6.3 二氧化碳制取的研究 导学案-2024-2025学年九年级化学上册教学资源包（人教版2024）

课题3 二氧化碳的实验室制取 一、【学习目标】： 1.通过分析和比较，找出实验室制取二氧化碳的理想原料，熟练记住实验室制取二氧化碳的反应原理。 2.通过分析氧气的实验室制法知道实验室制取气体的一般思路和方法，学会确定发生装置和收集装置。 3.学会实验室制取二氧化碳的装置、操作步骤、收集方法、检验和验满方法。 二、【自主探究】：（阅读课本P113----P115及有关插图） 知识点1：制取气体的原理探究与选择 ●实验室制取气体，选择合适的反应原理应该考虑： ①设备要简单经济，条件要容易满足； ②收集的气体要纯净； ③反应速率要适中，使其便于收集； ④操作要简单且安全； ⑤兼顾节能与环保。 ●工业上制取气体，主要考虑： ①原料来源要广泛；②原料要便宜、经济合算；③环保等。 【讨论】根据以上思考角度结合以下资料，讨论探究实验室制取二氧化碳的合理方法。 查阅资料： （1）含CO32-的物质和酸反应都会产生二氧化碳气体。 （2）含CO32-的物质有粉末状碳酸钠（Na2CO3） 大理石或石灰石【主要成分是（CaCO3）】 （3）常见的酸有：①盐酸（HCl气体溶于水之后形成的混合物）（浓盐酸易挥发出HCl气体），（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑）； ②硫酸（H2SO4）（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑）（CaSO4微溶于水易形成沉淀。） 实验室： ①不能用碳燃烧来制取二氧化碳的原因是： 。 ②不能用纯的碳酸钙粉末或碳酸钠来制取二氧化碳的原因： 。 ③不能用浓盐酸来制取二氧化碳的原因是： 。 ④不能用稀硫酸和大理石或石灰石来制取二氧化碳的原因: 。 通过探究，你认为： ①实验室制取二氧化碳的药品应该是： 和 ②反应的化学方程式： 【特别提醒】工业上用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳， 方程式是 知识回顾：（1）实验室制取氧气的两种原理：（用方程式表示） ① 。 ② 。 （2）工业上制取氧气的方法是： 。（根据液氮和液氧 的不同） （讨论：为什么实验室制取和工业制取会有所不同？） 【注意】：使用右图制取二氧化碳应注意： （1） 加入的稀盐酸要 ， 避免产生的气体顺着 长颈漏斗口逸散。 （2）用分液漏斗代替长颈漏斗后，最大的优点是 知识点2：制取气体一般思路 【温故而知新】实验室制取氧气的知识回顾，请把下表补充完整。 实验室制取 氧气 二氧化碳 1.（选原理） （化学方程式） 选药品 高锰酸钾 过氧化氢溶液与二氧化锰 和 状态：固体 状态： 和 状态： 和 反应条件 加热 不加热 2.选发生装置 A B 选“A”或“B” 3.选收集装置 C D 选“C”或“D” _____________法 _____________法 4.检验 将 若 ，则该气体是O2。 将气体通入___________中，若变浑浊，则该气体是CO2。 5.验满 当_____________ 证明已经集满。 用______的木条放在集气瓶 ，若______，则已集满。 把 放在盛有CO2的集气瓶口，若__________，证明气体已经收集满 补充： 气体密度的判断技巧：若气体的相对分子质量大于29，则气体密度比空气大。 （空气的平均相对分子质量为29。） 三、【课时检测】（选择题和方程式每个2分，填空每空1分共34分）得分 1.一氧化氮是一种无色，密度比空气略大，难溶于水的气体。在空气中会迅速与氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体。实验室收集一氧化氮可采用的方法是（ ） A.排水法或向上排空气法 B.向下排空气法 C向上排空气法 D.排水法 。 2.家里的热水壶用经常结一层水垢（主要成分是碳酸钙）。除去水垢可以利用的方法是（ ） A.用刀刮 B.加入适量稀硫酸浸泡，再用水冲洗。 C.用水洗 D.加入适量的稀盐酸浸泡，再用水冲洗。 3.某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为( )　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4. 下图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题。 (友情提示：以下所选装置均填装置序号)① ② H H （1）指出下列编号仪器的名称：①　　　　　　；②　　　　　　； （2）用过氧化氢溶液制备氧气，可选用的装置为________ 。反应的方程式为___________________________。 （3）写出一个初中化学中用装置C制气体的化学方程式　　　　　　　　 ；收集所得气体可选用的一种装置是　　　　，装置C还需做的一点改动是 。 （4）实验室制取二氧化碳选用的试剂是 和 ，可选用的发生装置是 或 ，用该发生装置制取气体应满足的一般条件是 。反应的方程式为 。可以选用的收集装置是 。若用G装置收集CO2，判断CO2已收集满的方法是 。 H装置可用来测量生成的二氧化碳气体的体积。其中在水面上放一层植物油的目的是 。植物由上方原有的空气对实验的结果 （选填“有”或“没有”）明显影响。 （5）已知：氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水的气体，其水溶液称为 氨水。氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。 ①请写出氨气和氧化铜反应的化学方程式 。 ②某课外兴趣小组同学用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，他们应选择的发生装置是 ，若选用G装置收集氨气，应从 （选填“a”或“b”）通入。 （6）若用C装置进行木炭还原氧化铜实验并检验气体产物，还需选以上装置 （填序号），所选的装置中所添加的化学试剂是 ，还需要补充的实验用品（仪器）是 。该气体应从 端通入。 — 63 — 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课题3 二氧化碳的实验室制取 一、【学习目标】： 1.通过分析和比较，找出实验室制取二氧化碳的理想原料，熟练记住实验室制取二氧化碳的反应原理。 2.通过分析氧气的实验室制法知道实验室制取气体的一般思路和方法，学会确定发生装置和收集装置。 3.学会实验室制取二氧化碳的装置、操作步骤、收集方法、检验和验满方法。 二、【自主探究】：（阅读课本P113----P115及有关插图） 知识点1：制取气体的原理探究与选择 ●实验室制取气体，选择合适的反应原理应该考虑： ①设备要简单经济，条件要容易满足； ②收集的气体要纯净； ③反应速率要适中，使其便于收集； ④操作要简单且安全； ⑤兼顾节能与环保。 ●工业上制取气体，主要考虑： ①原料来源要广泛；②原料要便宜、经济合算；③环保等。 【讨论】根据以上思考角度结合以下资料，讨论探究实验室制取二氧化碳的合理方法。 查阅资料： （1）含CO32-的物质和酸反应都会产生二氧化碳气体。 （2）含CO32-的物质有粉末状碳酸钠（Na2CO3） 大理石或石灰石【主要成分是（CaCO3）】 （3）常见的酸有：①盐酸（HCl气体溶于水之后形成的混合物）（浓盐酸易挥发出HCl气体），（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑）； ②硫酸（H2SO4）（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑）（CaSO4微溶于水易形成沉淀。） 实验室： ①不能用碳燃烧来制取二氧化碳的原因是： 收集的二氧化碳不纯 。（因为生成的二氧化碳与原料氧气混在一起） ②不能用纯的碳酸钙粉末或碳酸钠来制取二氧化碳的原因： 反应速度太快，不易收集 。 ③不能用浓盐酸来制取二氧化碳的原因是： 浓盐酸会挥发出HCl气体，使收集的二氧化碳不纯 。 ④不能用稀硫酸和大理石或石灰石来制取二氧化碳的原因: 稀硫酸和大理石反应生成微溶的CaSO4会覆盖到CaCO3的表面，阻止进一步反应。 通过探究，你认为： ①实验室制取二氧化碳的药品应该是： 大理石或石灰石 和 稀盐酸 。 ②反应的化学方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 【特别提醒】工业上用高温煅烧石灰石来制取二氧化碳， 方程式是CaCO3= (高温)CaO+CO2↑ 知识回顾：（1）实验室制取氧气的两种原理：（用方程式表示） ① 2KMnO4= (△)K2MnO4 +MnO2+O2↑。 ② 2H2O2 2 H2O+O2↑。 （2）工业上制取氧气的方法是： 分离液态空气 。（根据液氮和液氧 沸点 的不同） （讨论：为什么实验室制取和工业制取会有所不同？） 【注意】：使用右图制取二氧化碳应注意： （1） 加入的稀盐酸要没过长颈漏斗的下端， 避免产生的气体顺着 长颈漏斗口逸散。 （2）用分液漏斗代替长颈漏斗后，最大的优点是可通过控制滴加速度控制反应速度。 知识点2：制取气体一般思路 【温故而知新】实验室制取氧气的知识回顾，请把下表补充完整。 实验室制取 氧气 二氧化碳 1.（选原理） （化学方程式） 2KMnO4= (△)K2MnO4 +MnO2+O2↑ 2H2O22 H2O+O2↑ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O +CO2↑ 选药品 高锰酸钾 过氧化氢溶液与二氧化锰 大理石/石灰石和 稀盐酸 状态：固体 状态： 液体 和 固体 状态： 液体 和 固体 反应条件 加热 不加热 不加热 2.选发生装置 A B B 选“A”或“B” 3.选收集装置 C D D 选“C”或“D” ___排水__法 _向上排空__法 4.检验 将 带火星的木条放在集气瓶口， 若 木条复燃 ，则该气体是O2。 将气体通入_澄清石灰水_中，若变浑浊，则该气体是CO2。 5.验满 当_集气瓶口有气泡冒出 证明已经集满。 用带火星的木条放在集气瓶 口，若木条复燃_，则已集满。 把_燃着的木条 放在盛有CO2的集气瓶口，若_木条熄灭_，证明气体已经收集满 补充： 气体密度的判断技巧：若气体的相对分子质量大于29，则气体密度比空气大。 （空气的平均相对分子质量为29。） 三、【课时检测】（选择题和方程式每个2分，填空每空1分共34分）得分 1.一氧化氮是一种无色，密度比空气略大，难溶于水的气体。在空气中会迅速与氧气反应生成红棕色的二氧化氮气体。实验室收集一氧化氮可采用的方法是 （ D ） A.排水法和向上排空气法 B.向下排空气法 C向上排空气法 D.排水法 。 2.家里的热水壶用经常结一层水垢（主要成分是碳酸钙）。除去水垢可以利用的方法是（ D ） A.用刀刮 B.加入适量稀硫酸浸泡，再用水冲洗。 C.用水洗 D.加入适量的稀盐酸浸泡，再用水冲洗。 3.某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为( B )　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4. 下图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题。 (友情提示：以下所选装置均填装置序号) H ① ② H （1）指出下列编号仪器的名称：①　锥形瓶　；②　集气瓶　； （2）用过氧化氢溶液制备氧气，可选用的装置为_AD/AE/BD/BE_。反应的方程式为 2H2O2 2 H2O+O2↑。 （3）写出一个初中化学中用装置C制气体的化学方程式 2KMnO4 = (△) K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑；收集所得气体可选用的一种装置是　D/E　。装置C还需做的一点改动是试管口塞一团棉花 。 （4）实验室制取二氧化碳选用的试剂是 大理石 和 稀盐酸 ，可选用的发生装置是 A 或 B ，用该发生装置制取气体应满足的一般条件是反应物的状态是固体和液体，反应条件不需要加热。反应的方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。可以选用的收集装置是 E 。 若用G装置收集CO2，判断CO2已收集满的方法是 把燃着的木条放到b口，木条熄灭。 H装置可用来测量生成的二氧化碳气体的体积。其中在水面上放一层植物油的目的是 与水隔绝，防止CO2溶于水 。植物由上方原有的空气对实验的结果没有（选填“有”或“没有”）明显影响。 （5）已知：氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味，密度比空气小，极易溶于水的气体，其水溶液称为 氨水。氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。 ①请写出氨气和氧化铜反应的化学方程式 2NH3 + 3CuO = (△) 3Cu + 3H2O + N2↑ 。 ②某课外兴趣小组同学用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，他们应选择的发生装置是 C ，若选用G装置收集氨气，应从 b （选填“a”或“b”）通入。 （6）若用C装置进行木炭还原氧化铜实验并检验气体产物，还需选以上装置 G （填序号），所选的装置中所添加的化学试剂是 澄清石灰水 ，还需要补充的实验用品（仪器）是 网罩 。该气体应从 a 端通入。 — 63 — 学科网（北京）股份有限公司 $$