二氧化碳制取的研究.docx
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二氧化碳制取的研究
龙文教育一对一个性化辅导教案
学生
梁沛彬
学校
广州一中
年级
初三
次数
第13次
科目
化学
教师
罗美强
日期
2014-12-6
时段
15-17
课题
课题2 二氧化碳制取的
研究
教学重点
1、实验室制取二氧化碳的反应原理
2、制取气体的一般思路
3、实验室制取气体时应考虑哪些因素
教学难点
1、实验室制取二氧化碳的反应原理
2、制取气体的一般思路
3、实验室制取气体时应考虑哪些因素
教学目标
1、明白实验室制取二氧化碳的反应原理
2、了解实验室制取气体时应考虑哪些因素
教
学
步
骤
及
教
学
内
容
一、课前热身：
（课前测评，小试身手）
二、内容讲解：
知识点1．实验室制取二氧化碳的反应原理
知识点2．制取气体的一般思路
知识点3．实验室制取二氧化碳
知识点4．比较O2、CO2的实验室制法
知识点5．实验室制取气体时应考虑哪些因素
三、课堂小结：
师生总结所有知识点
四、作业布置：
（随堂练习）
管理人员签字：
日期：
年月日
作业布置
1、学生上次作业评价：
○好○较好○一般○差
备注：
2、本次课后作业：
（请见讲义最后一张）
课堂小结
家长签字：
日期：
年月日
课题2 二氧化碳制取的
研究
第（13）次
日期：
2014-12-6
一、课前热身
1．默写出实验室制取氧气的三个化学方程式：
（1）______________________________________________；
（2）______________________________________________；
（3）______________________________________________。
2．实验室制取二氧化碳所用的药品是________和_______________，化学方程式为：
______________________________。
收集方法采用_____________，这是因为二氧化碳①_________；
②________。
验满的方法是_______________________________________________。
3．区分O2、H2、CO2三种气体最简便的方法是（）
A．将气体通入澄清石灰水
B．将气体通过红热的铜网
C．将气体通过灼热的氧化铜
D．用燃着的木条伸入集气瓶中
4．已知实验室里制取气体丙的化学方程式为：
甲（固）＋乙（固）
丙↑＋丁，且气体丙易溶于水，密度比空气的大，则应选用的装置和收集方法是（）
A．制取CO2的发生装置和排水法收集
B．用KMnO4制取O2的发生装置和向上排空气法收集
C．制取CO2的发生装置和向下排空气法收集
D．用KMnO4制取O2的发生装置和排水法收集
5．可生成CO2的反应很多，例如：
①酒精的燃烧；②木炭在空气中燃烧；③碳与氧化铜反应；④高温煅烧石灰石；⑤石灰石（块状）与稀硫酸反应；⑥石灰石（块状）与稀盐酸反应；⑦碳酸钙粉末与浓盐酸反应；⑧人和动物的呼吸作用。
其中可用于实验室制CO2的是（）
A．④⑥B．⑤⑥C．⑥D．全部
二、内容讲解
知识点1．实验室制取二氧化碳的反应原理
（1
）药品
大理石（或石灰石）和稀盐酸
大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，化学式是CaCO3。
（2）反应原理
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2CO3
碳酸钙氯化钙 碳酸
碳酸不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。
H2CO3===H2O＋CO2↑
总的化学方程式是：
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
释疑点实验室制取CO2时不用稀硫酸、浓盐酸的原因 ①实验室制取二氧化碳不用稀硫酸，因为稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍石灰石与硫酸接触，使反应中断。
②不用浓盐酸。
浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致二氧化碳不纯。
【例1】在实验室里
制取二氧化碳气体，可选择的药品是（ ）
A．碳酸钠粉末与浓盐酸
B．块状石灰石与稀硫酸
C．石灰石
D．块状大理石和稀盐酸
解析：
A
×
碳酸钠粉末与浓盐酸反应过快，且浓盐酸易挥发，碳酸钠价格贵
B
×
不能用稀硫酸，因为反应生成的硫酸钙会阻止反应继续进行
C
×
高温分解石灰石是二氧化碳的工业制法
D
√
反应速率适中，易于操作和收集，是合适的药品
答案：
D
知识点2．制取气体的一般思路
（1）制取装置的选择
实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。
发生装置主要由反应物的状态、反应条件决定，收集装置主要考虑生成气体的物理性质（溶解性、密度大小）。
（2）发生装置的选择
装置
反应类型
反应条件
举例
固体＋固
体（加热）型
加热
KMnO4
制O2
固体＋液
体（常温）型
不加热
H2O2制O2，
制CO2
（3）收集装置的选择
装置
收集方法
气体性质
举例
排水法
不易溶于水，不与水
反应
O2、H2
向上排
空气法
密度比空气大，不与空气反应
O2、CO2
向下排
空气法
密度比空气小，不与空气反应
H2
点技巧判断气体的密度比空气的大还是小的方法 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，则这种气体的密度比空气大；如果小于29，则密度比空气小。
【例2】下图是A～E的仪器装置示意图。
（1）在实验室里，装置A一般用于制取反应物状态为__________、反应条件为____________的气体；装置B一般用于制取反应物状态为____________、反应条件为__________的气体。
装
置C、D、E都是用来收集气体的实验装置，用装置C收集气体的方法叫____________；用装置D收集气体的方法叫__________；用装置E收集气体的方法叫____________。
（2）实验室常用氯化铵（NH4Cl）晶体和熟石灰[Ca（OH）2]粉末混合加热来制取氨气，同时生成氯化钙和水。
①写出上述制取氨气反应的化学方程式____________________。
②实验时应该选取上述____________（填写字母）作为制取氨气的发生装置。
③根据下表提供的数据分析，实验时收集氨气应选用上述装置__________（填写字母）而不用__________装置，其原因是____________。
气体
空气
氧气
氢气
氨气
二氧化碳
密度/
（g·L－1）
1.29
1.43
0.09
0.77
1.98
溶解度/L
—
0.031
0.018
680
0.88
解析：
实验室制取氨气，是用氯化铵晶体和熟石灰粉末混合后加热制取，故选装置B制气。
从题给的数据分析，氨气极易溶于水，1L水可以溶解680L氨气，故不能用排水集气法；氨气的密度小于空气的密度，故可用向下排空气集气法来收集。
答案：
（1）固态和液态 常温 固态和固态 加热 排水集气法 向上排空气集气法 向下排空气集气法
（2）①2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋2H2O＋CaCl2 ②B ③E C和D 氨气的密度比空气的密度小，而且氨气极易溶于水
知识点3．实验室制取二氧化碳
（1）发生装置：
实验室制取二氧化碳是固体和液体反应，不需加热，因此可任意选择下列发生装置：
谈重点制取CO2的不同装置 A装置为简易装置，不便于加液体；B、C装置使用了长颈漏斗，便于添加液体，使用B、C装置时应注意，长
颈漏斗下端管口应伸入液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗逸出；D装置使用了分液漏斗，便于加液体，还可以利用活塞控制滴液的快慢，便于控制反应速率。
（2）收集装置：
二氧化碳能溶于水，所以不能用排水法收集，其密度比空气大，所以只能采用向上排空气法收集。
如图。
（3）实验步骤
①组装仪器；②检查装置的气密性；③将大理石或石灰石放入反应容器内；④塞紧双孔塞；⑤由长颈漏斗加稀盐酸；⑥用向上排
空气法收集。
（4）检验
通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明
是二氧化碳。
（5）验满、存放
将燃着的木条放于瓶口，若木条熄灭证明已集满。
收集满二氧化碳的集气瓶要用玻璃片盖住并正放在桌面上。
【例3】如图所示是制取并收集二氧化碳的装置。
（1）当发生装置连接好后，接着进行的实验
步骤是
__________________________。
（2）实验时应怎样加试剂
？
___________________________________________________。
（3）收集气体时，导管为什么要伸入集气瓶底部？
__________________________。
（4）长颈漏斗的下端要伸到液面以下，原因是__________________________。
解析：
制取气体以前，先检查装置是否漏气，装药品时先加固体，再加液体；为了防止产生的CO2从长颈漏斗逸出，长颈漏斗下端必须插到液面以下。
用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部便于将瓶中空气排尽。
答案：
（1）检查装置的气密性
（2）先向锥形瓶中加入大理石或石灰石，再从长颈漏斗处加入稀盐酸 （3）便于排尽集气瓶内的空气，收集到纯CO2 （4）防止产生的CO2从长颈漏斗逸出
知识点4．比较O2、CO2的实验室制法
比较
O2
CO2
发生
装置
收集
装置
实验
原理
药品①
方程式③
药品②
方程式④
检验
方法
带火星的木条放入瓶内
通入澄清石灰水
验满
方法
带火星的木条放在瓶口
燃着的木条放在瓶口
注：
①：
过氧化氢与二氧化锰；
高锰酸钾；氯酸钾与二氧化锰
②石灰石（或大理石）与稀盐酸
③2KClO3
2KCl＋3O2↑；
2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑；
2H2O2
2H2O＋O2↑
④CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
【例4】（实验综合题）实验室制取气体所需装置如下图所示。
请回答以下问题：
（1）装置中标“a”的仪器名称是______________。
（2）用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是__________（填字母序号，下同），收集装置是C或____________________。
（3）用大理石与稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置是__________________，其反应的化学方程式为______________________。
该装置还可用于制氧气，其反应的化学方程式为_____________
___________。
解析：
本题考查实验室制取气体时，实验装置的选择。
发生装置的选择考虑反应物状态和反应条件，如反应物是固体，反应需要加热，用A装置；反应物是固体和液体，反应不需要加热，用B装置。
收集装置的选择一般考虑气体的性质，如果气体不易溶于水，也不与水反应，首先考虑用排水法；若不能用排水法，密度比空气大的，用向上排空气法；密度比空气小的，用向下排空气法。
答案：
（1）集气瓶
（2）A D （3）B CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ 2H2O2
2H2O＋O2↑
知识点5．实验室制取气体时应考虑哪些因素
（1）选择反应速度适中、价格便宜、来源广泛、
污染少、实验安全，所制气体纯净或易分离的药品。
例如，实验室制取二氧化碳时，不用浓盐酸制取，因易挥发；不用碳酸钠制取，因其价格贵且反应太快；不用稀硫酸制取，因其与石灰石反应生成微溶物硫酸钙，使反应难以继续进行。
（2）选择原理科学、节能、操作简便的反应。
例如，高温分解石灰石也能产生二氧化碳，但需消耗燃料，不节能，且操作麻烦，不适合实验室制取。
【例5】（探究题）下列反应都能生成二氧化碳：
①人和动物的呼吸作用
②木炭在空气中燃烧
③蜡烛燃烧
④碳和氧化铜反应
⑤石灰石（块状）与硫酸
⑥碳酸钙粉末与稀盐酸
⑦石灰石（块状）与浓盐酸
⑧石灰石（块状）与稀盐酸
其中可用于实验室制CO2的是（ ）
A．⑥⑧ B．⑧
C．⑥⑦⑧D．①②③④⑤⑥⑦⑧
解析：
⑥反应太快，不易收集；⑦用浓盐酸制取，得到的二氧化碳不纯，混有从发生装置中挥发出来的氯化氢气体，故不选A、C、D；⑧反应符合实验室制取气体选用药品的原则，故选B。
答案：
B
三、课堂小结
知识点1．实验室制取二氧化碳的反应原理
知识点2．制取气体的一般思路
知识点3．实验室制取二氧化碳
知识点4．比较O2、CO2的实验室制法
知识点5．实验室制取气体时应考虑哪些因素
四、随堂练习
1、实验室制取二氧化碳的方法是（）
A.木炭在空气中燃烧B.大理石与稀盐酸反应
C.煅烧石灰石D.石灰石与稀硫酸反应
2.实验室制取二氧化碳分为如下五步：
（1）检查装置的气密性
（2）按要求装备好仪器（3）向长颈漏斗中加入稀盐酸（4）向锥形瓶中加入石灰石（5）收集气体，其正确的操作顺序是（）
A.
（1）
（2）（3）（4）（5）
B.
（2）
（1）（4）（3）（5）
C.
（1）（4）（3）
（2）（5）
D.
（1）
（2）（4）（3）（5）
3、实验室只用向上排空气法收集CO2的原因（）
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
4、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、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
《课题2 二氧化碳制取的
研究》课后作业
1．实验室制二氧化碳最适宜的仪器是（ ）
A．广口瓶、集气瓶、酒精灯
B．漏斗、广口瓶、集气瓶、水槽
C．长颈漏斗、广口瓶、集气瓶
D．长颈漏斗、大试管、集气瓶、酒精灯
2.检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是（）
A．加入澄清石灰水，观察是否变浑浊
B．将燃着的木条插入集气瓶中，观察是否立即熄灭
C．加入紫色石蕊试液，观察是否变红色
D．将燃着的木条放在集气瓶口，观察是否立即熄灭
3.用如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（）
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
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