二氧化碳的实验室制法 同步教案 初中化学沪教版（上海）九年级第一学期（2022-2023学年）

1、4.3 二氧化碳的实验室制法教学目标1理解实验室制取二氧化碳的反应原理实验装置和操作方法。2理解启普发生器的制气原理和适用范围。3使学生掌握在实验室中制取二氧化碳的药品原理装置检验及验满教学重难点1、实验室制取二氧化碳的药品原理装置操作及检验和验满的方法。2、实验室制取二氧化碳的装置设计与探究。教学过程一二氧化碳的制备工业制法反应原理煅烧石灰石（固体 加热）：_实 验 室 制 法实验室制取气体的条件制得的气体纯度要高；反应的速度要适中；操作简单安全。反应原理大理石跟稀盐酸：_收集方法向上排气法检验收满将燃着的木条放到瓶口，看是否熄灭反应物的选择1酸及酸的浓度的选择选用稀盐酸。因浓盐酸有_，挥发

2、出来的氯化氢气体会随着二氧化碳一起出来，使CO2不纯。不可选用硫酸，因硫酸跟碳酸钙反应，会生成_覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，一开始有气泡，后来就停止反应。2碳酸盐固体的选择 选用废弃的大理石（或石灰石）来源广，价格便宜；且块状与酸液接触面不大，反应速度适中。不可选用粉末状的CaCO3或Na2CO3，更不可选Na2 CO3溶液。因跟酸液接触面太大，反应速度太快来不及收集，且Na2CO3来源少，价贵。 发 生 装置 选 择由于反应物是块状固体和液体，不需加热，在常温下就可进行。上述各种装置都可用来制得CO2A是最简单的装置。B便于添加液体，长颈漏斗下端管口应伸入液体内，防止气体逸出。C改

3、用分液漏斗可调节液体流量，控制反应速度。D是启普发生器，优点是可随时使用，随时使反应停止，节约药品，便于操作。E是具有启普发生器原理和优点的建议装置。步骤连接仪器 检查装置的气密性（检查原理） 装入固体药品装入液体药品收集气体（用_收集，不能用_） 检验集气瓶中是否收集满气体（燃着的木条靠近_，火焰有无熄灭）检验装置气密性【答案】12 3挥发性4微溶性的硫酸钙5向上排空气法6排水集气法 7集气瓶口二比较氧气、二氧化碳实验室制法氧气（O2）二氧化碳(CO2)药品氯酸钾或双氧水石灰石和稀盐酸反应原理2H2O22H2O +O22KClO32KCl+3O2CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2

4、反应装置使用范围固固反应，需加热制取气体固固反应，需加热制取气体收集方法排水法（O2不易溶于水）向上排空法（O2比空气重）不用排水法（CO2能溶于水）向上排空法（CO2比空气重）检验方法带火星的木条伸入集气瓶内，木条着火，证明为氧气。将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳。验满方法将带火星的木条放在集气瓶口，木条着火，证明为氧气已集满。将燃着的火柴（或木条）放在集气瓶口，火柴（或木条）熄灭，证明为二氧化碳已集满。注意事项1.集气瓶装满水，不能有气泡2.等产生的气泡均匀后才能收集3反应结束后先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯若使用长颈漏斗时，要将长颈漏斗的下端没入液面以

5、下【知识点延伸】1怎样检查装置的气密性？（1）液差法图一将导管的一端伸入装有水的烧杯中，如果导管内的液面低于烧杯中的液面，则说明装置的气密性良好。图二将导管的末端封住，从长颈漏斗口加水，当水浸没漏斗的导管口处时，水在漏斗中形成水柱。（2）热捂法图一把导管的一端浸入水里，用手掌紧捂着试管的外壁（如仪器较大，温度较高，可用酒精灯微热）。如果装置不漏气，一开始会看到烧杯中导管口有气泡冒出，当手掌移开时，又看到烧杯的导管中有一段水柱。A怎样往锥形瓶中放入大理石？答：横拿反应容器，用镊子把块状固体放入容器口，再使容器慢慢的竖起来，让块状固体缓缓的地沿着容器壁滑到容器底部。B反应物的状态不同对化学反应有影

6、响？如何做比较试验？答：操作：在两只试管内分别加入同质量的粉末状碳酸钙和块状碳酸钙，同时倒入约2ml同种稀盐酸现象：粉末状碳酸钙与稀盐酸反应非常剧烈，瞬间就完成，块状碳酸钙与稀盐酸反应，速度适中，气泡均匀。结论：固体物质的颗粒越小（表面积越大），反应速率越快。实验室制备气体，为了便于收集相关气体，要选择反应速率适中的实验设计。三气体的收集方法 气体的收集方法，主要决定于气体的某些物理性质，如密度溶解性等。另外，还与该气体能否与水或空气中某些成分反应有关。收集方法装置图收集原理特点与注意实例排水法被收集的气体应难溶于水，且不与水反应使用该法收集到的气体较纯净；导管的位置应在瓶颈部H2CON2O2

7、CH4等排空气法向上排空气法被收集气体的密度应比空气大，且不与空气中的任意成分反应使用该法收集到的气体可能混有空气；导管的位置均应插入接近集气瓶底部，以尽可能地排尽空气O2CO2等向下排空气法被收集气体的密度应比空气小，且不与空气中的任意成分反应H2CH4等备注气体收集满后，密度比空气大的气体应盖好毛玻璃片后瓶口向上正立于桌面上密度比空气小的气体则盖好毛玻璃片后倒立于桌面。四启普发生器1原理荷兰科学家启普(Kipp)设计的气体发生器，使用时打开导气管上的活塞，不断产生气体。不用时关闭导气管上的活塞，在气体的压力下，酸液下降，大理石和盐酸脱离接触，反应停止。这种装置被称为启普发生器。2简易装置根

8、据启普发生器的原理，还可以制成简易启普发生器。例如图，用多孔塑料片把大理石和液体隔开，当弹簧夹打开时，大理石和盐酸接触，发生反应；当弹簧夹关闭后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。3使用范围块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气体难溶于水。4检验气密性(1)关闭启普发生器的导管活塞，向启普发生器中注入少量水，静置片刻。(2)观察漏斗中液面的变化情况，如果漏斗中的液面不下降则说明该启普发发器的气密性良好，否则说明气密性不好。5几种随开随用、随关随停的制气装置 启普发生器是一种“随开随用，随关随停”操作简便的实验

9、室常用气体发生装置该装置利用块状块状（选填“块状”或“粉末状”）固体与液体发生反应，且不需加热，制备H2CO2等气体使用启普发生器先检查其气密性，再在D处缠绕一些铜丝网（或玻璃丝）铜丝网（或玻璃丝）（填“铁丝网”或“铜丝网”或“玻璃丝”等），以防止固体从狭缝处滑落至容器底部；反应液从A（填序号，下同）处加入，固体从C处加入反应后的混合物从B处倒出打开止水夹，U形管内气体逸出，压强减小，酸液左降右升与固体反应；关闭止水夹，U形管内压强增大，将酸液压回，反应停止。6常见变形装置把握启普发生器能“随开随用，随关随停”的原因：关闭活塞，压强增大，固液分离，反应停止；即要实现固液分离则需要固体悬置、能形

10、成气压差。（注意上图某些装置是具有启普发生器的功能但不具有启普发生器的原理）课堂检测知识点1二氧化碳的制法【例1】实验室制取二氧化碳用不到的仪器是（）A长颈漏斗B广口瓶C酒精灯D集气瓶【难度】【答案】C变式1：实验室制取最纯净的二氧化碳气体，最适宜的反应物是（）A碳酸钙和硫酸B石灰石和稀盐酸C石灰石和浓盐酸D碳酸钙粉末和稀盐酸【难度】【答案】B【方法提炼】二氧化碳制备的原理知识点2：比较氧气、二氧化碳实验室制法【例1】在实验室制取下列气体时，作反应容器的试管口及用排空气法收集气体的集气瓶口都向上的是（）A用石灰石和稀盐酸制二氧化碳B用加热高锰酸钾制氧气C用加热氯酸钾和二氧化锰制氧气D用锌粒和稀

11、硫酸制氢气【难度】【答案】：A变式1：实验室制取CO2和O2的共同点是（）A气体发生装置相同B都可以用向上排空气法收集C反应时都需要加热D都可以用排水法收集【难度】【答案】A或B变式2：实验室用氯酸钾制取氧气和用大理石与盐酸反应制取二氧化碳相比，下列说法正确的是（）A都需要加热B前者反应物是固体，后者反应物是固体和液体C都是分解反应D前者可用向下排空气法收集，后者可用向上排空气法收集【难度】【答案】B变式3：气体的实验室制取是初中化学非常重要的一组实验，结合下列实验装置图回答有关问题：写出仪器的名称。a_b_。可用来制取CO2的发生装置是 （填字母，下同）。收集装置是_。实验室用H2O2溶液和

12、MnO2制氧气的化学方程式是_，二氧化锰的作用是_。实验室制取二氧化碳一般有5个步骤：检验装气密性；按要求装配好仪器；向长颈漏斗注入稀盐酸：收集气体： 向锥形瓶小放入几小块大理石。其中正确的顺序是_。（填选项字母） A B C D实验室常用亚硫酸钠(Na2SO3)固体与浓硫酸反应来制取SO2。已知：SO2是一种没有颜色且有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，密度比空气大，常温下在空气中不发生反应。1)制取SO2的收集装置为_（填字母）。2)为了避免SO2对环境的污染，对SO2的收集装置作了改进（见右图），请你把集气瓶内的导管补充完整（图中“”表示气体流向）。【难度】【答案】铁架台，酒精灯 B，D

13、2H2O2 2H2O + O2 ，催化作用BB如右图：变式4：现有下列实验装置，请回答下列问题：ab ab CABCDE（1）仪器名称是_；（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制O2时该反应的化学方程式为_，反应前后，二氧化锰在固体混合物中质量分数是_（“不变”或“变大”或“变小”），若将生成的气体用向上排空气法收集，验满方法是_；（3）实验室用双氧水溶液与二氧化锰混合制O2时，为了控制产生氧气的反应速率，应选的发生装置是_（填字母），该反应的化学方程式为_，基本反应类型是_反应；（4）若用D装置进行碳还原氧化铜的实验，a处的实验现象为_，发生反应的化学方程式是_；要检验反应后的气体中含有CO2

14、，b处试剂的名称为_； （5）实验室用大理石和稀盐酸制CO2时选用了装置E，实验一段时间后，关闭C处的活塞，观察到的现象是_；若用右图装置进行“排空气法”收集制取的CO2，请把图中的“导气管”补画完整。【难度】【答案】：（1）酒精灯 （2）2KClO3 2KCl + 3O2不变用带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明氧气已收集满。（3）2H2O22H2O+ O2分解（4）固体粉末由黑色变为红色，C+2CuO2Cu+CO2，澄清石灰水（或石灰水）（5）在气体的压力下，盐酸被压入球形漏斗内，大理石和盐酸脱离接触，反应停止；如右图：导管“长进短出”。若把导气管画成线条不得分 【方法提炼】氧气与二氧化

15、碳制备的异同点知识点3气体的收集方法【例1】用排空气法收集气体，该气体的密度（） A一定比空气大B一定比空气小 C可能比空气的大也可能比空气的小D应与空气的密度接近【难度】【答案】C【方法提炼】收集气体的注意点，如溶解性，密度，是否反应。知识点4：启普发生器【例1】如下图所示装置可用于实验室制取某些气体，并能随开随用。下表中所选用的药品及制取的气体完全正确的一组是（）。选项选用的药品制取的气体固体M液体NA大理石稀硫酸二氧化碳B锌浓硫酸氢气C大理石稀盐酸二氧化碳D碳酸钠稀硫酸二氧化碳【难度】【答案】C变式1：（1）实验室制取大量CO2气体，是否能用稀硫酸和大理石为原料？_（填“是”或“否”）为

16、什么？_（2）右图是实验室制备CO2的装置图。该装置的特点是：打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。下图装置中哪些可以起到与右图装置相同的效果？_（填写编号）【难度】【答案】否；因为大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止了硫酸与大理石的进一步反应；变式2：下图是一些气体的发生和收集装置，请按要求回答：AABCDEF水有孔塑料板（1）写出上述编号仪器的名称：_，_（2）若实验室以KClO3为原料制取O2，应选择_（填写仪器编号）装置进行组装。（3）比较用过氧化氢溶液和用氯酸钾制取O2的方法，两者的共同点是_。 A发生装置相同 B都可用MnO2作催化剂 C反应的基本类型相同 D完全反应后剩余固体成分相同（4）为了更好地制取CO2气体，有同学将B装置改进为F装置。改进后该装置的优点是_。铜丝铜丝网大理石稀盐酸（5）李丽同学设计了实验室制取CO2装置（如右