6.2二氧化碳的制取和研究-2023-2024学年九年级化学人教版上册

6.2二氧化碳制取的研究 一.实验室制取二氧化碳的反应原理反应物接触面积大，反应速率快 药品 现象 分析氯化氢的水溶液 稀盐酸与块状大理石 产生气泡，速率适中 反应速率适中，便于收集气体，原料价廉、易得 浓盐酸与块状大理石 剧烈反应，迅速产生大量气泡，并伴有白雾 浓盐酸易挥发出氯化氢气体，氯化氢混入使制得的二氧化碳不纯 稀硫酸与块状大理石 刚开始时产生气泡，后速率减慢并逐渐停止 稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，附着在大理石的表面，阻碍反应的继续进行 稀盐酸与碳酸钠粉末（或纯碳酸钙粉末） 剧烈反应，迅速放出大量气泡 碳酸钠粉末（或纯碳酸钙粉末）与稀盐酸反应速率过快，产生的气体不便于收集 制取气体的原料应考虑以下几个方面： ①原料是否廉价、易得； ②反应条件是否容易达到； ③制得的气体是否纯净； ④生成的气体是否容易收集。 结论：通过上述对比实验可知，实验室制取二氧化碳的药品为稀盐酸和大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙CaCO3）,反应原理为： CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 扩展：工业制法——高温煅烧石灰石 CaCO3 CaO + CO2↑俗称：生石灰 二.实验室制取二氧化碳的装置 1）发生装置导管不能伸入试管过长，否则不利于气体排出 ①固体加热型铁夹夹在距试管口处 长颈漏斗 试管口略向下倾斜，以免冷凝水倒流，炸裂试管 ②固（液）液常温型 分液漏斗 检查此装置气密性的方法：用弹簧夹夹紧胶皮管，向长颈漏斗中注水，静置片刻，若存在液面高度差且长颈漏斗中的液面不再下降，则装置气密性良好。 可以控制反应 的发生和停止 可以控制反应速率 长颈漏斗末端必须插入液面以下，起液封作用，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出 导管不能伸入试管（或锥形瓶）过长，否则不利于气体排出 便于添加药品 2）收集装置扩展：如果要收集的气体既能溶于水，又能和空气中的成分反应，可考虑排液法（要求气体不与该液体反应，也不溶于该液体），如排饱和氯化钠溶液法、排酒精法等。 气体性质 收集方法 收集装置 注意事项 举例 密度比空气大，且不与空气反应 向上排 空气法 → → 瓶口盖玻璃片，导管插入集气瓶底部便于排尽集气瓶内的空气，使收集到的气体更纯净 CO2、O2 多功能瓶 长进短出 密度比空气小，且不与空气反应 向下排 空气法 导管插入集气瓶底部 H2 多功能瓶 短进长出 难溶于水（或不易溶于水），且不与水反应 排水法 导管不宜伸入集气瓶过长 CO2、O2、H2 多功能瓶 瓶内装满水，气体短进长出 扩展：①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，则密度比空气的小。 ②排空气法收集到的气体比较干燥，排水法收集到的气体比较纯净。 2.二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质的比较 制取原理 反应物状态 反应条件 气体密度比空气的大或小 是否溶于水、是否与水反应 CO2 大理石（或石灰石）和稀盐酸反应 固体+固体 常温 大 溶于水，能与水反应 O2 加热高锰酸钾 固体 加热 略大 不易溶于水，不与水反应 加热氯酸钾 固体 加热、催化剂（二氧化锰） 分解过氧化氢溶液 固体+液体 常温、催化剂（二氧化锰） 3.制取二氧化碳的装置 1）发生装置：固体加热型A：制取少量气体 B：制取较多量气体 2）收集装置：向上排空气法 4.步骤（茶庄定价收盐） 1）按要求连接仪器并检查装置的气密性； 2)装入大理石，塞紧橡胶圈； 3)把反应装置固定好； 4)从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口； 5）收集气体； 6）检验气体是否收集满。 5.二氧化碳的检验与验满CO2→ 1）检验：将需要检验的气体通入澄清石灰水， 若澄清石灰水变浑浊，证明是C02，否则不是。CO2→ 2)验满：将燃着的木条放在收集二氧化碳气体的集气 瓶口，若木条熄灭，证明已集满二氧化碳，否则未集满。 注意：①实验室制取二氧化碳的药品是碳酸钙和盐酸。×——订：大理石（石灰石）和稀盐酸 ②二氧化碳的验满方法：将带火星的木条放在瓶口，若木条熄灭证明二氧化碳已集满。×——订：燃着的木条 ③二氧化碳的检验方法：用燃着的木条伸入集气瓶中，若木条熄灭证明该瓶气体为二氧化碳。×——订：将澄清石灰水加入集气瓶中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体为二氧化碳。不能用燃着的木条检验CO2，因为N2、稀有气体等其他气体也能使燃着的木条熄灭。 三.实验室制取气体的一般思路和方法 1）确定制取气体的化