19 二氧化碳的制備滬教版（上海）九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)暑假班教學(xué)案（機(jī)構(gòu)）

1、初三化學(xué)暑假班（教師版）教師日期學(xué)生課程編號(hào)課型同步課題二氧化碳的制備教學(xué)目標(biāo)1理解實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理實(shí)驗(yàn)裝置和操作方法。2理解啟普發(fā)生器的制氣原理和適用范圍。3使學(xué)生掌握在實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的藥品原理裝置檢驗(yàn)及驗(yàn)滿教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品原理裝置操作及檢驗(yàn)和驗(yàn)滿的方法。難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置設(shè)計(jì)與探究。教學(xué)安排版塊時(shí)長1知識(shí)梳理2典例解析3隨堂檢測(cè)4師生總結(jié)知識(shí)溫習(xí)二氧化碳的制備1、提問：是否記得氧氣是如何制取的？引導(dǎo)學(xué)生從反應(yīng)原理、藥品選用、實(shí)驗(yàn)裝置、收集方法角度回答圖（1）圖（2）答：1）反應(yīng)原理：固+固 加熱 實(shí)驗(yàn)裝置：見右圖（1）2） 反應(yīng)原理：固液

2、 常溫 實(shí)驗(yàn)裝置：見右圖（2）收集方法：向上排空氣法或排水集氣法驗(yàn)滿方法：用然著的木條放在集氣瓶口，看火焰是否燃的更旺2、提問：如若要制取CO2，可用什么樣的方法？答：a、吹氣 b、木炭燃燒 c、一氧化碳燃燒 d、一氧化碳還原氧化銅 e、高溫煅燒石灰石強(qiáng)調(diào)要制還需收集較純的二氧化碳，引導(dǎo)學(xué)生分析上述方法的弊端答：確定實(shí)驗(yàn)室制取氣體反應(yīng)原理需考慮的因素：（1）制得的氣體應(yīng)較純；（2）反應(yīng)條件應(yīng)容易滿足；（3）反應(yīng)速率要適中。每識(shí)每課“CO2超臨界萃取技術(shù)” 現(xiàn)國內(nèi)外正在致力于發(fā)展一種新型二氧化碳利用技術(shù)CO2超臨界萃取技術(shù)。運(yùn)用該技術(shù)可生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，可提取過去用化學(xué)方法無法提取的物質(zhì)，且廉

3、價(jià)、無毒、安全、高效。它適用于化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)，如食品中，可以用來去除咖啡、茶葉中的咖啡因，可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及醫(yī)藥用的鴉片、阿托品、人參素、蝦青素（英文稱astaxanthin，簡稱ASTA）及銀杏葉、紫杉中的有價(jià)值成分。知識(shí)梳理一二氧化碳的制備工業(yè)制法反應(yīng)原理煅燒石灰石（固體 加熱）：_實(shí) 驗(yàn) 室 制 法實(shí)驗(yàn)室制取氣體的條件制得的氣體純度要高；反應(yīng)的速度要適中；操作簡單安全。反應(yīng)原理大理石跟稀鹽酸：_收集方法向上排氣法檢驗(yàn)收滿將燃著的木條放到瓶口，看是否熄滅反應(yīng)物的選擇1酸及酸的濃度的選擇選用稀鹽酸。因濃鹽酸有_，揮發(fā)出來的氯化氫氣體會(huì)隨著二氧化碳一起出來，使CO

4、2不純。不可選用硫酸，因硫酸跟碳酸鈣反應(yīng)，會(huì)生成_覆蓋在大理石表面，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，一開始有氣泡，后來就停止反應(yīng)。2 碳酸鹽固體的選擇 選用廢棄的大理石（或石灰石）來源廣，價(jià)格便宜；且塊狀與酸液接觸面不大，反應(yīng)速度適中。不可選用粉末狀的CaCO3或Na2CO3，更不可選Na2 CO3溶液。因跟酸液接觸面太大，反應(yīng)速度太快來不及收集，且Na2CO3來源少，價(jià)貴。 發(fā) 生 裝置 選 擇由于反應(yīng)物是塊狀固體和液體，不需加熱，在常溫下就可進(jìn)行。上述各種裝置都可用來制得CO2A是最簡單的裝置。B便于添加液體，長頸漏斗下端管口應(yīng)伸入液體內(nèi)，防止氣體逸出。C改用分液漏斗可調(diào)節(jié)液體流量，控制反應(yīng)速度。D是

5、啟普發(fā)生器，優(yōu)點(diǎn)是可隨時(shí)使用，隨時(shí)使反應(yīng)停止，節(jié)約藥品，便于操作。E是具有啟普發(fā)生器原理和優(yōu)點(diǎn)的建議裝置。步驟連接儀器 檢查裝置的氣密性（檢查原理） 裝入固體藥品裝入液體藥品收集氣體（用_收集，不能用_） 檢驗(yàn)集氣瓶中是否收集滿氣體（燃著的木條靠近_，火焰有無熄滅）檢驗(yàn)裝置氣密性【答案】12 3揮發(fā)性4微溶性的硫酸鈣5向上排空氣法6排水集氣法 7集氣瓶口二比較氧氣、二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法氧氣（O2）二氧化碳(CO2)藥品氯酸鉀或雙氧水石灰石和稀鹽酸反應(yīng)原理2H2O22H2O +O22KClO32KCl+3O2CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2反應(yīng)裝置使用范圍固固反應(yīng)，需加熱制取氣體固固

6、反應(yīng)，需加熱制取氣體收集方法排水法（O2不易溶于水）向上排空法（O2比空氣重）不用排水法（CO2能溶于水）向上排空法（CO2比空氣重）檢驗(yàn)方法帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，木條著火，證明為氧氣。將生成的氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，證明該氣體為二氧化碳。驗(yàn)滿方法將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條著火，證明為氧氣已集滿。將燃著的火柴（或木條）放在集氣瓶口，火柴（或木條）熄滅，證明為二氧化碳已集滿。注意事項(xiàng)1. 集氣瓶裝滿水，不能有氣泡2. 等產(chǎn)生的氣泡均勻后才能收集3反應(yīng)結(jié)束后先將導(dǎo)管移出水面，然后再熄滅酒精燈若使用長頸漏斗時(shí)，要將長頸漏斗的下端沒入液面以下【知識(shí)點(diǎn)延伸】1怎樣檢查裝置的氣密性？

7、（1）液差法圖一將導(dǎo)管的一端伸入裝有水的燒杯中，如果導(dǎo)管內(nèi)的液面低于燒杯中的液面，則說明裝置的氣密性良好。圖二將導(dǎo)管的末端封住，從長頸漏斗口加水，當(dāng)水浸沒漏斗的導(dǎo)管口處時(shí)，水在漏斗中形成水柱。（2）熱捂法圖一把導(dǎo)管的一端浸入水里，用手掌緊捂著試管的外壁（如儀器較大，溫度較高，可用酒精燈微熱）。如果裝置不漏氣，一開始會(huì)看到燒杯中導(dǎo)管口有氣泡冒出，當(dāng)手掌移開時(shí)，又看到燒杯的導(dǎo)管中有一段水柱。A怎樣往錐形瓶中放入大理石？答：橫拿反應(yīng)容器，用鑷子把塊狀固體放入容器口，再使容器慢慢的豎起來，讓塊狀固體緩緩的地沿著容器壁滑到容器底部。B反應(yīng)物的狀態(tài)不同對(duì)化學(xué)反應(yīng)有影響？如何做比較試驗(yàn)？答：操作：在兩只試管

8、內(nèi)分別加入同質(zhì)量的粉末狀碳酸鈣和塊狀碳酸鈣，同時(shí)倒入約2ml同種稀鹽酸現(xiàn)象：粉末狀碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)非常劇烈，瞬間就完成，塊狀碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)，速度適中，氣泡均勻。結(jié)論：固體物質(zhì)的顆粒越?。ū砻娣e越大），反應(yīng)速率越快。實(shí)驗(yàn)室制備氣體，為了便于收集相關(guān)氣體，要選擇反應(yīng)速率適中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。三氣體的收集方法 氣體的收集方法，主要決定于氣體的某些物理性質(zhì)，如密度溶解性等。另外，還與該氣體能否與水或空氣中某些成分反應(yīng)有關(guān)。收集方法裝置圖收集原理特點(diǎn)與注意實(shí)例排水法被收集的氣體應(yīng)難溶于水，且不與水反應(yīng)使用該法收集到的氣體較純凈；導(dǎo)管的位置應(yīng)在瓶頸部H2CON2O2CH4等排空氣法向上排空氣法被收集氣體的

9、密度應(yīng)比空氣大，且不與空氣中的任意成分反應(yīng)使用該法收集到的氣體可能混有空氣；導(dǎo)管的位置均應(yīng)插入接近集氣瓶底部，以盡可能地排盡空氣O2CO2等向下排空氣法被收集氣體的密度應(yīng)比空氣小，且不與空氣中的任意成分反應(yīng)H2CH4等備注氣體收集滿后，密度比空氣大的氣體應(yīng)蓋好毛玻璃片后瓶口向上正立于桌面上密度比空氣小的氣體則蓋好毛玻璃片后倒立于桌面。四啟普發(fā)生器1原理荷蘭科學(xué)家啟普(Kipp)設(shè)計(jì)的氣體發(fā)生器，使用時(shí)打開導(dǎo)氣管上的活塞，不斷產(chǎn)生氣體。不用時(shí)關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞，在氣體的壓力下，酸液下降，大理石和鹽酸脫離接觸，反應(yīng)停止。這種裝置被稱為啟普發(fā)生器。2簡易裝置根據(jù)啟普發(fā)生器的原理，還可以制成簡易啟普發(fā)

10、生器。例如圖，用多孔塑料片把大理石和液體隔開，當(dāng)彈簧夾打開時(shí)，大理石和鹽酸接觸，發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)彈簧夾關(guān)閉后，鹽酸被反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應(yīng)。用該裝置制備CO2可起到節(jié)約藥品和取用方便的效果。3使用范圍塊狀固體與液體反應(yīng)，反應(yīng)不需要加熱，生成的氣體難溶于水。4檢驗(yàn)氣密性(1)關(guān)閉啟普發(fā)生器的導(dǎo)管活塞，向啟普發(fā)生器中注入少量水，靜置片刻。(2)觀察漏斗中液面的變化情況，如果漏斗中的液面不下降則說明該啟普發(fā)發(fā)器的氣密性良好，否則說明氣密性不好。5幾種隨開隨用、隨關(guān)隨停的制氣裝置   啟普發(fā)生器是一種“隨開隨用，隨關(guān)隨停”操作簡便的實(shí)驗(yàn)室常用氣體發(fā)生裝

11、置該裝置利用塊狀塊狀（選填“塊狀”或“粉末狀”）固體與液體發(fā)生反應(yīng)，且不需加熱，制備H2CO2等氣體使用啟普發(fā)生器先檢查其氣密性，再在D處纏繞一些銅絲網(wǎng)（或玻璃絲）銅絲網(wǎng)（或玻璃絲）（填“鐵絲網(wǎng)”或“銅絲網(wǎng)”或“玻璃絲”等），以防止固體從狹縫處滑落至容器底部；反應(yīng)液從A（填序號(hào)，下同）處加入，固體從C處加入反應(yīng)后的混合物從B處倒出打開止水夾，U形管內(nèi)氣體逸出，壓強(qiáng)減小，酸液左降右升與固體反應(yīng)；關(guān)閉止水夾，U形管內(nèi)壓強(qiáng)增大，將酸液壓回，反應(yīng)停止。6常見變形裝置把握啟普發(fā)生器能“隨開隨用，隨關(guān)隨?！钡脑颍宏P(guān)閉活塞，壓強(qiáng)增大，固液分離，反應(yīng)停止；即要實(shí)現(xiàn)固液分離則需要固體懸置、能形成氣壓差。（注意

12、上圖某些裝置是具有啟普發(fā)生器的功能但不具有啟普發(fā)生器的原理）課堂小憩趣味實(shí)驗(yàn)一：雞蛋入瓶 將雞蛋浸在10%的醋酸中，待雞蛋殼變軟后，將蛋取出，找一個(gè)瓶口略比雞蛋小的廣口瓶，往廣口瓶中投入一燃著的酒精棉球，火焰熄滅后，迅速將雞蛋的小頭對(duì)準(zhǔn)瓶口，雞蛋很快被吸入瓶中。這是因?yàn)槠恐袎簭?qiáng)低于外界大氣壓的緣故。過一段時(shí)間蛋殼會(huì)稍變硬，似雞蛋原樣。這是為什么呢？你能說出其中的原因嗎？ 趣味實(shí)驗(yàn)二：蛋殼刻畫 取一只紅殼雞蛋（紅殼雞蛋的蛋殼稍硬），洗凈，用布輕輕擦干。取10 g20 g的蠟，加熱使之熔化，用毛筆蘸取蠟液，在蛋殼上繪圖或?qū)懽?，待白蠟冷凝后，把雞蛋慢慢浸入10%的醋酸中，用筷子撥動(dòng)雞蛋，使它均勻地跟

13、溶液接觸約2030分鐘。當(dāng)?shù)皻け砻娈a(chǎn)生較多的氣泡，蛋殼上有明顯的腐蝕現(xiàn)象即可。取出雞蛋，用清水漂洗，晾干。用鐵釘在雞蛋的兩端各打一孔，用嘴吹出蛋清和蛋黃。待蛋清和蛋白全部滴出后，用小刀輕輕刮去涂在殼上的白蠟，最后將蛋殼放在熱水中浸一下，就能看到明顯的圖案花紋或字跡，被腐蝕的蛋殼表面很容易上色。 例題解析知識(shí)點(diǎn)1二氧化碳的制法【例1】實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳用不到的儀器是（）A長頸漏斗B廣口瓶C酒精燈D集氣瓶【難度】【答案】C變式1：實(shí)驗(yàn)室制取最純凈的二氧化碳?xì)怏w，最適宜的反應(yīng)物是（）A碳酸鈣和硫酸B石灰石和稀鹽酸C石灰石和濃鹽酸D碳酸鈣粉末和稀鹽酸【難度】【答案】B【方法提煉】二氧化碳制備的原理知識(shí)

14、點(diǎn)2：比較氧氣、二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法【例1】在實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體時(shí)，作反應(yīng)容器的試管口及用排空氣法收集氣體的集氣瓶口都向上的是（）A用石灰石和稀鹽酸制二氧化碳B用加熱高錳酸鉀制氧氣C用加熱氯酸鉀和二氧化錳制氧氣D用鋅粒和稀硫酸制氫氣【難度】【答案】：A變式1：實(shí)驗(yàn)室制取CO2和O2的共同點(diǎn)是（）A氣體發(fā)生裝置相同B都可以用向上排空氣法收集C反應(yīng)時(shí)都需要加熱D都可以用排水法收集【難度】【答案】A或B變式2：實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣和用大理石與鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳相比，下列說法正確的是（）A都需要加熱B前者反應(yīng)物是固體，后者反應(yīng)物是固體和液體C都是分解反應(yīng)D前者可用向下排空氣法收集，后者可用向上排空氣

15、法收集【難度】【答案】B變式3：氣體的實(shí)驗(yàn)室制取是初中化學(xué)非常重要的一組實(shí)驗(yàn)，結(jié)合下列實(shí)驗(yàn)裝置圖回答有關(guān)問題：寫出儀器的名稱。a_b_?？捎脕碇迫O2的發(fā)生裝置是 （填字母，下同）。收集裝置是_。實(shí)驗(yàn)室用H2O2溶液和MnO2制氧氣的化學(xué)方程式是_，二氧化錳的作用是_。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳一般有5個(gè)步驟：檢驗(yàn)裝氣密性；按要求裝配好儀器；向長頸漏斗注入稀鹽酸：收集氣體： 向錐形瓶小放入幾小塊大理石。其中正確的順序是_。（填選項(xiàng)字母） A B C D實(shí)驗(yàn)室常用亞硫酸鈉(Na2SO3)固體與濃硫酸反應(yīng)來制取SO2。已知：SO2是一種沒有顏色且有刺激性氣味的有毒氣體，易溶于水，密度比空氣大，常溫下在空

16、氣中不發(fā)生反應(yīng)。1)制取SO2的收集裝置為_（填字母）。2)為了避免SO2對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)SO2的收集裝置作了改進(jìn)（見右圖），請(qǐng)你把集氣瓶內(nèi)的導(dǎo)管補(bǔ)充完整（圖中“”表示氣體流向）?！倦y度】【答案】鐵架臺(tái)，酒精燈 B，D 2H2O2 2H2O + O2 ，催化作用BB如右圖：變式4：現(xiàn)有下列實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)回答下列問題：ab CABCDE（1）儀器名稱是_；（2）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳混合制O2時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，反應(yīng)前后，二氧化錳在固體混合物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_（“不變”或“變大”或“變小”），若將生成的氣體用向上排空氣法收集，驗(yàn)滿方法是_；（3）實(shí)驗(yàn)室用雙氧水溶液與二氧化錳混合制O2時(shí)，為了控

17、制產(chǎn)生氧氣的反應(yīng)速率，應(yīng)選的發(fā)生裝置是_（填字母），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，基本反應(yīng)類型是_反應(yīng)；（4）若用D裝置進(jìn)行碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，a處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_；要檢驗(yàn)反應(yīng)后的氣體中含有CO2，b處試劑的名稱為_； （5）實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸制CO2時(shí)選用了裝置E，實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，關(guān)閉C處的活塞，觀察到的現(xiàn)象是_；若用右圖裝置進(jìn)行“排空氣法”收集制取的CO2，請(qǐng)把圖中的“導(dǎo)氣管”補(bǔ)畫完整?！倦y度】【答案】：（1）酒精燈 （2）2KClO3 2KCl + 3O2不變用帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃說明氧氣已收集滿。（3）2H2O22H2O+ O2分解（4）固體粉末由黑

18、色變?yōu)榧t色，C+2CuO2Cu+CO2，澄清石灰水（或石灰水）（5）在氣體的壓力下，鹽酸被壓入球形漏斗內(nèi)，大理石和鹽酸脫離接觸，反應(yīng)停止；如右圖：導(dǎo)管“長進(jìn)短出”。若把導(dǎo)氣管畫成線條不得分【方法提煉】氧氣與二氧化碳制備的異同點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3氣體的收集方法【例1】用排空氣法收集氣體，該氣體的密度（） A一定比空氣大B一定比空氣小 C可能比空氣的大也可能比空氣的小D應(yīng)與空氣的密度接近【難度】【答案】C【方法提煉】收集氣體的注意點(diǎn)，如溶解性，密度，是否反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)4：啟普發(fā)生器【例1】如下圖所示裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制取某些氣體，并能隨開隨用。下表中所選用的藥品及制取的氣體完全正確的一組是（）。選項(xiàng)選用的藥品制

19、取的氣體固體M液體NA大理石稀硫酸二氧化碳B鋅濃硫酸氫氣C大理石稀鹽酸二氧化碳D碳酸鈉稀硫酸二氧化碳【難度】【答案】C變式1：（1）實(shí)驗(yàn)室制取大量CO2氣體，是否能用稀硫酸和大理石為原料？_（填“是”或“否”）為什么？_（2）右圖是實(shí)驗(yàn)室制備CO2的裝置圖。該裝置的特點(diǎn)是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接觸，發(fā)生反應(yīng)；關(guān)閉彈簧夾后，鹽酸被反應(yīng)產(chǎn)生的CO2氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應(yīng)。用該裝置制備CO2可起到節(jié)約藥品和取用方便的效果。下圖裝置中哪些可以起到與右圖裝置相同的效果？_（填寫編號(hào)）【難度】【答案】（1）否；因?yàn)榇罄硎c稀硫酸反應(yīng)生成微溶的硫酸鈣覆蓋在大理石表面，阻止了硫酸與大理石的