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课题2:二氧化碳制取的研究(徐堃)

发布时间:2013-12-02 12:24:10  

课前提问:
1、实验室是如何制制取氧气的?写出 反应的化学方程式?
2、实验室制取气体如何选择发生装置 和收集装置?

课题2

二氧化碳制取的研究

东铺二中 徐堃

1.知道实验室制取二氧化碳所用的药品、发生装置的选

择、操作步骤、检验和收集方法。
2.初步解释选择所用仪器、装置及收集方法的原因。

鸡蛋潜水艇
向一个玻璃杯内倒入半杯食醋,再将一枚鸡蛋放入
醋中,鸡蛋就在醋中浮上浮下,好像一艘潜水艇一样在 海洋中潜入浮出。你能说明其中的道理吗?

二氧化碳发生器
冬季人们为提高大棚

蔬菜的产量,在大棚内放
置二氧化碳发生装置,你 知道二氧化碳发生装置内 的药品的主要成分是什么 吗?反应的原理是什么吗?

探究实验室制取二氧化碳的方法

探究目的:
1.探究制取二氧化碳的理想药品。 2.探究制取二氧化碳的装置。 3.探究二氧化碳的收集装置。

生活小常识
长期使用的热水瓶内壁,会附着较多的水垢(主要
成分为碳酸钙),既不卫生还会对人体造成一定影响。 可加入适量的食醋(含有醋酸)除去,同时还会产生二 氧化碳气体。

联系所学知识和日常生活,列举你所知道的能生成二 氧化碳的反应,与同学们交流:

碳在氧气中燃烧生成二氧化碳
蜡烛燃烧可生成二氧化碳 木炭还原氧化铜,生成铜和二氧化碳 生物体的呼吸作用可产生二氧化碳 石灰石高温分解 石灰石与稀盐酸在常温下反应 ………… 这些方法中哪些

适用于实验室制
取CO2?

碳在氧气中燃烧生成二氧化碳 生物体的呼吸作用可产生二氧化碳 蜡烛燃烧可生成二氧化碳 木炭还原氧化铜,生成铜和二氧化碳 石灰石高温分解 石灰石与稀盐酸在常温下反应 …………

所 得 气 体 不 纯

取 材 不 便

条 件 限 制

探究实验1、实验室制取二氧化碳的药品选择
可供选择的原料:石灰石(主要成分CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、 稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4) 可供选择的仪器:小试管、药匙。 探究方法:

方案 1

现象

2 3 4 结论:

实验设计:
编号 1
2 3

实验内容
Na2CO3粉末和稀 盐酸 CaCO3粉末和稀盐 酸 石灰石和稀盐酸 Na2CO3粉末和稀 硫酸 CaCO3粉末和稀硫 酸 石灰石和稀硫酸

实验现象
有大量气泡产生,反 应剧烈 有大量气泡产生,反 应剧烈 产生气泡速率比较适 中 有大量气泡产生, 反应剧烈 有大量气泡产生,反 应剧烈 开始反应有气泡,一会 儿就无气泡产生

实验分析
反应速率太快,不 易收集 反应速率太快,不 易收集 适合实验室制取二氧 化碳气体 反应速率太快,不易 收集 反应速率太快,不 易收集 反应一会儿就停止

4
5 6

实验总结:
实验室制取二氧化碳的反

应原理:
1.药品:石灰石或大理石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸
2.反应原理:CaCO3+2HCl====CaCl2+H2CO3 H2CO3====H2O+CO2↑ 总反应为:CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑

探究实验2、制取二氧化碳的装置
问题思考:

实验室制取氧气的装置如何?
该装置的选择依据是什么? 怎样收集氧气?依据是什么?

反应原理 反应物状态 及反应条件

2H2O2

氧 气 MnO2 2H2O+O2↑

确定依据

①MnO2为固态; 过氧化氢溶液为液态; ②无需加热
请选择:

发生装置

A
收集装置
验满方法 或 把带火星的木条放在瓶口

B

①MnO2为固态; 过氧化氢溶液为 液态; ②无需加热

密度大于空气,不 易溶于水
氧气的助燃性

反应原理 反应物状态 及反应条件

2H2O2

氧 气 MnO2 2H2O+O2↑

确定依据

①MnO2为固态; 过氧化氢溶液为液态; ②无需加热
请选择:

发生装置

A
收集装置
验满方法 或 把带火星的木条放在瓶口

B

①MnO2为固态; 过氧化氢溶液为 液态; ②无需加热

密度大于空气,不 易溶于水
氧气的助燃性

氧气(O2)和二氧化碳(CO2)的比较
O2 固体和液体 CO2 固体和液体

反应物状态 反应条件 气体的密度 水溶性

不加热 大于空气
难溶于水

不加热 大于空气
能溶于水

根据以上提供的信息,你认为实验室

想一想

制取CO2时,应该选择怎样的发生装置和收集装置?

1.发生装置:
所需仪器:

长颈漏斗
双孔橡皮塞

锥形瓶
导气管

所需仪器:

2.收集装置:

集气瓶

玻璃片

想一想:只能用向上排气法 不能用排水法收集,为什么? 因CO2密度比空气大,且能溶解于水

3.二氧化碳的制取

想一想:
(1)长颈漏斗下端管口为什么要伸入液面以下? 防止气体从长颈漏斗排出。
(2)集气瓶内的导管为什么要伸入到接近集气瓶底部? 排尽集气瓶内的空气,以收集到更纯的二氧化碳。

(3)怎样检验所得气体是二氧化碳? 将气体通入到澄清石灰水中,若石灰水变浑浊,则气体 为CO2。 (4)怎样检验二氧化碳气体已满? 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则CO2已满。

问题思考:实验室制取二氧化碳的操作步骤如何?
查 装



验(满)



实验总结: 实验室制取二氧化碳的步骤 1.按要求连接好仪器。 2.检查装置的气密性。 向长颈漏斗中加水,使长颈漏斗的下端浸入液面以下, 用止水夹夹住导气管,继续向长颈漏斗加水,发现长颈 漏斗中的液面不下降,说明装置的气密性良好 3.加药品。 先加固体,后加液体

4.收集气体。 导气管插入到集气瓶的底部

5.验满。

将燃着的木条平放在集气瓶口

二、怎样设计实验室制取气体的装置
实 验 室 制 取 气 体 的 装 置
气 体 发 生 装 置 气 体 收 集 装


固体和固体反应

反应物的状态

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) 密度比空气的大——向上排空气法
排空气法 密度比空气的小——向下排空气法 排水法(不易溶于水、不与水发生反应)

问题与讨论
1、实验室常用哪两种方法制取氧气?写出化学方程 式,并对比反应物状态、反应条件。
2H2O2
MnO2

2H2O+O2

2KMnO4
分解双 氧水制 取氧气

K2MnO4+MnO2+O2
加热高 锰酸钾 制取氧 气

2、分析制取装置有什么不同,为什么?

由于反应物的状态和反应条件不同,所以所采用 的气体发生装置也不同

3、进一步探究实验室制取二氧化碳的装置
①、二氧化碳和氧气相关性质比较

反应物的 反应条件 气体密度比空 气大或小 是否与水反应 状态
二氧化碳固体的液体 反应

常温



能溶于水并能 与水反应

氧气

固体

加热

略大

不能

想一想:实验室制取二氧化碳的装置是否与制取氧 气的装置相同?为什么?

②、装置选择(组装装置)

试一试

根据上述比较,利用以下仪器,(还可 以利用代用品)试设计出制取二氧化碳的装 置,以小组为单位完成,在纸上画出。

作品展示:实验室里制取二氧化碳的装置

3、实验步骤(以下图装置为例)
注意事项: 1、固体药品应事先直接加入锥 形瓶中;

2、长颈漏斗的作用是加入液体 药品;
3、长颈漏斗的下端管口应伸入 反应液面以下; 4、锥形瓶中的导气管不应伸入 反应液面以下,应刚露出胶塞为 宜;

5、伸入集气瓶中的导气管口应 位于集气瓶底部,而不应位于集 气瓶口。

4、验证二氧化碳气体的方法
澄清石灰水 变浑浊

将生成的气体通 入澄清石灰水中, 若石灰水变浑浊, 证明生成的气体是 二氧化碳。

将一根燃着 的木条放在集气 瓶口,若木条熄 灭,则说明二氧 化碳已收集满。

通过这节课的学习:
1.你学到了哪些知识? 2.你学到了哪些方法?

小结:
1、实验室制取二氧化碳
药品:大理石或石灰石、稀盐酸
原理:CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2 ↑ 装置:

操作步骤: 连、查、装、集、验 检验: 将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊 验满:将燃着木条 放在集气瓶口,若木条熄灭,则集满。

2 、实验室制取气体装置的确定:
固体和固体 发生装置 反应物的状态 固体和液体

液体和液体 反应条件(是否需要加热、加催化剂等) 密度比空气的大—— 向上排空气法 气体的密度 收集装置 密度比空气的小—— 向下排空气法

不溶于水且不与水发生反应

排水法

3、实验室制取气体的思路:
(1)根据实验室条件选择反应原理;

(2)选择合适的实验装置;

(3)确定验证气体的方法。

达标测评:
1. 实验室只用向上排空气法收集CO2 的原因(D )
A. 常温下化学性质不活泼 B. CO2能溶于水 C. CO2密度比空气的大 D. CO2能溶于水且密度比空气的大

2. 检验CO2的正确方法是(
B. 使人感到气喘、头痛

D

)

A. 将燃着的木条伸入集气瓶中,火焰熄灭 C. 将带火星的木条伸入集气瓶中,木条不复燃 D. 将气体通入澄清的石灰水中

3.检验集气瓶中是否收集满CO2,正确的操作方法是( A. 倒入澄清的石灰水

B)

B. 用燃着的木条接近瓶口

C. 把燃着的木条伸入瓶里

D. 用带火星的木条接近瓶口
4.实验室制取CO2有以下步骤:①检查装置的气密性; ②按要求组配好仪器; ③向长颈漏斗中加入稀盐酸; ④收集气体; ⑤向锥形瓶中加入小块的大理石; ⑥验满。 正确的操作顺序为(

B

)

A. ①②③④⑤⑥
C. ②①③⑤④⑥

B. ②①⑤③④⑥
D. ②①③⑤⑥④

5.(2013·徐州中考)用右图装置可

以探究二氧化碳的制取和性质。下列
关于该实验的叙述正确的是(

B



A.浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝 B.粗铜丝能控制反应的发生和停止 C.产生的二氧化碳可用生石灰干燥

D.能验证二氧化碳的密度比空气大

6.下列是实验室制取CO2的装置图有哪些错误?为什么?

(1)长颈漏斗下端管口没有 伸入液面下;会导致CO2 从长颈漏斗逸出。(长颈 漏斗下端管口应伸入液面 以下) (2)出气导管管口不应伸入液面下;这样 CO2会把酸液压出,无法收集到CO2 。(出气 导管口应略露出胶塞) (3)不应用向下排空气法收集CO2; 这样CO2 会从瓶口逸出。(应改用直形导管并用向上排 空气法收集)

7、硫化氢(H2S)是一种密度比空气大且溶于水的 气体, 实验室常用块状固体硫化亚铁(FeS)与稀硫 酸在常温下反应制取硫化氢,实验室制取硫化氢 B D 的发生装置是 ,收集装置 。

A

B

C

D

E

8.(2013·娄底中考)实验室开放日,某化学兴趣小组的同学 在老师的指导下,设计了如下实验装置进行气体制取和性质的 探究,请回答有关问题:

A

B

C

D

E

(1)请写出图中标有字母的仪器名称:
a 铁架台 ,b_________; 酒精灯

(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时,应选用 的发生装置是 B (填写装置的字母代号,下同),请写
MnO2

2KClO3 ==== 2KCl+3O2↑ 出该反应的化学方程式:__________________________ △ 其中二氧化锰起 催化 作用。 (3)实验室制取二氧化碳气体时,应选择的发生装置和收 集装置是 A、C 。请写出用澄清石灰水检验二氧化碳时发 CO2+Ca(OH)2====CaCO3↓+H2O 生反应的化学方程式:_____________________________。

9、今天是化学实验室开放日,老师拿出两瓶无标签的试剂,
分别是固

体和液体,他取少量试剂在试管中混合,立即产 生一种无色气体。我们对此气体展开了一系列探究:
(1)①此气体是什么物质?验证它的实验方案如下:

猜想 此气体可能是
CO2

实验步骤
将气体通入澄清石灰水

现象及结论
石灰水变浑浊,则为CO2

E

产生此气体的化学方程式可能是 ②我想制取该气体,采用的发生装置可选取右图中的 集装置是 。 E

B

。 (填序号),收
O2

(2)我猜想此无色气体还可能是另外一种气体 2H2O +O2 生它的化学方程式是 2 H2O2

,可以产 。

求学的三个条件是:多观察、多吃苦、多 研究。 ——加菲劳


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