資源簡介

(共44張PPT)
課題3
二氧化碳的實驗室制取
R·九年級化學上冊
第六單元
碳和碳的氧化物
課前自學準備
學習目標
1.通過分析氧氣的實驗室制法，討論實驗室制取氣體的一般設計思路。
2.根據實驗室內制取氣體的一般設計思路進行二氧化碳制取的探究實驗。
3.通過探究實驗初步掌握實驗室制取二氧化碳的原理、裝置和操作。
4.了解二氧化碳的部分物理性質，學會收集、檢驗和驗滿二氧化碳的方法。
課前自學準備
預習檢測
1.實驗室制取CO2常選用 和稀鹽酸，其反應原理是 。
2.發生裝置的確定取決于 和 ；CO2氣體只能用 收集，是因為
。
3.CO2的檢驗與驗滿：檢驗CO2氣體通常用
，驗滿的方法是 。
石灰石或大理石
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
反應物的狀態
反應條件
向上排空氣法
碳能溶于水且密度比空氣大
二氧化
澄清的石
將燃著的木條放在集氣瓶口
灰水
我們知道，碳燃燒可以得到二氧化碳，但是這種方法難以收集到純凈的二氧化碳。
那么實驗室里如何制取二氧化碳呢？
課堂教學展示
新課導入
根據前面學過的實驗室制取氧氣的方法，你能設計出實驗室制取二氧化碳的思路嗎？
選擇適當的反應，包括反應物和反應條件；選擇合適的實驗裝置；檢驗制得的氣體等。
討 論
實驗室常用稀鹽酸與塊狀大理石或石灰石(主要成分是碳酸鈣)在常溫下反應來制取二氧化碳。
反應原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
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課堂探究
知識點1 實驗室制取二氧化碳的化學反應原理
反應原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
這個反應實際上包含了連續發生的兩個反應。
首先，碳酸鈣與鹽酸發生反應：
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2CO3
然后，碳酸不穩定，分解產生二氧化碳：
H2CO3＝H2O+CO2↑
碳酸鈉、稀硫酸也是實驗室中常見的試劑，可以用碳酸鈉和稀鹽酸或者是碳酸鈣和稀硫酸反應來制取二氧化碳嗎？實驗室還有粉末狀的碳酸鈣試劑，用它來制取二氧化碳，效果會怎么樣呢？
反應藥品的選擇
CaCO3粉末和稀鹽酸生成CO2
反應速率太快，不易收集。
大理石和稀鹽酸生成CO2
產生氣泡速率比較適中，適合實驗室制取二氧化碳。
大理石和稀硫酸生成CO2
反應速率太慢，不利于收集。
注意：硫酸與石灰石反應會生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在石灰石的表面，阻止反應繼續進行。
碳和氧氣燃燒生成CO2
不能，制得的氣體可能不純。
碳和氧化銅在高溫條件下生成CO2
不能，條件較難滿足。
Na2CO3粉末和稀鹽酸反應生成CO2
反應速率太快，不易收集。
依據： 根據反應物狀態、反應條件。
發生裝置的選擇
氣體發生裝置
反應物的狀態
固體和固體反應
固體和液體反應
液體和液體反應
……
反應條件：是否需要加熱、加催化劑等。
知識點2 實驗室里制取二氧化碳的裝置
CO2和O2的實驗室制取比較
氣體 制取原理 反應物的狀態 反應條件
CO2 稀鹽酸和石灰石 （或大理石）反應
O2 高錳酸鉀分解
過氧化氫分解
固體＋液體
固體
固體＋液體
常溫（不加熱）
常溫（不加熱）
加熱
制取O2 制取CO2
原料和狀態 是否加熱 裝置選用 原料和狀態 是否加熱 裝置選用
KMnO4固體 需加熱 固體加熱
H2O2溶和MnO2固體 不需加熱 固液常溫
稀鹽酸和大理石
不需加熱
固液常溫
氣體發生裝置選用
收集裝置的選擇
氣體收集裝置
排空氣法
密度比空氣大的——向上排空氣法
密度比空氣小的——向下排空氣法
氣體收集裝置取決于氣體的密度和溶解性。
排水法：不易溶于水，不與水發生反應。
CO2和O2的相關性質比較
氣體 氣體密度比空氣大或小 是否溶于水、是否與水反應
CO2
O2
大
略大
否
提示：空氣的平均相對分子質量為29。如果某氣體的相對分子質量大于29，則該氣體的密度比空氣大；反之，則密度比空氣小。
是
制取O2 制取CO2
密度與空氣比較 是否溶于水 裝置選用 密度與空氣比較 是否溶于水 裝置選用
大于空氣 不易溶于水 向上排氣或排水法
氣體收集裝置選用
大于空氣
易溶于水
向上排氣
反應儀器的選擇
根據上述比較，在下圖所列儀器中，選擇適當的儀器(也可另選或自制儀器，或利用替代品)，組裝成制取二氧化碳的發生裝置和收集裝置。
與同學討論、交流，分析各自設計的裝置的優缺點。
活 動
1
2
起液封作用，防止生成的氣體從長頸漏斗跑掉。普通漏斗頸較短，難達到液封要求，因此，不宜用普通漏斗代替長頸漏斗。
長頸漏斗為什么要插入液面下？可以用普通漏斗代替長頸漏斗嗎？
思考
發
生
裝
置
為什么插入集氣瓶的導氣管要接近瓶底？
思考
如果不接近瓶底，瓶內空氣不易排出，收集到的CO2氣體不純。
收集裝
置
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典例剖析
例 在實驗室中制取二氧化碳。下列有關該實驗的說法中，正確的是（ ）
A.用排水法收集一瓶二氧化碳氣體
B.先往試管中放入石灰石，再滴入稀硫酸
C.將燃燒的木條伸入集氣瓶中，檢驗二氧化碳是否集滿
D.將集滿二氧化碳氣體的集氣瓶蓋上玻璃片，正放在桌上
解析：稀硫酸與石灰石反應生成的硫酸鈣微溶于水會覆蓋在大理石表面，阻止反應繼續進行。
D
√
×
×
×
解析：二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集。
解析：檢驗CO2是否集滿，應把燃燒的木條放在集氣瓶口。
實驗室制備并收集二氧化碳通常有以下操作步驟：
①連接裝置，并檢驗裝置的氣密性；
②裝入石灰石(或大理石)，塞緊橡膠塞；
③固定好反應裝置；
④向長頸漏斗中加入稀鹽酸至浸沒長頸漏斗下端管口加入稀鹽酸；
⑤收集氣體；
⑥檢驗氣體是否收集滿。
實驗步驟
連接裝置，檢驗氣密性
加入反應物
收集氣體
檢驗
驗滿
檢查裝置的氣密性
先用彈簧夾夾緊膠皮
管，然后用手掌緊貼容
器外壁，如果導氣管口
有氣泡冒出，或者松開
手，導氣管口浸水的一
端形成一段高于水面的水柱，可證明裝置氣密性良好。
拓 展
將待檢氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，則證明是二氧化碳，否則不是。
檢驗
將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明二氧化碳已集滿，否則未集滿。
驗滿
【點擊圖片播放視頻】
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取用大理石時，先將錐形瓶橫放，把大理石放入瓶口使其緩慢滑到瓶底。
導管不能伸入瓶內太長，以剛露出膠塞為宜。
收集二氧化碳時導管口應接近集氣瓶底部，以利于排凈空氣。
1
2
3
注意事項
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典例剖析
例 實驗室常用稀鹽酸和石灰石反應制取二氧化碳。
（1）該反應的化學方程式為
。
（2）圖I表示加入藥品前的一個操作，其目的是 。
檢查裝置的氣密性
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（3）某小組經研究，用圖Ⅱ所示方法成功制得了大量CO2。①推測：在硫酸溶液中加入氯化銨并對溶液加熱，目的都是 。
②相比用稀鹽酸和石灰石制CO2，
圖II所示方法的優點是
。
增大硫酸鈣的溶解性
制得的CO2較純，不含氯化氫氣體
稀鹽酸具有揮發性，易導致產生的CO2不純。改用稀硫酸后，反應中產生的CaSO4微溶于水，會影響反應繼續進行，因此本實驗中又加入了氯化銨和加熱操作，可加大CaSO4的溶解度。
知識點3 實驗室制取氣體的一般思路和方法
1. 確定制取氣體的化學反應原理
綜合考慮：
反應的速率大小
產生氣體是否易于收集
生成氣體是否純凈
實驗步驟是否簡單
實驗操作是否安全
實驗過程是否會產生污染
試劑的價格
......
2. 設計制取氣體的實驗裝置
實驗室常見氣體的發生裝置：
裝置類型 發生裝置
固體加熱型
固液常溫型
導管不能伸入試管過長，否則不利于氣體排出
試管口略向下傾斜，防止冷凝水流至熱的試管底部，使試管炸裂
鐵夾夾在距試管口
~ 處
1 1
4 3
長頸漏斗末端伸入液面以下起液封作用
實驗室常見氣體的收集裝置：
收集裝置
示例
特點
向上排空氣法
向下排空氣法
排水法
O2、CO2
H2
O2、H2
排空氣法收集到的氣體：干燥
排水法收集到的氣體：純凈
導管末端插到集氣瓶底部
導管放在集氣瓶口即可
若要收集的氣體既能溶于水，又能和空氣中的成分反應，可考慮用排液法(要求氣體不與該液體反應，也不溶于該液體)收集。
3. 驗證得到的氣體
根據氣體的性質：
可燃性
助燃性
與某些試劑反應有沉淀生成
......
課堂教學展示
課堂小結
二氧化碳制取的研究
藥品：石灰石（大理石）和稀鹽酸
反應原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
檢驗：通入澄清石灰水，石灰水變渾濁。
發生裝置：固液不加熱型
收集裝置：向上排空氣法
裝置的確定
驗滿：將燃著的木條放在瓶口，熄滅則已滿。
1.從課后習題中選取；
2.完成練習冊本課時的習題。
課后反饋總結
課后作業
課后反饋總結
課本習題
練習與應用
1.實驗室里制取二氧化碳的反應原理是
(用化學方程式表示)；收集二氧化碳的方法是 ，因為
；檢驗二氧化碳的方法是
；用集氣瓶收集二氧化碳時，證明是否集滿的方法是
。
向上排空氣法
二氧化碳的密度比空
將氣體通入澄清
條熄滅，則證明集滿，否則沒有集滿
氣密度大
的石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則證明生成的氣
體是二氧化碳
用燃著的小木條放在集氣瓶口處，若木
CaCO3+2HCl＝
CaCl2+H2O+CO2↑
2.右圖所示實驗室制取二氧化碳的裝置有哪些錯誤？為什么？
答： (1)長頸漏斗下端管口沒有伸入液面下，會導致二氧化碳從長頸漏斗逸出。
(2)出氣導管口不應伸入液面下，這樣無法收集到氣體。
(3)集氣瓶口不能向下，因為二氧化碳的密度比空氣的密度大，這樣無法收集到二氧化碳。
3.寫出下列物質間轉化的化學方程式。其中，哪些屬于化合反應？哪些屬于分解反應？
答：① （化合反應）；② ；
③ （分解反應）；
④ （化合反應）
4.列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應，能用化學方程式表示的，寫出化學方程式。然后與同學討論這些反應能否用于在實驗室里制取二氧化碳，并說明理由。
生成二氧化碳的反應 能否用于實驗室里制取二氧化碳和理由
1
2
3
4
……
不能用于實驗室制取CO2，產生的氣體易混入空氣或氧氣，純度不高。
不能用于實驗室制取CO2，該反應操作不簡便，條件要求高。
不能用于實驗室制取CO2，該反應操作不簡便，條件要求高。
能用于實驗室制取CO2，該反應的藥品易得，操作簡便，無須加熱，沒有危險，生成的氣體便于收集。
5.實驗室里現有氯酸鉀、二氧化錳、稀硫酸、石灰石和稀鹽酸，以及下列儀器：
（1）利用上述儀器和藥品可以制取二氧化碳，你選擇的儀器是 (填序號)，藥品 ，反應的化學方程式為 。
①②⑦⑧
大理石和稀鹽酸
5.實驗室里現有氯酸鉀、二氧化錳、稀硫酸、石灰石和稀鹽酸，以及下列儀器：
（2）若補充一種儀器 (填儀器名稱)，再利用上述儀器和藥品還可以制取氧氣，你選擇的儀器是
(填序號)，藥品是 ，反
應的化學方程式為 。
試管
①③④⑤⑥
氯酸鉀和二氧化錳
6.足量鹽酸與250g碳酸鈣反應，生成二氧化碳的質量是多少？
解：設生成二氧化碳的質量為x。
答：可以生成110g二氧化碳。

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