$，需正确书写化学方程式，注意配平、气体符号的标注。
2. 第(2)题：分析三个实验方案的反应速率：a方案中块状大理石与稀硫酸反应生成微溶的$\ce{CaSO_{4}}$，覆盖在大理石表面阻止反应持续进行，反应速率最慢，产生$\ce{CO_{2}}$最少，对应图中丙；b方案反应速率适中，对应乙；c方案粉末状大理石与稀盐酸接触面积大，反应速率最快，对应甲，故丙对应a。
3. 第(3)题：控制反应开始和停止的装置需实现固液分离与接触，装置C关闭活塞时，试管内压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离反应停止；打开活塞，液体回落固液接触反应进行，符合要求。
4. 第(4)题：$\ce{CO_{2}}$密度比空气大，用向上排空气法收集，D装置中长导管应伸入集气瓶底部，故气体从b口进入。
5. 第(5)题：$\ce{CO_{2}}$能溶于水，测定体积时，植物油可隔绝$\ce{CO_{2}}$与水，防止$\ce{CO_{2}}$溶于水导致测量体积不准确。
【解析】
(1) 实验室制取二氧化碳是碳酸钙与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$。
(2) a方案中块状大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面，阻碍反应进一步进行，反应速率最慢，产生二氧化碳的体积最少，对应图中丙，故丙对应a。
(3) 装置C可通过活塞开关控制试管内压强，实现固液分离与接触，从而控制反应的开始和停止，故选C。
(4) 二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集，气体应从长导管b进入，空气从短导管排出，故选b。
(5) 二氧化碳能溶于水，测定其体积时，少量植物油可隔绝二氧化碳与水，防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2) a
(3) C
(4) b
(5) 防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确
【知识点】
实验室制取二氧化碳、化学方程式书写、气体的收集与体积测定
【点评】
本题是实验室制取二氧化碳的典型探究题，涵盖反应原理、反应速率影响因素、装置选择、收集方法及体积测定等核心考点，考查学生对气体制取实验的综合掌握能力，属于初中化学的重点基础题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕实验室制取二氧化碳的实验探究展开，需结合反应原理、反应速率影响因素、装置选择依据、气体收集及体积测定的原理逐一分析：
1. 第(1)题：实验室用大理石（主要成分$\ce{CaCO_{3}}$）与稀盐酸反应制取$\ce{CO_{2}}$，需正确书写化学方程式，注意配平、气体符号的标注。
2. 第(2)题：分析三个实验方案的反应速率：a方案中块状大理石与稀硫酸反应生成微溶的$\ce{CaSO_{4}}$，覆盖在大理石表面阻止反应持续进行，反应速率最慢，产生$\ce{CO_{2}}$最少，对应图中丙；b方案反应速率适中，对应乙；c方案粉末状大理石与稀盐酸接触面积大，反应速率最快，对应甲，故丙对应a。
3. 第(3)题：控制反应开始和停止的装置需实现固液分离与接触，装置C关闭活塞时，试管内压强增大，液体被压入长颈漏斗，固液分离反应停止；打开活塞，液体回落固液接触反应进行，符合要求。
4. 第(4)题：$\ce{CO_{2}}$密度比空气大，用向上排空气法收集，D装置中长导管应伸入集气瓶底部，故气体从b口进入。
5. 第(5)题：$\ce{CO_{2}}$能溶于水，测定体积时，植物油可隔绝$\ce{CO_{2}}$与水，防止$\ce{CO_{2}}$溶于水导致测量体积不准确。
【解析】
(1) 实验室制取二氧化碳是碳酸钙与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$。
(2) a方案中块状大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面，阻碍反应进一步进行，反应速率最慢，产生二氧化碳的体积最少，对应图中丙，故丙对应a。
(3) 装置C可通过活塞开关控制试管内压强，实现固液分离与接触，从而控制反应的开始和停止，故选C。
(4) 二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集，气体应从长导管b进入，空气从短导管排出，故选b。
(5) 二氧化碳能溶于水，测定其体积时，少量植物油可隔绝二氧化碳与水，防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确。
【答案】
(1) $\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}↑}$
(2) a
(3) C
(4) b
(5) 防止二氧化碳溶于水造成测量二氧化碳的体积不准确
【知识点】
实验室制取二氧化碳、化学方程式书写、气体的收集与体积测定
【点评】
本题是实验室制取二氧化碳的典型探究题，涵盖反应原理、反应速率影响因素、装置选择、收集方法及体积测定等核心考点，考查学生对气体制取实验的综合掌握能力，属于初中化学的重点基础题型。
【难度系数】
0.6
