内容正文:
6.2 二氧化碳制取的研究
1、了解实验室里制取二氧化碳的化学反应原理;
2、探究实验室里制取二氧化碳的装置
3、掌握二氧化碳的鉴别方法
将一枚鸡蛋放入醋中,鸡蛋就在醋中浮上浮下,好像一艘潜水艇在海洋中潜入浮出一样。你能说明其中的道理吗?
冬季人们为提高大棚蔬菜的产量,在大棚内放置二氧化碳发生装置,你知道二氧化碳发生装置内药品的主要成分是什么吗?反应的原理又是什么呢?
一、二氧化碳制取的研究
讨论
结合所学知识,列举你所知道的能生成二氧化碳的反应:
碳在氧气中燃烧生成二氧化碳
蜡烛燃烧可生成二氧化碳
木炭还原氧化铜,生成铜和二氧化碳
生物体的呼吸作用可产生二氧化碳
…………
高温煅烧石灰石
所得CO2气体不纯,且难以收集
所需温度较高,条件受限
含碳酸根离子(CO32-)的化合物都能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸 (H2SO4)等在常温下反应生成CO2气体。
[这种化合物可以是碳酸钠Na2CO3,以及大理石或石灰石(主要成分是CaCO3)]
资料
实验室制取二氧化碳所用反应物的探究
实验编号 实验药品 实验现象 实验分析
1 碳酸钠和稀盐酸
2 石灰石和稀盐酸
3 石灰石和稀硫酸
产生大量气泡
反应快
产生少量气泡
一会儿停止
反应太快,不利于收集
适合
反应太慢,不利于收集
产生许多气泡
速度适中
结论: 实验室常用________________和_______反应制取二氧化碳。
石灰石或大理石
稀盐酸
(1)为什么不用粉末状碳酸钠?
(2)能否用浓盐酸代替稀盐酸?
(3)为什么硫酸与石灰石反应难于进行?
硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙(CaSO4)微溶于水,会覆盖在石灰石表面,阻止反应进行。
浓盐酸易挥发,会挥发出氯化氢(HCl)气体,使制得气体不纯。
反应速率太快,不便于控制。
药品:石灰石或大理石(主要成分是CaCO3) 与稀盐酸
反应原理:CaCO3+2HCl CaCl2+H2CO3
(碳酸不稳定,易分解)
H2CO3 H2O+CO2↑
总反应为:CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
实验室制取二氧化碳的反应原理:
二、实验室制取二氧化碳的装置
制取二氧化碳的装置
思考:
(1)实验室制取氧气的装置?
(2)该装置的选择依据是什么?
(3)怎样收集氧气?依据是什么?
常用的发生装置
发生装置
反应物
状态
反应条件
优点
固体与固体、单固体
固体与液体、液体与液体
固体与液体、液体与液体
固体与液体、液体与液体
加热
常温
常温
常温
装置简单
装置简单
便于随时添加药品
可以控制反应速率
常用的收集装置
收集装置
收集方法
依据
优、缺点
排水法
向上排空气法
向下排空气法
不溶于水,且不与水反应
密度比空气大
密度比空气小
气体纯净,但不干燥
气体干燥,但不纯净
气体干燥,但不纯净
小组讨论:
氧气(O2)和二氧化碳(CO2)的比较
O2 CO2
反应物状态
反应条件
气体的密度
水溶性
固体和液体
固体和液体
不加热
不加热
大于空气
大于空气
难溶于水
能溶于水
根据以上提供的信息,你认为实验室制取CO2时,应该选择怎样的发生装置和收集装置?
确定制取气体的发生装置主要考虑 和 。
反应物的状态
反应条件
二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较
反应原理 反应物的状态 加热/常温
O2 加热高锰酸钾
加热氯酸钾
分解过氧化氢溶液
CO2 稀盐酸与大理石(或石灰石)
固+液
固体
固体
固+液
常温
常温
加热
加热
②固固加热型
①固液不加热型
1. 发生装置的选择
【资料】空气的平均相对分子质量为29,若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;若小于29,则密度比空气小。
1.CO2的相对分子质量为44,则CO2的密度______空气。
2.CO2能溶于水并能与水反应。
大于
结论:收集CO2只能用___________法。
向上排空气
气体的溶解性、气体的密度
a. 排水法:收集不易溶于水或难溶于水的气体,且不与水反应。
b. 向上排空气法:收集密度比空气大的气体。
c. 向下排空气法:收集密度比空气小的气体。
2. 收集装置的选择
下列仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择:
三、工业制取二氧化碳
高温煅烧石灰石
CaCO3 === CaO+CO2 ↑
高温
反应原理:
工业制法:
生石灰
气体收集装置的选择