二氧化碳的制备和实验性质实验

课题:《二氧化碳的制备和性质实验》姓名: 王思氩学号 1011155015时间2013年10月22日《二氧化碳的制备和实验性质实验》—.实验目标二・实验原理过程与过程与方法使学生通过动手做实验，深化记忆实验室制备二氧化碳的方法和原理。同时对二氧化碳的性质进行深化探究验证知识与技能通过讲解和演示实验，使学生掌握实验操作的要点，并且在动手实验的过程中熟练操作要领，对相关二氧化碳的性质进行相关实验改进设计，并且学会启普发生器的使用情感态度与价值观二氧化碳的制备和性质实验是中学化学的基础实验，在动手操作中让学生感受化学世界的美妙，提高课程的趣味性和贴近生活的实用性。本实验为探究型实验，通过实验实现对二氧化碳的制取和性质的验证，首先查阅资料进行知识储备，再在实验中进行进一步的探究验证：1.二氧化碳的制备：实验室制备二氧化碳的常用方法为：大理石加稀盐酸制备。二氧化碳的性质：⑴物理性质：常温下是一种无色无味气体，没有毒性，密度比空气略大，能溶于水，⑵化学性质：•二氧化碳不可燃，不助燃，但是镁带在二氧化碳内燃烧生成碳与氧化镁。；•易溶于水并生成碳酸。这是碳酸饮料基本原理，也是使紫色石蕊溶液变红的原因•可以使澄清的石灰水(Ca(OH))变浑浊关于二氧化碳：二氧化碳是空气中常见的化合物，固态二氧化碳压缩后俗称为干冰。二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要来源。三.实验流程大纲图氧化碳与石蕊试液实验室制备二氧化碳二氧化碳性质验证氧化碳与澄清石灰水倒入点燃蜡烛的烧杯中镁条在二氧化碳中燃烧|・实验知识储备1.启普发生器相关仪器图解思考问题1.启普发生器：1.同学们认识启普发生器的结构和各部分用途吗？答：-----球形漏斗：从球形漏斗里注入反应液体。-----半球体容器：承装液体样品-----球体容器：装固体样品，并在此处发生反应-----半球体下口/排液口：反应结束后，从此口排出液体样品-----球形体侧口/导气口与导气管相连，导出气体产物

2.思考：启普发生器在什么条件下适用？答：块状固体和液体反应中用于制取气体时适用。启普发生器不能加热，只适用于常温反应块状固体在反应中很快溶解、或变成粉末时，不能用启普发生器。典型实例：------用稀盐酸和锌粒制取氢气------用大理石和稀盐酸制取二氧化碳2.检验气密性「丁A(a) c图z橙查漏激、漏气b)3.如何检验启普发生器的气密性？漏液检验：打开导气管的活塞，从球形漏斗口注入水至充满半球体海查半球体的下口塞是否漏水。若漏水，则将塞子取出，擦干、涂上少许凡士林，塞紧，或更换塞子后再检查。若不漏水，再检查是否漏气。漏气检验：将导气管的活塞关闭，使整个容器处于密闭状态从球形漏斗注入水至液面到达球体漏斗1/2处时，停止加水，并标记水面的位置，静置然后观察水面是否卜降，并保持30秒。若水面不下降，则表明不漏气4.思考:怎样对启普发生器的药品进行填

3.装固体样品装?填装固体样品：3.装固体样品装?取出球形漏斗，让容器横放在桌面上，将适当大小的固体从大口装入球形体内，不要使固体落入半球体中。装入固体的量以不超过球体容积的1/3为准。将球形漏斗插入并插牢后，竖立容器，轻轻摇动，使固体分布均匀注入液体（或溶液）反应物打开导气管活塞，将液体（或溶液）从球形漏斗注入，直至完全浸没固体反应物，注意：液体反物不能加至导气口下端，否则液体反应物会随着生成的气体飞溅而出。使用方法打开导气管活塞，液体就从半球体进入球体与固体接触发生反应，生成的气体就由导气管逸出。然后关闭导气管的活塞，液体被压回半球体和球形漏斗。这时液体与固体脱离接触，自动停止拿出药品，清洗装置反应结束后，打开半球体下端塞子，从排液口排除液体物质。排净后，再将启普发生器侧放，拿出球形漏斗，从球形容器上口取出残留的固体物质。启普发生器是怎样实现随时控制反应的发生和停止的？①启普发生器使用时，扭开导气管活塞，反应液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中

部跟块状固体接触而发生反应，产生的气体从导气管放出。不用时关闭导气管的活塞，容器内继续反应产生的气体使容器内压强加大，把反应液压回球形漏斗，使反应液与固体反应物脱离接触，反应自行停止。使用启普发生器制取气体十分方便，可以及时控制反应的发生或停止。实验操作步骤＜一＞二氧化碳的制备实验步骤实验现象注意事项教学讲解1实验装置图作为一名教师，要从学生的视角来安装装置，并且药品标签要面朝学生2检查装置气密性操作步骤按照上面启普发生器的要点进行。漏液检验：打开活塞，加入水充满半球体，没有水漏出漏气检验：关闭活塞，加入水至球形漏斗1/2之一高处，水柱保持稳定。若是新仪器，在进行漏液检验之前，应在塞口处涂上少许凡士林为了保证在检验过程中，半球体下端口塞子不被水压冲出，可以用橡皮筋加以固定凡士林有润滑效果，并且堵住塞口的缝隙，保持良好的气密性。解释详见启普发生器的原理。3进行反应①按照启普①大理石为乳白色块状固①注意：为了防止固体颗粒反①润湿的棉花堵住以后，可以让液体反应物自由通过，同时固

发生器装固体样品的方法加入大理石体应变小后下漏至半球体容器内，可采用润湿的棉花将球形漏斗下端围住再放入容器内，堵住缝口。体颗粒被棉花阻隔无法下漏至半球体容器内部。②稀盐酸为无②稀盐酸的加入量液②解释：大理石的主要成分是碳②从球形漏色粘稠液体面应离球体容器上酸钙，碳酸钙和稀盐酸迅速反斗口注入当稀盐酸接的导气口一段距离，应产生二氧化碳气体稀盐酸。触到大理石时立即发生反应，反应剧烈，冒出大量气泡，并且产生白色泡沫否则反应时液体反应物随气体产物飞溅而出。③收集一段时③注意收集气体时要③由于二氧化碳的密度大于空③导气管活间口，在集气用玻璃片盖住瓶口气，并且无毒，所以采用向上塞保持打瓶口，燃烧的的大部分。用点燃的排空气发收集。收集到的气体开状态，用火柴熄灭，说火柴检验时不能塞较为干燥，更利于做性质实验。向上排空明已经收集入瓶内，而应该在瓶气法收集二氧化碳气体。满。收集到的气体为无色口上部检验收集了6_瓶在收集过程中由于二氧化碳不助燃，所以可以用并且在集气体进行后盐酸量不够，有时候点燃的火柴进行检验，如果火气瓶口用面的性质的产气速率较低，要随柴熄灭，则说明此时的气体为点燃的火柴检验是否收集满。检验。时观察反应进程，并适时添加盐酸维持反应发生二氧化碳。实验思考:为什么本实验要采用向上排空气法收集二氧化碳，改用排水集气法可以吗？答：查阅资料：二氧化碳能溶于水，在标准大气压下，以1：1的比例溶于水中。但是通过实践进行排水集气法收集二氧化碳，通过计时：5s可以收集满一瓶二氧化碳，由此看来，可以通过排水集气法收集二氧化碳。但是，因为本实验中接下来要进行性质实验，需要比较干燥的二氧化碳气体。用排水集气法收集的二氧化碳底部无法避免地会留有一层水，不变用于倒入烛台中等性质实验，所以本实验中采用向上排空气法收集更佳。制取二氧化碳时，可否把稀盐酸改为稀硫酸或者浓盐酸，为什么？答：①制取二氧化碳时，不能将稀盐酸换成稀硫酸。因为碳酸钙与稀硫酸生成的硫酸钙(CaSO4)微溶于水，覆盖在碳酸钙表面，阻止稀硫酸与碳酸钙继续接触，使反应停止。②制取二氧化碳时，不能将稀盐酸换成浓盐酸。因为浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳混有氯化氢而不纯。为什么用启普发生器来作为二氧化碳制备的装置？答：分析反应物：大理石为块状固体，稀盐酸为液体，并且在常温下进行反应。所以采用启普发生器，便于控制反应的发生和停止。简述用湿润棉花的作用。除了棉花外，还可以通过什么方法来达到此效果？答：①为了防止固体颗粒反应变小后下漏至半球体容器内，可采用润湿的棉花将球形漏斗下端围住再放入容器内，堵住缝口。润湿的棉花堵住以后，可以让液体反应物自由通过，同时固体颗粒被棉花阻隔无法下漏至半球体容器内部。②除此之外，还可以采用加入孔型垫片的方法，防止固体颗粒下漏。

＜二＞、二氧化碳的性质实验实验步骤实验现象操作注意教学讲解1二氧化碳和石蕊试剂①取两个试管加①石蕊试剂为紫蓝色①注意：石蕊试剂①石蕊试剂为常用的酸碱溶液的用量不宜加入太多，否则颜色变化不是太明显，不利指示剂。在溶液里，随着溶液酸碱性的变化，指示剂的分子结构发生变化而入等量的石蕊试剂和蒸馏水，石蕊试剂加入蒸馏水后变为深宝蓝色（偏紫色）通入二氧化碳后石蕊试剂变为枚红于观察显示出不同的颜色。在酸性溶液里，溶液显红色；在碱性溶液里，溶液显蓝色；在中性溶液里，溶液显紫色②二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液显酸性，石蕊一个不做处理作为对照实验。另一个通入二色，再继续通入，石蕊试纸变为桃红色。试剂变为红色。

氧化碳气体。观察试剂的颜色变化。2.二氧化碳和澄清石灰水取两个试管加入等量的澄清石灰水一个试管内的澄清石灰水不做处理作为空白对照。向另外一^试官通入二氧化碳。观察石灰水的变化①澄清石灰水为无色液体③通入二氧化碳之后一段时间，澄清石灰水中有白色浑浊产生。①澄清石灰水即为Ca(OH)2的澄清溶液，呈碱性。③二氧化碳与氢氧化钙溶液发生反应，产生不溶于水的碳酸钙白色沉淀，使溶液变浑浊。3.二氧化碳与蜡烛在烧杯中点燃两个一高一低的烛台。①倒入第一瓶二氧化碳气体，未见任何变化。①此实验是利用二氧化碳的不助燃性，来探究二氧化碳的密度大小。如果二氧化碳的密度比空气大，气体将聚集在烧杯底部，则底部的烛台先熄灭。

把充满二氧化碳的集气瓶中的二氧化碳倒入烧杯里。观察蜡烛火焰变化②持续倒入，直至倒入第五瓶时，看到下方的烛台先熄灭，上方的烛台仍在燃烧。②作为教师，要从学生的角度摆放实验装置，使学生能够清晰地同时看见两个烛台。如果二氧化碳的密度比空气小，则会聚集在烧杯上部，上方的烛台先熄灭。4.二氧化碳与镁条用坩埚钳夹住的镁条在空气中点燃迅速将点燃的镁条放入盛满二氧化碳的集气瓶中，观察集气瓶内的现象。镁条在空气中燃烧，发出耀眼白光。镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，发出耀眼光芒，白中泛黄，杯壁有黑色的颗粒①操作中应该注意安全，镁条燃烧反应剧烈，操作者应该与镁条保持一段距离。二氧化碳不助燃，但是镁条十分活泼，能在二氧化碳中燃烧。拓展思考澄清石灰水的储备条件是什么？答：澄清石灰水一般是现用现配，不适合长期储存，但是可以进行短期存放。并且，澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，为碱性溶液，不宜用存放在玻璃塞塞紧的试剂瓶中。由于玻璃瓶塞的主要成分为SiO2，易于与碱发生反应SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，是瓶塞与瓶口粘在一起，难以拔出。创新拓展：设计并进行实验验证自来水、氧化镁水溶液的酸碱性。答：①设计实验步骤：取三个试管编号为A,B,C，分别加入3毫升的水和2滴石蕊试剂。入试管不做处理，作为对照品。B试管加入2毫升自来水，振荡并观察现象。C试管加入镁条实验在空气中燃烧后的产物氧化镁一小块。振荡观察现象。②实验现象：A：蓝紫色溶液B：摇荡后溶液变为紫红色 C：溶液变为深蓝色由此可见，自来水显酸性，氧化镁的水溶液显碱性。12.联想实验：根据验证二氧化碳的密度的方法，设计出验证氢气的密度大小的实验。答：①设计实验步骤：使用样品稀硫酸和锌粒，用启普发生器制取氢气。将导气管插入装有肥皂水的水盆中，观察产生肥皂气泡的情况，判断氢气的密度大小。②实验现象及结论：#生的肥皂气泡为无色，并且飘入空气中向上」。证明氢气的密度小于空气。~1.本实验中用到燃烧镁条实验，一定要严格注意实验室的安全，操作时师离反应i3.用蜡烛探究二氧段碳的密度时，要注意些什么？答：①倒入用试管做的实一定要注意学生能将清楚地看对楚试何一的实验现既方倾倒在否口»»it«»CTKS气3大。在中学化学实验中，一般由于器材问题，可能无法使每个学生都能用启普发生4.在做二氧化碳和镁的燃烧演示实验时，由于现象出现的时间十分短暂，教师可以在即将发生时提醒同学们注意观察，以及引导学生观察所需的要点内容。5.从情感态度和价值观的目标来看，在做演示实验室，教师可以与学生进行适当"―从教师的角度看实验教学趣味拓展1启普发生器发明人的趣味小知识启普发生器是荷兰科学家启普发明，并以他的姓命名的。启普曾经学过一点化学，但基本上是一个药物商人。19世纪初期，荷兰的一所工业大学想请启普担任地质教授，但因为他自己办的商业比较发达，所以他没有接受工业大学的聘请。启普除了经商以外，还根据前人制作的发生硫化氢气体的简单装置，设计出一种气体发生器，用的时候就发生气体，不用的时候，酸液上升，气体就停止了。因为这种气体发生器基本上是启普创造出来的，并由会吹玻璃的工人吹制成的，所以后人都称这种仪器为启普发生器。他设计出这种实验室用的气体发生器，一直沿用到今天，基本上没有改变。除了启普发生器以外，启普还发明过一些小东西。例如，画家绘画用的彩色铅也是启普首先制成的，所以他同当时的许多画家很熟悉。启普死得