課題2 二氧化碳制取的研究

課題2

二氧化碳制取的研究

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法和原理；2、會組裝實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置；3、掌握二氧化碳的收集、檢驗(yàn)方法。生成二氧化碳的反應(yīng)有很多，如1.碳在氧氣（空氣）中充分燃燒C+O2CO2點(diǎn)燃2.碳在高溫下還原金屬氧化物2CuO+C2Cu+CO2↑高溫Fe2O3+CFe+CO2高溫2343↑實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用反應(yīng)物的探究：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳藥品選取原則是：

①反應(yīng)條件是否容易達(dá)到；②產(chǎn)生氣體的量是多少；③收集的氣體是否純凈；④裝置、操作是否簡單；⑤原料是否易得、價廉。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用反應(yīng)物：

稀鹽酸塊狀大理石或石灰石（主要成分都是碳酸鈣）

HClCaCO3（液體）（固體）

CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O

這個反應(yīng)分兩步：

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3

（碳酸不穩(wěn)定，易分解）

H2CO3====CO2↑+H2O實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理氧氣的制取原理：【回憶思考】2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O22KClO3===2KCl+O22H2O2===2H2O+O2

△△MnO2MnO2加熱高錳酸鉀制取氧氣用MnO2在常溫下催化H2O2分解制取氧氣用排水法收集氧氣用向上排空氣法收集氧氣回憶實(shí)驗(yàn)室制取和收集氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置，請結(jié)合實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的知識以及課本113頁的材料，小結(jié)確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時應(yīng)考慮的因素。【思考】反應(yīng)物狀態(tài)反應(yīng)條件固體與固體固體與液體液體與液體是否需要加熱，是否需要催化劑發(fā)生裝置實(shí)驗(yàn)室制取氣體的發(fā)生裝置應(yīng)考慮以下因素密度與空氣差異不易溶于水，不與水反應(yīng)：密度大于空氣（向上排氣法）

密度小于空氣（向下排氣法）用排水法收集收集裝置實(shí)驗(yàn)室制取氣體的收集裝置應(yīng)考慮以下因素制取二氧化碳的藥品的狀態(tài)：

固體+液體反應(yīng)條件：常溫二氧化碳的性質(zhì)：（1）密度比空氣的大；（2）溶于水，能與水反應(yīng)。我來試試看下列儀器可供設(shè)計制取二氧化碳的裝置時選擇，你也可以另選或自制儀器，還可利用代用品1.錐形瓶2.平底燒瓶3.燒杯4.試管5.集氣瓶6.長頸漏斗7.雙孔導(dǎo)管8.導(dǎo)管9.彎導(dǎo)管10.水槽11.酒精燈【比一比：組裝的裝置】156715825674567258458學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法和原理；2、會組裝實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置；3、掌握二氧化碳的收集、檢驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用反應(yīng)物：

稀鹽酸塊狀大理石或石灰石（主要成分都是碳酸鈣）

HClCaCO3（液體）（固體）

CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O

這個反應(yīng)分兩步：

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3

（碳酸不穩(wěn)定，易分解）

H2CO3====CO2↑+H2O實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理注意事項(xiàng)：長頸漏斗要伸到液面以下，以防氣體從漏斗中逸出。

復(fù)雜裝置

優(yōu)點(diǎn)：方便隨時添加稀鹽酸連接裝置檢查裝置氣密性加入藥品制取并收集氣體

【討論】如果要利用所設(shè)計的裝置制取一瓶二氧化碳，需要哪些步驟？制取二氧化碳的步驟：

向長頸漏斗中加水，使得長頸漏斗的下端浸入液面以下，堵住導(dǎo)管繼續(xù)向長頸漏斗中加水，如發(fā)現(xiàn)長頸漏斗中液面不下降，說明裝置的氣密性良好。如何檢查裝置的氣密性？如何驗(yàn)證制取的氣體是二氧化碳？如何驗(yàn)證二氧化碳已經(jīng)收集滿？【思考】

將制得的氣體通入澄清的石灰水中，若石灰水變渾濁，說明制取的氣體是二氧化碳。

把燃著的木條伸到集氣瓶口，如果木條熄滅，就說明二氧化碳已經(jīng)收集滿。實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路是什么？【思考】1、藥品2、反應(yīng)原理3、裝置（發(fā)生裝置和收集裝置）4、檢驗(yàn)（驗(yàn)證和驗(yàn)滿）【課堂小結(jié)】1、實(shí)驗(yàn)室用石灰石（或大理石）與稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳。2、實(shí)驗(yàn)室用下述裝置來制取和檢驗(yàn)二氧化碳：3、實(shí)驗(yàn)室制取氣體要注意：（1）選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)；（2）選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；（3）需驗(yàn)證所制得的氣體澄清石灰水實(shí)驗(yàn)室制備并收集CO2，有以下操作步驟：①檢查裝置的氣密性②連接裝置③加入大理石④加入稀鹽酸⑤收集⑥驗(yàn)滿其中排列順序正確的是（）A.①②③④⑤⑥B.②①④③⑤⑥C.②①③④⑤⑥D(zhuǎn).②③④①⑤⑥C【練習(xí)】2、下列氣體只能用向上排空氣法收集的是（

）

A.H2B.O2C.CO2D.O2和CO2

3.檢驗(yàn)CO2氣體是否收集滿的方法是（

）

A.將燃著的木條伸入集氣瓶內(nèi)B.將帶火星的木條放在集氣瓶口

C.將少量澄清的石灰水倒入集氣瓶中、振蕩

D.將燃著的木條放在集氣瓶口4.實(shí)驗(yàn)室收集CO2的正確方法是（）

A.排水法

B.向下排空氣法

C.向上排空氣法D.排水法和向上排空氣法5．你能舉出幾種鑒別O2、CO2氣體的方法？[拓展知識]1、用濃鹽酸代替稀鹽酸與石灰石反應(yīng)有哪些缺點(diǎn)？答：濃鹽酸易揮發(fā)，使制得的二氧化碳?xì)怏w中含有較多的氯化氫氣體，導(dǎo)致不純。2、實(shí)驗(yàn)室為何不用碳酸鈣粉末跟稀鹽酸反應(yīng)制取CO2？答：碳酸鈣粉末跟稀鹽酸反應(yīng)生成CO2，但反應(yīng)速度太快，不利于收集，因此不用于實(shí)驗(yàn)室制取CO2氣體。3、可否用硫酸代替鹽酸與石灰石反應(yīng)制CO2，為什么？答：不能用，因?yàn)殚_始時生成微溶于水的硫酸鈣薄膜，附著在石灰石的表面，使它不能接觸到稀硫酸，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。學(xué)生附表一：根據(jù)《學(xué)生附表一》回答：1、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置由哪幾部分組成？2、確定氣體發(fā)生裝置時應(yīng)考慮哪些因素？3、收集氣體一般有哪些方法？4、確定收集裝置時應(yīng)考慮哪些因素？兩部分裝置：發(fā)生裝置和收集裝置反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件向上/向下排空氣法及排水法（1）氣體的密度與空氣比較；（2）氣體在水中的溶解性。[歸納知識]

1、發(fā)生裝置：（1）凡是給固體加熱或固體跟固體加熱，適用于用氯酸鉀或高錳酸鉀制取氧氣的裝置。（2）凡是固體與液體制取氣體，且不需要加熱，適用于制取二氧化碳的裝置；若要控制反應(yīng)速率，可加長頸漏斗或分液漏斗。（3）無論選用哪種裝置均應(yīng)注意：先檢查裝置氣密性再加藥品；制氣裝置中導(dǎo)管略露出膠塞即可；鐵夾夾在試管中上部。2、收集裝置：（1）凡常溫下不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體，可以根據(jù)氣體密度與空氣密度的比較（或利用空氣平均相對分子質(zhì)量與氣體相對分子質(zhì)量比較），采用向下或向上排空氣法收集。（2）凡氣體不易溶于水或難溶于水，可用排水法收集。（3）有毒性且不易溶于水的氣體，可采用洗氣瓶倒裝裝置（即短進(jìn)長出），從長管排出的水可用燒杯接裝，如將燒杯換成量筒還可以測出生成氣體的體積。洗氣瓶中的液體可根據(jù)氣體性質(zhì)選用。（4）選用排空氣法應(yīng)注意導(dǎo)管應(yīng)插入集氣瓶底部，排水法導(dǎo)管應(yīng)伸到集氣瓶頸部。3、放置方法：（1）比空氣大的氣體，蓋嚴(yán)后正放，比空氣小的氣體，蓋嚴(yán)后倒放?！揪毩?xí)】1、實(shí)驗(yàn)室常用加熱NH4Cl和Ca(OH)2固體混和物的方法制取氨氣(NH3)并生成CaCl2和一種相對分子質(zhì)量最小的氧化物，已知氨氣密度比空氣小,且易溶于水。1.試寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式

2.實(shí)驗(yàn)室制備并收集氨氣氣體應(yīng)選用裝置_____與____相連3.為什么不能用排水取氣法收集氨氣?AD2、硫化氫是沒有顏色，有臭雞蛋氣味的有劇毒氣體。它的密度比空氣略大，能溶于水，1體積水能溶解2.6體積的硫化氫，溶于水形成氫硫酸。硫化氫是一種可燃性氣體，

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

實(shí)驗(yàn)室里常用塊狀固體硫化亞鐵（FeS）與稀硫酸反應(yīng)來制取。（1）實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫的發(fā)生裝置可用

；（填“用氯酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置”或“制取二氧化碳的發(fā)生裝置”）（2）應(yīng)用

法收集硫化氫；（3）為了防止多余的氣體逸出污染環(huán)境，可將其通入

中。點(diǎn)燃3、甲烷的實(shí)驗(yàn)室制法是：用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固態(tài)藥品，經(jīng)研磨均勻混合后裝入反應(yīng)裝置中，加熱產(chǎn)生甲烷氣體。甲烷是一種無色、無味，比空氣輕，極難溶于水的氣體。（1）本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物的狀態(tài)為

，反應(yīng)條件為

。（2）此實(shí)驗(yàn)的氣體發(fā)生裝置與

氣體的發(fā)生裝置相同。（3）甲烷氣體是否難溶于水，密度是否比空氣大。利用此性質(zhì)應(yīng)用

法或

法來收集甲烷。4、老師拿了兩瓶無標(biāo)簽的試劑，分別使固體和液體，取少量試劑在試管中混合，立即產(chǎn)生一種無色氣體，我們對氣體開展了一系列探究；（1）①此氣體是什么物質(zhì)？驗(yàn)證它的實(shí)驗(yàn)方案：產(chǎn)生此氣體的化學(xué)方程式可能是

。②我想制取該氣體，采用下圖中的發(fā)生裝置

（填序號），收集裝置