6.3二氧化碳的实验室制取-2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册

第1课时 第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳的实验室制取 交流讨论：列举你所知道的能生成二氧化碳的反应： 动植物呼吸 石蜡燃烧 C＋O2 点燃 CO2 2HCl +Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑ C＋2CuO 高温 2Cu＋CO2↑ CaCO3 高温 CaO+CO2↑ 3C＋2Fe2O3 高温 4Fe＋3CO2↑ 一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 所得气体不纯 × 实验室制取二氧化碳药品选取原则是： ①反应条件是否容易达到； ②产生气体的量是多少； ③收集的气体是否纯净； ④装置、操作是否简单； ⑤原料是否易得、价廉; ⑥反应速率是否适中； 条件限制，较难满足 × 该反应是否可行？ 一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 探究1 实验室制取二氧化碳的药品选择 【查阅资料】含有CO32-（碳酸根离子）的物质，都能与酸反应生成CO2。如碳酸钠（Na2CO3）、大理石或石灰石主要成分CaCO3，都能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）反应生成CO2。 可供选择的原料：石灰石(主要成分CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、 稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4) 可供选择的仪器：小试管、药匙。 一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 探究1 实验室制取二氧化碳的药品选择 编号 实验内容 实验现象 实验分析 1 Na2CO3粉末和稀盐酸 2 Na2CO3粉末和稀硫酸 3 CaCO3粉末和稀盐酸 4 CaCO3粉末和稀硫酸 5 石灰石和稀盐酸 6 石灰石和稀硫酸 有大量气泡产生，反应剧烈 有大量气泡产生，反应剧烈 反应速率太快，不易收集 反应速率太快，不易收集 产生气泡速率比较适中 适合实验室制取二氧化碳气体 有大量气泡产生，反应剧烈 有大量气泡产生，反应剧烈 反应速率太快，不易收集 开始反应有气泡，一会儿就无气泡产生 反应一会儿就停止 反应速率太快，不易收集 √ 不能，因为浓盐酸具有挥发性，能挥发出HCl气体，使收集的CO2不纯。 因为碳酸钠与稀盐酸反应时，速度过快，不利于气体收集。 3. 实验室制取二氧化碳能不能用浓盐酸代替稀盐酸？ 2. 为什么不用稀硫酸和大理石反应制二氧化碳？ 1. 为什么不用碳酸钠粉末或碳酸钙粉末制二氧化碳? 【查阅资料】 原理：CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2↑ + H2O 信息：CaSO4是一种微溶于水的白色固体。 因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面，阻止了大理石与稀硫酸继续反应。 一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 1.药品： 2.反应原理：_______________________________ 稀盐酸（主要成分HCl) 大理石/石灰石(主要成分CaCO3) CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 反应过程： CaCO3 +2HCl === CaCl2 + H2CO3 （碳酸不稳定，易分解) 碳酸 H2O CO2↑ 一 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 固 液 常 温 型 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 CO2 稀盐酸与大理石（或石灰石） O2 高锰酸钾分解 过氧化氢分解 固+液 固体 固+液 常温 常温 加热 二 实验室制取二氧化碳的装置 结论：收集CO2只能用___________法。 向上排空气 确定制取气体的收集装置主要考虑： （1）________；（2）__________________________ 气体密度 气体是否溶于水、是否与水反应 气体的密度与空气比较 是否溶于水，是否与水反应 CO2 O2 CO2的密度大于空气 O2的密度大于空气 不易溶于水不与水反应 二 实验室制取二氧化碳的装置 能溶于水且与水反应 1.发生装置的选择 依据：反应物的状态和反应条件 ①固液不加热型适用于：反应物为固态和液态，反应不需加热等条件制取气体。 ②固固加热型适用于：反应物为固态，反应需加热，制取气体。 ②固固加热型 ①固液不加热型 2.收集装置的选择 依据：气体的溶解性、气体的密度 a.排水法：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：密度比空气大的气体,且不与空气反应。 c.向下排空气法：密度比空气小的气体，且不与空气反应。 a b c 排水法 向上排空气法 向下排空气法 二 实验室制取二氧化碳的装置 1、锥形瓶 2、平底烧瓶 3、烧杯 4、试管 5、集气瓶 6、长颈漏斗 7、双孔导管 8、导管 9、弯导管 10、水槽 11、酒精灯 制取二氧化碳的药品的状态：固体+液体 反应条件：常温 二氧化碳的性质： 密度比空气的大 能与水反应。 × × × 二 实验室制取二氧化碳的装置 装置 共同点 特点 选用单孔塞，装置简单，但反应过程中无法添加药品 制取气体较少，且需要铁架台 制取气体较多，重心低，安全 制取气体较多，重心高，不稳 装置 共同点 特点 制取气体较少， 且需要铁架台 制取气体较多，重心低，安全 制取气体较多， 重心高，不稳 选用双孔塞，反应过程中可随时添加药品， √ 长颈漏斗要伸到液面以下，以防气体从漏斗中逸出。 长颈漏斗必须液封 导管应在橡皮塞下少许 导管应接近集气瓶底部 防止气体从长颈漏斗口逸出 便于排出气体 能充分排走集气瓶中的空气 ①锥形瓶　 ②带导管的双孔橡皮塞 ③长颈漏斗 ④集气瓶 ⑤玻璃片 实验仪器： 注意事项： 二 实验室制取二氧化碳的装置 三 实验室制取二氧化碳的步骤 请根据二氧化碳的性质讨论： （1）怎样检验生成的气体是二氧化碳？ （2）用集气瓶收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？ 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。 二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧 检验与验满 (1)检验：将气体通入澄清石灰水中(如图4)，若观察到___________________，证明生成的气体是二氧化碳。 (2)验满：将燃着的木条放在____________(如图5)，若观察到___________________，证明二氧化碳已经收集满。 澄清石灰水变浑浊 集气瓶瓶口 燃着的木条立即熄灭 能否用燃着的木条检验二氧化碳气体？ 不行。能使燃着的木条熄灭的气体不仅有二氧化碳，还有氮气、稀有气体等。 制取二氧化碳的实验步骤： (1)按要求连接好仪器 (2)检查装置的气密性 (3)加药品 先加固体，后加液体 (4)收集气体 导气管伸入到接近集气瓶的底部 (5)验满 连接仪器，关闭止水夹，从长颈漏斗处加水，若形成一段稳定的水柱，则气密性良好。 把燃着的木条伸到集气瓶口，如果木条熄灭，就说明二氧化碳已经收集满。 (6)存放 三 实验室制取二氧化碳的步骤 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 思考：利用下列反应原理和装置制取的CO2中可能混有______和________杂质。 洗气要点： 1.长进短出 2.先除杂再干燥 气体的净化（除杂） HCl 水蒸气 CO2（HCl、H2O） 浓盐酸 和石灰石 除去HCl 除去H2O 三 实验室制取二氧化碳 发生装置 17 为了达到“随开随制，随关随停”的效果，常用如下装置制取二氧化碳 知识拓展 确定实验室条件下制取气体的药品和反应原理； 1.确定反应原理 选择制取气体时采用的发生装置和收集装置； 2.选择制取装置 确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。 3.气体的检验 实验室制取气体的思路 大理石（或石灰石）和稀盐酸 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 将燃着的木条伸到集气瓶口，木条熄灭，则收集满。 将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，则是CO2。 实验室制取二氧化碳 1.实验药品 2.反应原理 3.制取装置 4.检验 5.验满 工业制法：（高温煅烧石灰石） CaCO3 CaO + CO2↑ 一、药品及反应原理 归纳小结 A B D C 1 实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的发生装置应选择______，收集装置应选择______。 2 实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的发生装置应选择______，收集装置应选择______。 3 实验室制取二氧化碳的发生装置应选择______，收集装置应选择______。 A D或 E B或 C E或 F B或 C D E F 学以致用 4.硫化氢是没有颜色，有臭鸡蛋气味的有剧毒气体。它的密度比空气略大，能溶于水，1体积水能溶解2.6体积的硫化氢，溶于水形成氢硫酸。硫化氢是一种可燃性气体，2H2S+3O2===2H2O+2SO2 实验室里常用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸反应来制取。 （1）实验室制取硫化氢的发生装置可用 ；（填“用高锰酸钾制取氧气的发生装置”或“制取二氧化碳的发生装置”） （2）应用 法收集硫化氢； 点燃 学以致用 √ 向上排空气 1.实验室制备并收集CO2，有以下操作步骤： ①检查装置的气密性 ②连接装置 ③加入大理石 ④加入稀盐酸 ⑤收集 ⑥验满 其中排列顺序正确的是（ ） A.①②③④⑤⑥ B. ②①④③⑤⑥ C.②①③④⑤⑥ D.②③④①⑤⑥ C 2.下列气体只能用向上排空气法收集的是 （    ） A. H2 B.O2 C.CO2 D.O2和CO2 3.检验CO2气体是否收集满的方法是 （      ） A.将燃着的木条伸入集气瓶内 B.将带火星的木条放在集气瓶口 C.将少量澄清的石灰水倒入集气瓶中、振荡 D.将燃着的木条放在集气瓶口 4．你能举出几种鉴别O2、CO2气体的方法？ C D 学以致用 5.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 6.检验CO2的正确方法是( ) A.将燃着的木条伸入集气瓶中,火焰熄灭 B.使人感到气喘、头痛 C.将带火星的木条伸入集气瓶中,木条不复燃 D.将气体通入澄清的石灰水中 D D 7.实验室制取二氧化碳，可选择的最佳试剂组( ) A.大理石粉末和稀盐酸 B.碳和氧化铜 C.石灰石和稀盐酸 D.碳酸钠和稀盐酸 Ｃ 学以致用 （1）用双氧水制氧气的化学方程式为_________________________。收集氧气的装置可选用_______（填字母）， （2）实验室制取CO2时，选用的发生装置是____（填字母），用装置____收集一瓶CO2，将燃着的木条放在瓶口，若观察到_________，说明瓶中已充满二氧化碳。 9.根据下图回答问题。 2H2O2 2H2O + O2↑ D 或 F B 木条熄灭 D 学以致用 8．实验室制取二氧化碳一定不用而实验室用KMnO4制取O2一定要用的仪器( ) A.试管 B.集气瓶 C.酒精灯 D.烧杯 Ｃ 10.老师拿了两瓶无标签的试剂，分别使固体和液体，取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体，我们对气体开展了一系列探究；（1）①此气体是什么物质？验证它的实验方案： 猜想 实验步骤 现象和结论 此气体可能是    产生此气体的化学方程式可能是                              。 ②制取该气体，采用下图中的发生装置     ，收集装置      。 A             B              C              D           E ③若用右图收集该气体。气体由     端 （填“a”或“b”）导入。  (2) 我猜想此无色气体可能是另一种气体，可能 产生的化学方程式为            。 作业 1.书本P149-150 $$