【初中化學】二氧化碳的實驗室制取教學課件-2024-2025學年九年級化學人教版上冊

第六單元碳和碳的氧化物第六單元碳和碳的氧化物課題3二氧化碳的實驗室制取1.了解實驗室里制取二氧化碳的原理，學習比較、分析、歸納等科學方法。（化學觀念、科學思維）2.探究實驗室里制取二氧化碳的裝置，學會依據(jù)探究目標設計并實施實驗方案，體會合作與交流在科學探究中的重要作用。（科學探究與實踐）3.比較實驗室里制取氧氣和二氧化碳的方法，歸納實驗室里制取氣體的一般思路和方法。（科學思維）一、實驗室里制取二氧化碳的反應原理1.選擇試劑稀鹽酸與石灰石（或大理石）（1）利用石灰石（或大理石）和稀鹽酸反應來制取二氧化碳，因反應速率適中，原料廉價易得，便于氣體收集，所以在實驗室里普遍使用此原料制備二氧化碳。（2）不用濃鹽酸與塊狀石灰石反應。因為濃鹽酸揮發(fā)性強，會使制得的CO2

中混有HCl氣體，使CO2

不純。（3）不用稀硫酸與塊狀石灰石反應。因為稀硫酸與碳酸鈣反應生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在大理石的表面，阻止反應繼續(xù)進行。（4）不用稀鹽酸與碳酸鈉粉末（或純碳酸鈣）反應。因為碳酸鈉粉末（或純碳酸鈣）與稀鹽酸反應速率過快，產(chǎn)生的氣體不便于收集。2.反應原理確定原理時，需要綜合考慮反應的速率大小，產(chǎn)生的氣體是否易于收集、是否純凈，實驗操作是否簡單、安全，實驗過程是否會產(chǎn)生污染，以及試劑的價格等因素。實驗室制取二氧化碳的反應原理為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。（1）制取方法：高溫煅燒石灰石生成生石灰（CaO）和二氧化碳。（2）反應原理：CaCO3CaO+CO2↑。拓展工業(yè)上制取二氧化碳1.發(fā)生裝置（1）選擇依據(jù)：反應物的狀態(tài)和反應條件。二、實驗室里制取二氧化碳的裝置（2）選擇裝置：實驗室制取CO2

所用反應物是固體與液體，反應條件是常溫，屬于固液常溫型，發(fā)生裝置與用雙氧水和二氧化錳制取O2

的裝置相似，如表所示：使用分液漏斗，除了便于添加液體外，還能通過活塞控制滴液的快慢，便于控制反應速率。簡易裝置，可制取少量氣體。使用長頸漏斗，便于添加液體（長頸漏斗下端管口應伸入液面下，防止氣體逸出）。添加了多孔塑料片和彈簧夾，可控制反應發(fā)生和停止。分液漏斗可用注射器代替。導氣管應剛露出膠塞即可，便于氣體排出。（2）選擇裝置：CO2

能溶于水且能與水反應，不宜用排水法；CO2

密度大于空氣，只能用向上排空氣法，如圖所示。（1）選擇依據(jù)：氣體的密度和溶解性。2.收集裝置（1）當采用排空氣法時，如果氣體的密度比空氣的大，采用向上排氣法；如果氣體的密度比空氣的小，采用向下排氣法。（2）當氣體的密度與空氣的密度相近且難溶于水時，一般采用排水法。說明導管末端必須插到集氣瓶底，便于排凈集氣瓶內(nèi)的空氣，使收集到的CO2

氣體更純凈向長頸漏斗內(nèi)注入水至浸沒長頸漏斗下端管口，用彈簧夾夾緊乳膠管，繼續(xù)向長頸漏斗內(nèi)注入水，直至長頸漏斗內(nèi)液面高于漏斗外液面（形成一段水柱），一段時間后，如果長頸漏斗內(nèi)液面不下降，說明裝置的氣密性良好。3.制取二氧化碳的實驗操作步驟檢查裝置的氣密性。查將石灰石(或大理石)裝入錐形瓶內(nèi)，并塞緊橡膠塞。裝將裝置固定好。定從長頸漏斗加入稀鹽酸至浸沒漏斗下端。加收集氣體。收檢驗氣體是否收集滿。驗將直角導管連接長導管，并伸入液面以下，關(guān)閉分液漏斗活塞，用手緊握錐形瓶（或用熱毛巾敷錐形瓶），若導管口有氣泡產(chǎn)生，說明裝置的氣密性良好。4.二氧化碳氣體的檢驗與驗滿將被檢驗氣體通入澄清石灰水，若澄清石灰水變渾濁，證明該氣體是CO2，否則不是。（1）檢驗用燃著的木條靠近收集二氧化碳氣體的集氣瓶口，若木條熄滅，證明二氧化碳已集滿，否則未滿。（2）驗滿不能用燃著的木條檢驗CO2，因為N2、稀有氣體等其他氣體也能使燃著的木條熄滅。檢驗是利用某氣體的特性，使用某種方法證明該氣體是什么氣體；驗滿是已知該氣體是什么氣體，使用某種方法來檢驗該氣體是否已收集滿。說明檢驗和驗滿的區(qū)別制取的二氧化碳中混有少量的HCl氣體（鹽酸中能揮發(fā)出HCl氣體）和水蒸氣，實驗室常將制取的氣體先通過飽和NaHCO3溶液除去HCl氣體，再通過濃硫酸除去水蒸氣。說明5.二氧化碳和氧氣的制取實驗的比較氣體制取原理反應物的狀態(tài)反應條件氣體的密度與空氣的比較（大或?。┦欠袢苡谒?，是否與水反應收集方法二氧化碳稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應固體和液體常溫大能溶于水，與水反應向上排空氣法氧氣加熱高錳酸鉀固體加熱大不易溶于水，不與水反應向上排空氣法、排水法分解過氧化氫溶液固體和液體常溫，二氧化錳作催化劑1.制取氣體的一般思路（1）確定制取氣體的化學反應原理：在實驗室條件下，選擇什么試劑、通過什么反應來制取這種氣體。確定原理時，需要綜合考慮反應的速率大小，產(chǎn)生的氣體是否易于收集、是否純凈，實驗操作是否簡單、安全，實驗過程是否會產(chǎn)生污染，以及試劑的價格等因素。（2）設計制取氣體的實驗裝置：根據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件確定氣體發(fā)生裝置；根據(jù)氣體的性質(zhì)確定氣體收集裝置（如有必要，還應考慮除去雜質(zhì)的裝置和尾氣處理裝置等）。（3）驗證得到的氣體就是所要制取的氣體：根據(jù)氣體的性質(zhì)進行驗證。三、實驗室制取氣體的一般思路和方法2.制取氣體發(fā)生裝置的選擇方法發(fā)生裝置的選擇主要由反應物的狀態(tài)和反應條件決定。注意事項：試劑平鋪在試管底部，試管口略向下傾斜，以免冷凝水倒流引起試管炸裂；鐵夾夾在距試管口1/4～1/3處；導管不能伸入試管中太長，否則不利于氣體排出。（1）固體+固體氣體（固體加熱型）注意事項：長頸漏斗的末端必須插入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗口逸出；導管不能伸入試管中太長，否則不利于氣體排出。（2）液體+固體氣體（固液不加熱型）3.制取氣體收集裝置的選擇方法收集裝置的選擇需考慮生成氣體的物理性質(zhì)（溶解性、密度大?。?、化學性質(zhì)（能否與水反應、能否與空氣中的成分反應），還要考慮氣體是否有毒，是否會造成空氣污染。在收集有毒氣體時，還要防止氣體逸散到空氣中，如采用排水法或用氣球收集等。還要吸收處理掉多余的氣體，避免對空氣造成污染。3.制取氣體收集裝置的選擇方法（1）排水法：凡不易溶于水且不與水發(fā)生反應的氣體均可用排水法收集，如收集H2、O2

等氣體。（2）排空氣法：密度與空氣密度相差較大且不與空氣中任何一種成分反應的氣體均可用排空氣法收集。①向上排空氣法：所收集的氣體的密度大于空氣的平均密度，如CO2、O2

等。②向下排空氣法：所收集的氣體的密度小于空氣的平均密度，如H2等。二、實驗室里制取二氧化碳的裝置2.收集裝置：排水法4.二氧化碳氣體的檢驗與驗滿一、實驗室里制取二氧化碳的化學原理1.發(fā)生裝置：固液常溫型5.二氧化碳和氧氣的制取實驗的比較1.制取氣體的一般思路3.制取二氧化碳的實驗操作步驟：查、裝、定、加、收、驗實驗室制取二氧化碳的反應原理為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。三、實驗室制取氣體的一般思路和方法2.制取氣體發(fā)生裝置的選擇方法：反應物狀態(tài)和反應條件3.制取氣體收集裝置的選擇方法：氣體性質(zhì)本節(jié)課你學會了哪些知識？收獲了什么方法？還有什么疑惑嗎？2.下列有關(guān)實驗室制取二氧化碳的方法不合理的是（）A.二氧化碳的密度大于空氣，故能用向上排空氣法收集B.二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集C.在發(fā)生裝置中加入碳酸鈉粉末和稀鹽酸D.該反應在常溫下即可迅速進行，故氣體發(fā)生裝置不需要加熱1.如圖所示實驗裝置不能用于實驗室制取二氧化碳氣體的是（）AC3.實驗室制取二氧化碳一般有五個步驟：①檢查裝置的氣密性；②按要求組裝好儀器；③向長頸漏斗中注入稀鹽酸；④向廣口瓶中放入幾小塊大理石；⑤收集氣體。下列操作順序正確的是（）A.①②③④⑤ B.②①④③⑤C.①④②③⑤ D.②③④①⑤B4.氨氣（NH3）是一種無色、極易溶于水的氣體。在實驗室加熱氯化銨和熟石灰兩種固體的混合物可制取氨氣，則該實驗可選用的發(fā)生裝置和收集方法正確的是（）A.與加熱分解高錳酸鉀制氧氣的發(fā)生裝置相同，用向下排空氣法收集B.與加熱分解高錳酸鉀制氧氣的發(fā)生裝置相同，用向上排空氣法收集C.與實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置相同，用排水法收集D.與實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置相同，用向下排空氣法收集A5.下列是中學化學常用的儀器，請回答：（1）請寫出儀器的名稱：A

，D

。（2）實驗室常用稀鹽酸和石灰石制取CO2，反應的化學方程式為

。有同學提出為加快反應速率可采用濃鹽酸代替稀鹽酸，你是否同意該同學的做法

（填“是”或“否”），因為

。（3）實驗室制取和收集二氧化碳氣體，可從A～G中選取

（填字母）組裝一套實驗裝置。實驗前，必須檢查裝置的

。（4）證明二氧化碳已收集滿的方法是