2024秋新人教版化学9年级上册教学课件 第6单元 碳和碳的氧化物 课题3 2氧化碳的实验室制取

课题3二氧化碳的实验室制取课前自学准备学习目标1.通过分析氧气的实验室制法，讨论实验室制取气体的一般设计思路。2.根据实验室内制取气体的一般设计思路进行二氧化碳制取的探究实验。3.通过探究实验初步掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作。4.了解二氧化碳的部分物理性质，学会收集、检验和验满二氧化碳的方法。课前自学准备预习检测1.实验室制取CO2常选用

和稀盐酸，其反应原理是

。2.发生装置的确定取决于

和

；CO2气体只能用

收集，是因为

。3.CO2的检验与验满：检验CO2气体通常用

，验满的方法是

。石灰石或大理石CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑反应物的状态反应条件向上排空气法碳能溶于水且密度比空气大二氧化澄清的石将燃着的木条放在集气瓶口灰水我们知道，碳燃烧可以得到二氧化碳，但是这种方法难以收集到纯净的二氧化碳。那么实验室里如何制取二氧化碳呢？课堂教学展示新课导入根据前面学过的实验室制取氧气的方法，你能设计出实验室制取二氧化碳的思路吗？选择适当的反应，包括反应物和反应条件；选择合适的实验装置；检验制得的气体等。讨论实验室常用稀盐酸与块状大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)在常温下反应来制取二氧化碳。反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑课堂教学展示课堂探究知识点1实验室制取二氧化碳的化学反应原理反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑这个反应实际上包含了连续发生的两个反应。首先，碳酸钙与盐酸发生反应：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2CO3然后，碳酸不稳定，分解产生二氧化碳：H2CO3＝H2O+CO2↑碳酸钠、稀硫酸也是实验室中常见的试剂，可以用碳酸钠和稀盐酸或者是碳酸钙和稀硫酸反应来制取二氧化碳吗？实验室还有粉末状的碳酸钙试剂，用它来制取二氧化碳，效果会怎么样呢？

反应药品的选择CaCO3粉末和稀盐酸生成CO2反应速率太快，不易收集。大理石和稀盐酸生成CO2产生气泡速率比较适中，适合实验室制取二氧化碳。大理石和稀硫酸生成CO2反应速率太慢，不利于收集。注意：硫酸与石灰石反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，阻止反应继续进行。碳和氧气燃烧生成CO2不能，制得的气体可能不纯。碳和氧化铜在高温条件下生成CO2不能，条件较难满足。Na2CO3粉末和稀盐酸反应生成CO2反应速率太快，不易收集。依据：根据反应物状态、反应条件。

发生装置的选择气体发生装置反应物的状态固体和固体反应固体和液体反应液体和液体反应……反应条件：是否需要加热、加催化剂等。知识点2实验室里制取二氧化碳的装置CO2和O2的实验室制取比较气体制取原理反应物的状态反应条件CO2稀盐酸和石灰石（或大理石）反应O2高锰酸钾分解过氧化氢分解固体＋液体固体固体＋液体常温（不加热）常温（不加热）加热制取O2制取CO2原料和状态是否加热装置选用原料和状态是否加热装置选用KMnO4固体需加热固体加热H2O2溶和MnO2固体不需加热固液常温稀盐酸和大理石不需加热固液常温气体发生装置选用

收集装置的选择气体收集装置排空气法密度比空气大的——向上排空气法密度比空气小的——向下排空气法气体收集装置取决于气体的密度和溶解性。排水法：不易溶于水，不与水发生反应。CO2和O2的相关性质比较气体气体密度比空气大或小是否溶于水、是否与水反应CO2O2大略大否提示：空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29，则该气体的密度比空气大；反之，则密度比空气小。是制取O2制取CO2密度与空气比较是否溶于水装置选用密度与空气比较是否溶于水装置选用大于空气不易溶于水向上排气或排水法气体收集装置选用大于空气易溶于水向上排气

反应仪器的选择根据上述比较，在下图所列仪器中，选择适当的仪器(也可另选或自制仪器，或利用替代品)，组装成制取二氧化碳的发生装置和收集装置。与同学讨论、交流，分析各自设计的装置的优缺点。活动12起液封作用，防止生成的气体从长颈漏斗跑掉。普通漏斗颈较短，难达到液封要求，因此，不宜用普通漏斗代替长颈漏斗。长颈漏斗为什么要插入液面下？可以用普通漏斗代替长颈漏斗吗？思考发生装置为什么插入集气瓶的导气管要接近瓶底？思考如果不接近瓶底，瓶内空气不易排出，收集到的CO2气体不纯。收集装置课堂教学展示典例剖析例在实验室中制取二氧化碳。下列有关该实验的说法中，正确的是（）A.用排水法收集一瓶二氧化碳气体B.先往试管中放入石灰石，再滴入稀硫酸C.将燃烧的木条伸入集气瓶中，检验二氧化碳是否集满D.将集满二氧化碳气体的集气瓶盖上玻璃片，正放在桌上解析：稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水会覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行。D√×××解析：二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集。解析：检验CO2是否集满，应把燃烧的木条放在集气瓶口。实验室制备并收集二氧化碳通常有以下操作步骤：①连接装置，并检验装置的气密性；②装入石灰石(或大理石)，塞紧橡胶塞；③固定好反应装置；④向长颈漏斗中加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口加入稀盐酸；⑤收集气体；⑥检验气体是否收集满。实验步骤连接装置，检验气密性加入反应物收集气体检验验满

检查装置的气密性先用弹簧夹夹紧胶皮管，然后用手掌紧贴容器外壁，如果导气管口有气泡冒出，或者松开手，导气管口浸水的一端形成一段高于水面的水柱，可证明装置气密性良好。拓展将待检气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳，否则不是。检验将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满，否则未集满。验满【点击图片播放视频】【点击图片播放视频】取用大理石时，先将锥形瓶横放，把大理石放入瓶口使其缓缓滑到瓶底。导管不能伸入瓶内太长，以刚露出胶塞为宜。收集二氧化碳时导管口应接近集气瓶底部，以利于排净空气。123注意事项课堂教学展示典例剖析例实验室常用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳。（1）该反应的化学方程式为

。

（2）图I表示加入药品前的一个操作，其目标是

。检查装置的气密性CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑（3）某小组经研究，用图Ⅱ所示方法成功制得了大量CO2。①推测：在硫酸溶液中加入氯化铵并对溶液加热，目标都是

。

②相比用稀盐酸和石灰石制CO2，图II所示方法的优点是

。增大硫酸钙的溶解性制得的CO2较纯，不含氯化氢气体稀盐酸具有挥发性，易导致产生的CO2不纯。改用稀硫酸后，反应中产生的CaSO4微溶于水，会影响反应继续进行，因此本实验中又加入了氯化铵和加热操作，可加大CaSO4的溶解度。知识点3实验室制取气体的一般思路和方法1.确定制取气体的化学反应原理综合考虑：反应的速率大小产生气体是否易于收集生成气体是否纯净实验步骤是否容易实验操作是否安全实验过程是否会产生污染试剂的价格......2.设计制取气体的实验装置实验室常见气体的发生装置：装置类型发生装置固体加热型固液常温型导管不能伸入试管过长，否则不利于气体排出试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，使试管炸裂铁夹夹在距试管口

——处1143长颈漏斗末端伸入液面以下起液封作用实验室常见气体的收集装置：收集装置示例特点向上排空气法向下排空气法排水法O2、CO2H2O2、H2排空气法收集到的气体：干燥排水法收集到的气体：纯净导管末端插到集气瓶底部导管放在集气瓶口即可若要收集的气体既能溶于水，又能和空气中的成分反应，可考虑用排液法(要求气体不与该液体反应，也不溶于该液体)收集。3.验证得到的气体根据气体的性质：可燃性助燃性与某些试剂反应有沉淀生成......课堂教学展示课堂总结二氧化碳制取的研究药品：石灰石（大理石）和稀盐酸反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。发生装置：固液不加热型收集装置：向上排空气法装置的确定验满：将燃着的木条放在瓶口，熄灭则已满。1.从课后习题中选取；2.完成练习册本课时的习题。课后反馈总结课后作业课后反馈总结课本习题练习与应用1.实验室里制取二氧化碳的反应原理是

(用化学方程式表示)；收集二氧化碳的方法是

，因为

；检验二氧化碳的方法是

；用集气瓶收集二氧化碳时，证明是否集满的方法是

。向上排空气法二氧化碳的密度比空将气体通入澄清条熄灭，则证明集满，否则没有集满气密度大的石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成的气体是二氧化碳用燃着的小木条放在集气瓶口处，若木CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑2.右图所示实验室制取二氧化碳的装置有哪些错误？为什么？答：(1)长颈漏斗下端管口没有伸入液面下，会导致二氧化碳从长颈漏斗逸出。(2)出气导管口不应伸入液面下，这样无法收集到气体。(3)集气瓶口不能向下，因为二氧化碳的密度比空气的密度大，这样无法收集到二氧化碳。3.写出下列物质间转化的化学方程式。其中，哪些属于化合反应？哪些属于分解反应？答：①（化合反应）；②；③（分解反应）；④（化合反应）4.列举你所知道的能生成二氧化碳的反应，能用化学方程式表示的，写出化学方程式。然后与同学讨论这些反应能否用于在实验室里制取二氧化碳，并说明理由。生成二氧化碳的反应能否用于实验室里制取二氧化碳和理由123

4……不能用于实验室制取CO2，产生的气体易混入空气或氧气，纯度不高。不能用于实验室制取CO2，该反应操作不简便，条件要求高。不能用于实验室制取CO2，该反应操作不简便，条件要求高。能用于实验室制取CO2，该反应的药品易得，操作简便，无须加热，没有危险，生成的气体便于收集。5.实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸，以及下列仪器：（1）利用上述仪器和药品可以制取二氧化碳，你选择的仪器是

(填序号)，药品

，反应的化学方程式为

。①②⑦⑧大理石和稀盐酸5