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

第六单元 碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳的实验室制取 1 预习清单 1.实验室制取气体的装置包括__________和_________两部分。确定气体发生装置需考虑反应物的_____和反应条件。确定气体的收集装置依据气体的______和溶解性。当气体的密度和空气的密度相近且难(或不易)溶于水时,一般采用________收集;当气体的密度比空气的密度大且不与空气反应时,一般采用_____________收集;当气体的密度比空气的密度小且不与空气反应时,一般采用____________收集。 2.在实验室里,制取CO2的药品是_____________________________,反应的化学方程式是__________________________________。 发生装置 收集装置 状态 密度 排水法 向上排空气法 向下排空气法 大理石(或石灰石)、与稀盐酸 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ 导入 实验员在实验室打扫卫生时,一不留神将盐酸洒在了大理石地板上,地板上立即产生了大量气泡,产生的是什么气体呢? 如何检验呢? 一、实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 [问题思考]同学们学过或者了解到哪些反应可以得到二氧化碳呢? 蜡烛、木炭的燃烧、碳酸钠粉末和稀盐酸反应、呼吸作用等。 一、实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 工业上常用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳。石灰石的主要成分为碳酸钙,碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙与二氧化碳,反应的化学方程式: CaCO3 CaO+CO2↑ 高温 一、实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 [问题思考]请思考以上反应原理是否适合实验室制取二氧化碳呢? 呼吸作用不合适,因为呼出气体中含有其他气体,二氧化碳不纯。 蜡烛、木炭的燃烧也不合适,因为无法确定氧气的量,如果氧气过量,剩余的氧气成为杂质;如果氧气过少,会生成一氧化碳,导致二氧化碳不纯。 高温煅烧石灰石也不合适,因为高温条件太难实现。 一、实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 [演示实验]碳酸钠粉末与稀盐酸反应 观察现象并讨论该原理是否适合于实验室制取二氧化碳。 反应产生了大量二氧化碳,但反应速率很快。 [问题思考]生成二氧化碳的速率是否越快越好呢? 速率太快不利于收集气体。 一、实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 在实验室里,常用稀盐酸与石灰石(或大理石,主要成分都是碳酸钙)反应来制取二氧化碳。反应的化学方程式可以表示如下: 碳酸很不稳定,容易分解生成二氧化碳和水。 总的化学反应方程式是: 二、实验室里制取二氧化碳的装置 [问题思考]同学们在实验室制取氧气的实验中,认识了两套发生装置,如下图所示,制取二氧化碳应该选取哪套呢? 选取的原因是什么? 选择过氧化氢制取氧气的发生装置,原因是两个反应都不需要加热以及反应物都有固体和液体。 二、实验室里制取二氧化碳的装置 [问题思考]如何收集二氧化碳呢? 选择的依据是什么? 二氧化碳的密度大于空气,可以选择向上排空气法。 二、实验室里制取二氧化碳的装置 [问题思考]怎么检验二氧化碳已收集满? 如图所示,用燃着的小木条靠近收集二氧化碳气体的集气瓶口,若木条熄灭,证明二氧化碳已集满,否则未满。 二、实验室里制取二氧化碳的装置 [问题思考]如何验证制取的气体是二氧化碳呢? 如图所示,将生成的气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,证明该气体是二氧化碳,否则不是。 三、组装制取二氧化碳的装置 请同学们在如图所示的器材中选择合适的仪器设计实验室制取二氧化碳的装置。 三、组装制取二氧化碳的装置 制取二氧化碳的装置。 B装置使用了长颈漏斗,能随时向装置中添加稀盐酸,并且锥形瓶容量比试管大,能装更多的药品,因此能一次性制取更多的二氧化碳。 三、组装制取二氧化碳的装置 [问题思考]如果在家中完成实验,生活中有哪些物品可以代替以上仪器呢? 医用葡萄糖溶液瓶、点滴管、矿泉水瓶等。 四、检查装置气密性 [问题思考]在装入药品前,需要检查装置的气密性,同学们是否知道 A 装置检验气密性的方法? 先将导管放入水中,再用手握住试管,观察导管口有没有气泡冒出。如果有气泡冒出,说明装置不漏气。 四、检查装置气密性 [问题思考]B装置是否能采用同样的方法检验装置气密性呢? 如果不能,可以怎样检验? 不能。可以用弹簧夹夹住乳胶管后,向长颈漏斗中加水,如果水不能完全流入锥形瓶,在长颈漏斗中形成稳定液面,那么说明装置不漏气。 五、完成实验 制取二氧化碳的过程 (1)查:连接仪器,检查装置气密性。 (2)装:将大理石(或石灰石)装入锥形瓶内,并塞紧橡胶塞,发生装置内导管刚露出塞子即可。 (3)定:将装置固定好。 (4)加:从长颈漏斗中加入稀盐酸至浸没漏斗下端,形成液封。 (5)收:收集气体,导管一定要插入集气瓶底部。 (6)验:检验气体是否收集满。 六、总结升华 实验室里制取气体的一般思路和方法,首先应该确定制取气体的化学反应原理,其次根据原理设计制取气体的实验装置,最后验证得到的气体是否就是所要制取的气体。 六、总结升华 [问题思考]如何确定制取气体的化学反应原理呢? 确定原理时,需要综合考虑反应的速率大小,产生的气体是否易于收集,是否纯净,实验操作是否简单、安全,实验过程是否会产生污染,以及试剂的价格等因素。 六、总结升华 [问题思考]如何确定制取气体的发生装置呢? 根据反应物状态(如固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等)和反应条件(如是否需要加热、使用催化剂等)。 六、总结升华 [问题思考]如何确定制取气体的收集装置呢? 根据气体的性质(如密度、是否溶于水,是否与水反应等)确定气体的收集装置。 六、总结升华 [问题思考]如何验证得到的气体就是所要制取的气体? 根据气体的性质(如可燃性或助燃性,或与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证。 六、总结升华 [问题思考]还有什么需要注意的? 如果气体有毒性或污染性,还需要考虑尾气的处理;若气体不纯,还需要考虑去除杂质的装置。 总结 2.实验室制取二氧化碳的实验装置 (1)发生装置:反应物状态和反应条件。 (2)收集装置:密度和水溶性。 1.实验室制取二氧化碳的反应原理 药品选择:大理石(石灰石)和稀盐酸。 化学方程式:CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O。 25 总结 3.二氧化碳气体的检验和验满 (1)检验:将被检验气体通入澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,则证明该气体是 CO2,否则不是。 (2)验满:将燃着的木条放在瓶口,若木条熄灭,证明集满。 26 总结 4.制取二氧化碳的实验操作步骤 (1)连接仪器、检查装置气密性; (2)将大理石(或石灰石)装入锥形瓶内,并塞紧橡胶塞; (3)将装置固定好; (4)从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没漏斗下端; (5)收集气体; (6)检验气体是否收集满。 27 课堂评价 1.可生成二氧化碳的反应很多,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人和动物的呼吸作用;⑥石灰石与稀盐酸反应;⑦碳酸钙粉末与浓盐酸。其中可用于实验室中制取二氧化碳的是( ) A.①②③ B.③④⑤ C.⑥ D.全部 C 课堂评价 2.证明集气瓶中收集满二氧化碳的正确方法是( ) A.加入澄清石灰水 B.加入紫色石蕊试液 C.把燃着的木条放在集气瓶口 D.把燃着的木条伸到集气瓶内 C 课堂评价 4.实验室制取某些气体的装置如图。下列说法正确的是( ) A.装置①和⑤组合可以用来制取氧气 B.装置②和④组合可以用来制取氧气 C.装置②和④组合可以用来制取二氧化碳 D.装置②可以较好地控制反应速率 A 课后实践 利用家用发酵粉和白醋为原料,选择生活中器材完成二氧化碳的制取实验,并验证二氧化碳的溶解性。 $$