课题2 二氧化碳制取的研究

课题2

二氧化碳制取的研究

学习目标：1、知道实验室制取二氧化碳的方法和原理；2、会组装实验室制取二氧化碳的装置；3、掌握二氧化碳的收集、检验方法。生成二氧化碳的反应有很多，如1.碳在氧气（空气）中充分燃烧C+O2CO2点燃2.碳在高温下还原金属氧化物2CuO+C2Cu+CO2↑高温Fe2O3+CFe+CO2高温2343↑实验室制取二氧化碳所用反应物的探究：实验室制取二氧化碳药品选取原则是：

①反应条件是否容易达到；②产生气体的量是多少；③收集的气体是否纯净；④装置、操作是否简单；⑤原料是否易得、价廉。实验室制取二氧化碳所用反应物：

稀盐酸块状大理石或石灰石（主要成分都是碳酸钙）

HClCaCO3（液体）（固体）

CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O

这个反应分两步：

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3

（碳酸不稳定，易分解）

H2CO3====CO2↑+H2O实验室制取二氧化碳的反应原理氧气的制取原理：【回忆思考】2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O22KClO3===2KCl+O22H2O2===2H2O+O2

△△MnO2MnO2加热高锰酸钾制取氧气用MnO2在常温下催化H2O2分解制取氧气用排水法收集氧气用向上排空气法收集氧气回忆实验室制取和收集氧气的实验装置

实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置，请结合实验室制取氧气的知识以及课本113页的材料，小结确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。【思考】反应物状态反应条件固体与固体固体与液体液体与液体是否需要加热，是否需要催化剂发生装置实验室制取气体的发生装置应考虑以下因素密度与空气差异不易溶于水，不与水反应：密度大于空气（向上排气法）

密度小于空气（向下排气法）用排水法收集收集装置实验室制取气体的收集装置应考虑以下因素制取二氧化碳的药品的状态：

固体+液体反应条件：常温二氧化碳的性质：（1）密度比空气的大；（2）溶于水，能与水反应。我来试试看下列仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择，你也可以另选或自制仪器，还可利用代用品1.锥形瓶2.平底烧瓶3.烧杯4.试管5.集气瓶6.长颈漏斗7.双孔导管8.导管9.弯导管10.水槽11.酒精灯【比一比：组装的装置】156715825674567258458学习目标：1、知道实验室制取二氧化碳的方法和原理；2、会组装实验室制取二氧化碳的装置；3、掌握二氧化碳的收集、检验方法。实验室制取二氧化碳所用反应物：

稀盐酸块状大理石或石灰石（主要成分都是碳酸钙）

HClCaCO3（液体）（固体）

CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O

这个反应分两步：

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3

（碳酸不稳定，易分解）

H2CO3====CO2↑+H2O实验室制取二氧化碳的反应原理注意事项：长颈漏斗要伸到液面以下，以防气体从漏斗中逸出。

复杂装置

优点：方便随时添加稀盐酸连接装置检查装置气密性加入药品制取并收集气体

【讨论】如果要利用所设计的装置制取一瓶二氧化碳，需要哪些步骤？制取二氧化碳的步骤：

向长颈漏斗中加水，使得长颈漏斗的下端浸入液面以下，堵住导管继续向长颈漏斗中加水，如发现长颈漏斗中液面不下降，说明装置的气密性良好。如何检查装置的气密性？如何验证制取的气体是二氧化碳？如何验证二氧化碳已经收集满？【思考】

将制得的气体通入澄清的石灰水中，若石灰水变浑浊，说明制取的气体是二氧化碳。

把燃着的木条伸到集气瓶口，如果木条熄灭，就说明二氧化碳已经收集满。实验室制取气体的思路是什么？【思考】1、药品2、反应原理3、装置（发生装置和收集装置）4、检验（验证和验满）【课堂小结】1、实验室用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。2、实验室用下述装置来制取和检验二氧化碳：3、实验室制取气体要注意：（1）选择适当的反应；（2）选择合适的实验装置；（3）需验证所制得的气体澄清石灰水实验室制备并收集CO2，有以下操作步骤：①检查装置的气密性②连接装置③加入大理石④加入稀盐酸⑤收集⑥验满其中排列顺序正确的是（）A.①②③④⑤⑥B.②①④③⑤⑥C.②①③④⑤⑥D.②③④①⑤⑥C【练习】2、下列气体只能用向上排空气法收集的是（

）

A.H2B.O2C.CO2D.O2和CO2

3.检验CO2气体是否收集满的方法是（

）

A.将燃着的木条伸入集气瓶内B.将带火星的木条放在集气瓶口

C.将少量澄清的石灰水倒入集气瓶中、振荡

D.将燃着的木条放在集气瓶口4.实验室收集CO2的正确方法是（）

A.排水法

B.向下排空气法

C.向上排空气法D.排水法和向上排空气法5．你能举出几种鉴别O2、CO2气体的方法？[拓展知识]1、用浓盐酸代替稀盐酸与石灰石反应有哪些缺点？答：浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢气体，导致不纯。2、实验室为何不用碳酸钙粉末跟稀盐酸反应制取CO2？答：碳酸钙粉末跟稀盐酸反应生成CO2，但反应速度太快，不利于收集，因此不用于实验室制取CO2气体。3、可否用硫酸代替盐酸与石灰石反应制CO2，为什么？答：不能用，因为开始时生成微溶于水的硫酸钙薄膜，附着在石灰石的表面，使它不能接触到稀硫酸，阻止反应继续进行。学生附表一：根据《学生附表一》回答：1、实验室制取气体的装置由哪几部分组成？2、确定气体发生装置时应考虑哪些因素？3、收集气体一般有哪些方法？4、确定收集装置时应考虑哪些因素？两部分装置：发生装置和收集装置反应物的状态和反应条件向上/向下排空气法及排水法（1）气体的密度与空气比较；（2）气体在水中的溶解性。[归纳知识]

1、发生装置：（1）凡是给固体加热或固体跟固体加热，适用于用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气的装置。（2）凡是固体与液体制取气体，且不需要加热，适用于制取二氧化碳的装置；若要控制反应速率，可加长颈漏斗或分液漏斗。（3）无论选用哪种装置均应注意：先检查装置气密性再加药品；制气装置中导管略露出胶塞即可；铁夹夹在试管中上部。2、收集装置：（1）凡常温下不与空气中的成分反应的气体，可以根据气体密度与空气密度的比较（或利用空气平均相对分子质量与气体相对分子质量比较），采用向下或向上排空气法收集。（2）凡气体不易溶于水或难溶于水，可用排水法收集。（3）有毒性且不易溶于水的气体，可采用洗气瓶倒装装置（即短进长出），从长管排出的水可用烧杯接装，如将烧杯换成量筒还可以测出生成气体的体积。洗气瓶中的液体可根据气体性质选用。（4）选用排空气法应注意导管应插入集气瓶底部，排水法导管应伸到集气瓶颈部。3、放置方法：（1）比空气大的气体，盖严后正放，比空气小的气体，盖严后倒放。【练习】1、实验室常用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混和物的方法制取氨气(NH3)并生成CaCl2和一种相对分子质量最小的氧化物，已知氨气密度比空气小,且易溶于水。1.试写出实验室制取氨气的化学反应方程式

2.实验室制备并收集氨气气体应选用装置_____与____相连3.为什么不能用排水取气法收集氨气?AD2、硫化氢是没有颜色，有臭鸡蛋气味的有剧毒气体。它的密度比空气略大，能溶于水，1体积水能溶解2.6体积的硫化氢，溶于水形成氢硫酸。硫化氢是一种可燃性气体，

2H2S+3O2===2H2O+2SO2

实验室里常用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸反应来制取。（1）实验室制取硫化氢的发生装置可用

；（填“用氯酸钾制取氧气的发生装置”或“制取二氧化碳的发生装置”）（2）应用

法收集硫化氢；（3）为了防止多余的气体逸出污染环境，可将其通入

中。点燃3、甲烷的实验室制法是：用无水醋酸钠和碱石灰两种固态药品，经研磨均匀混合后装入反应装置中，加热产生甲烷气体。甲烷是一种无色、无味，比空气轻，极难溶于水的气体。（1）本实验中反应物的状态为

，反应条件为

。（2）此实验的气体发生装置与

气体的发生装置相同。（3）甲烷气体是否难溶于水，密度是否比空气大。利用此性质应用

法或

法来收集甲烷。4、老师拿了两瓶无标签的试剂，分别使固体和液体，取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体，我们对气体开展了一系列探究；（1）①此气体是什么物质？验证它的实验方案：产生此气体的化学方程式可能是

。②我想制取该气体，采用下图中的发生装置

（填序号），收集装置