資源簡介

6.2 二氧化碳制取的研究
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．初步懂得所選藥品、裝置的原因。
2．掌握實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理、裝置的選取、操作步驟，檢驗、驗滿及收集。
3．讓學(xué)生通過相互交流歸納出實驗室制取氣體的思路和方法。
4．在實驗探究過程中體驗、反思，熟悉基本實驗技能，培養(yǎng)多角度、多層次地觀察和分析問題的能力。
【教學(xué)重難點】
重點：實驗室制取二氧化碳的原理、實驗裝置及收集方法。
難點：初步確立實驗室制取氣體的一般思路和方法。
【教學(xué)方法】
啟發(fā)誘導(dǎo)法、觀察交流法、合作探究法。
【教學(xué)過程】
新課導(dǎo)入：
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過氧氣的實驗室制法，除氧氣外，二氧化碳也是一種與人類生產(chǎn)、生活有密切關(guān)系的氣體。那么實驗室里如何制取二氧化碳呢？
今天我們一起來研究在實驗室里是如何制取二氧化碳的。
新課學(xué)習(xí)：
一、二氧化碳制取的研究
（一）實驗室制取二氧化碳的原理
呈現(xiàn)視頻，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，完成下面思考。
1．分析視頻中能生成二氧化碳的反應(yīng)，為何不適合制取二氧化碳？
（1）蠟燭燃燒、呼吸作用都可以產(chǎn)生CO2，所得氣體不純。
（2）木炭還原氧化銅和石灰石高溫分解，取材不便，反應(yīng)條件不易控制。
2．實驗室制取二氧化碳藥品的確定
實 驗 藥 品 實驗現(xiàn)象 實驗分析
1 石灰石和稀硫酸 產(chǎn)生少量氣泡；反應(yīng)慢 反應(yīng)慢不易收集
2 石灰石和稀鹽酸 產(chǎn)生許多氣泡；速度適中 容易收集，適合
3 碳酸鈉和稀鹽酸 產(chǎn)生大量氣泡；反應(yīng)快 反應(yīng)太快不易收集
3．解析不適合藥品的原因
（1）不用稀硫酸。因為硫酸與石灰石反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在石灰石的表面，阻止石灰石與稀硫酸的反應(yīng)。所以反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，就會停止。
（2）不用碳酸鈉。因為碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)時速度過快，不容易控制反應(yīng)過程，不利于收集氣體。
（3）不用濃鹽酸。因為濃鹽酸有強(qiáng)揮發(fā)性，可揮發(fā)出氯化氫氣體，使得到的二氧化碳不純。
4．制取二氧化碳的藥品和原理
大理石或石灰石和稀鹽酸；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（二）實驗室制取二氧化碳的裝置
呈現(xiàn)視頻，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，完成下面思考。
1．制取氣體的發(fā)生裝置
（1）選擇依據(jù)：藥品狀態(tài)、反應(yīng)條件
（2）①固液不加熱如圖A；②固固加熱如圖B；
2．收集氣體的裝置
（1）排水法
條件：不溶于水且不與水反應(yīng)。優(yōu)點：收集的氣體純凈；缺點：收集的氣體不干燥。
（2）向上排空氣法
條件：密度比空氣大且不與空氣反應(yīng)。優(yōu)點：收集的氣體干燥；缺點：收集的氣體不純凈。
（3）向下排空氣法
條件：密度比空氣小且不與空氣反應(yīng)。優(yōu)點：收集的氣體干燥；缺點：收集的氣體不純凈。
（三）實驗室制取二氧化碳
呈現(xiàn)視頻，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，完成下面思考。
1．實驗藥品
大理石或石灰石和稀鹽酸。
2．實驗原理
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
3．實驗裝置
固液不加熱，向上排空法。
4．實驗步驟
①連接裝置；②檢查裝置的氣密性；③向錐形瓶中加入大理石；④從長頸漏斗加入稀鹽酸；⑤收集二氧化碳；⑥檢驗；⑦驗滿。
5．收集氣體
向上排空氣法：密度比空氣大且不與空氣反應(yīng)；能溶于水且與水反應(yīng)，不能用排水法。
6．檢驗
將氣體通入澄清石灰水，若石灰水渾濁，則是二氧化碳。原理：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O。
7．驗滿
用燃著的木條放在瓶口，木條熄滅則收集滿。
8．注意事項
①長頸漏斗的下端要伸到液面以下（防止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗口逸出）；②錐形瓶中的導(dǎo)管只能剛剛露出橡皮塞（有利于產(chǎn)生的氣體排出）；③集氣瓶中的導(dǎo)管口要接近集氣瓶底（目的：便于排凈空氣）。
課堂練習(xí)：
1．實驗室只用向上排空氣法收集CO2的原因是（ ）
A．常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑 B．CO2能溶于水
C．CO2密度比空氣的大 D．CO2能溶于水且密度比空氣的大
【答案】D
【解析】二氧化碳密度比空氣大，并且能溶于水。
2．下列有關(guān)二氧化碳說法正確的是（ ）
A．木炭在足量氧氣中充分燃燒可產(chǎn)生二氧化碳
B．二氧化碳可用燃著的木條鑒定
C．二氧化碳在實驗室可以用塊狀石灰石和濃硫酸反應(yīng)制備
D．干冰用于制造舞臺云霧是因為二氧化碳能溶于水
【答案】A
【解析】A．木炭在足量氧氣中充分燃燒可產(chǎn)生二氧化碳，符合題意；
B．能使然著的木條熄滅的氣體有很多，二氧化碳用澄清的石灰水來驗證，不符合題意；
C．實驗室用塊狀大理石與稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳，不符合題意；
D．干冰用于制造舞臺云霧是因為干冰易升華吸收熱量，不符合題意。
故選A。
3．下列有關(guān)CO2實驗的圖示正確的是（　　）
A．制取CO2 B．收集CO2
C．驗證CO2已集滿 D．驗證CO2能與水反應(yīng)
【答案】D
【解析】A．制取二氧化碳時，長頸漏斗要伸入液面以下防止生成的氣體從長頸漏斗下端逸出，故A錯誤；
B．二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故B錯誤；
C．驗滿時要把燃著的木條放在集氣瓶中，而不是伸入集氣瓶內(nèi)，故C錯誤；
D．通過觀察紫色石蕊試液變紅色就可以驗證二氧化碳能和水反應(yīng)，故D正確。
故選D。
4．實驗室常用塊狀大理石和稀鹽酸制取CO2氣體。
（1）寫出實驗室制取CO2的化學(xué)方裎式　 　。
（2）若用右圖所示裝置（固定裝置省略）制CO2：連接好裝置后，需檢查裝置的氣密性。具體操作方法是：先　 　（填字母，下同），后　 　若導(dǎo)管口有氣泡，放手后導(dǎo)管內(nèi)上升一段穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好。
A．用手捂住試管 B．將導(dǎo)管一端浸入水中
（3）實驗窒收集CO2可用的方法是　 　（填字母）。
A．排水法 B．向下排空氣法 C．向上排空氣法
（4）實驗室常用澄清石灰水檢驗CO2，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式　 　。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）B；A；
（3）C；
（4）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
【解析】（1）實驗室常用石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，同時生成氯化鈣、水，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）在連接好裝置后，將導(dǎo)管一端伸入水中，用手捂住試管，若導(dǎo)管口有氣泡冒出，且松手后導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好；故填：B；A；
（3）二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水，所以可用向上排空氣法收集，故填：C；
（4）檢驗二氧化碳?xì)怏w用澄清的石灰水，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O。故填：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。
課堂小結(jié)：
本節(jié)課我們通過多項學(xué)習(xí)活動，初步懂得了所選藥品、裝置的原因。掌握實驗室制取二氧化碳：
1．反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
2．裝置的選取（包括發(fā)生裝置和收集裝置）
3．操作步驟：連接裝置、檢查氣密性、加入反應(yīng)物、收集氣體、檢驗、驗滿。
4．檢驗：把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，則產(chǎn)生的氣體是CO2。
5．驗滿：把燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則已收集滿。
相互交流歸納出實驗室制取氣體的思路和方法。在實驗探究過程中體驗、反思，熟悉基本實驗技能，培養(yǎng)了觀察和分析問題的能力。
作業(yè)布置：
完成配套課后練習(xí)。
【板書設(shè)計】
【課后反思】
本節(jié)課我在上課過程中，注重讓學(xué)生自己觀察、自己發(fā)現(xiàn)、自己概括，充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，從而較好地突破實驗室制取二氧化碳反應(yīng)發(fā)生裝置這一教學(xué)難點，學(xué)生也可在活動中產(chǎn)生深刻體驗。

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