第六单元课题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

课题3 二氧化碳的实验室制取 (1)了解实验室里制取二氧化碳的原理,学习比较、分析、归纳等科学方法。 (2)探究实验室里制取二氧化碳的装置,学会依据探究目标设计并实施实验方案,体会合作与交流在科学探究中的重要作用。 (3)比较实验室里制取氧气和二氧化碳的方法,归纳实验室里制取气体的一般思路和方法。 药品 KMnO4 H2O2溶液和MnO2 反应原理 反应物状态 反应条件 发生装置 收集装置 实验室制取氧气的知识回顾 固体 加热 固体、液体 常温;催化剂 新课引入 氧气不溶于水且不与水发生反应 氧气的密度比空气的大 一、实验室制取CO2的化学反应原理 实验药品: 稀盐酸、大理石或石灰石(主要成分是CaCO3) 总的化学方程式: 新课引入 实验原理: 确定实验室里制取二氧化碳的化学反应原理时,需要考虑哪些因素? 1、反应速率大小; 2、产生的气体是否易于收集、是否纯净; 3、实验操作是否安全、简单; 4、实验过程是否会产生污染。 5、试剂的价格等因素; 6、反应条件适宜(常温比加热、高温优); 综合考虑,选择最佳方案。 在我们所学过的反应中,有哪些反应可以产生二氧化碳呢?实验室里能选用这些反应来制备二氧化碳吗? 生成二氧化碳的反应 优点 能否用于实验室制取CO2及理由 不能,制得的气体可能不纯 不能,制得的气体可能不纯 不能,条件较难满足 不能,条件较难满足 操作方法简单 原料廉价易得,操作方便 气体易收集 气体易收集 01 发生装置的选择 反应物的状态 (固体还是液体,还是固液混合) 反应条件 (是否加热、使用催化剂) 二、实验室里制取二氧化碳的装置 探索新知 气体 制取原理 反应物的状态 反应条件 二氧化碳 稀盐酸和石灰石(大理石)反应 氧气 加热高锰酸钾 过氧化氢分解 固体 液体 常温 加热 固体 液体 固体 常温 密度比空气的大 密度比空气的小 1.不易溶于水; 2.不与水反应。 02 收集装置的选择 探索新知 根据气体的性质选着 02 收集装置的选择 排空气法 向上排空气法(气体密度比空气大) 向下排空气法(气体密度比空气小) 排水法(不易溶于水并且不和水反应) 二、发生装置和收集装置的选择 探索新知 气体 气体的密度与空气的比较(大或小) 是否溶于水,是否与水反应 二氧化碳 氧气 氧气的密度大于空气的密度 不易溶于水,不与水反应 二氧化碳的密度大于空气的密度 能溶于水,与水反应 向上排空气法 向上排空气法 排水法 锥形瓶 烧杯 试管 集气瓶 长颈漏斗 水槽 酒精灯 双孔 单孔 装置 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 1 2 思考与讨论:如何检查装置的气密性? 在右侧橡胶管上夹紧弹簧夹,向长颈漏斗内注水,漏斗颈内形成一段稳定的水柱,长时间不下降,表明装置气密性良好。 将导管一端放入水中 ,双手紧握容器外壁,一段时间后导管口有气泡产生 ,且松开手后,管内形成一段稳定的液柱,则装置不漏气。 注意: 实验室制取二氧化碳的装置 ? 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 充分排走集气瓶中的空气 长颈漏斗必须液封 导管应稍露出橡皮塞 1. 怎样检验生成的气体是二氧化碳? 将产生的气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则该气体是CO2 。 澄清石灰水 变浑浊 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? 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条熄灭,则瓶中二氧化碳已满。 装 置 特点 装置简单,但不便于添加药品 便于添加液体药品 可以控制反应速率 可以控制反应速率 可以控制反应的发生和停止 常见的几种二氧化碳的发生装置 我是如何控制反应的发生与停止的呢? 拓展至真 几种可控装置: A B C ①控制反应的发生与停止 ②适用于块状固体与液体反应 D 原理:控制固体药品和液体药品的接触与分离 实验室制取二氧化碳的实验步骤 检查气密性 收集气体 加药品 检验气体 验满 放置 澄清石灰水 变浑浊 CO2的密度大于空气 正放 先固后液 按要求 连接仪器 往长颈漏斗中加水至液面超过长颈漏斗下端,夹紧胶皮管,继续加水至形成一段水柱,若一段时间内水柱稳定不回落,则说明装置气密性良好。 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。 【问题与交流】 1. 在实验中你发现了什么问题?你是如何解决的? 与同学讨论交流。 如:经多次检验,CO2未收集满,可能的原因是什么? ①装置漏气,需重新检查气密性; ②稀盐酸反应完,应添加稀盐酸后继续收集等。 【问题与交流】 2. 怎样用实验证明碳酸饮料(如汽水)中含有CO2? 自己试一试。 如:可以将汽水倒入试管中,塞上带导管的单孔橡胶塞,将导管另一端放入澄清石灰水中。用手轻轻摇动试管,或给试管微微加热,若观察到澄清石灰水变浑浊,则证明汽水中含有二氧化碳。 练习:找出图中装置有哪几处错误。 长颈漏斗末端没有 伸入到液面以下 导气管伸入过长 没有用向上排 空气法收集 导管未伸入集气瓶底部 1.实验室制取 CO2有以下几个步骤: ①按装置图连接好仪器②向长颈漏斗中加入稀盐酸 ③向锥形瓶内加入块状石灰石 ④检查装置的气密性 ⑤收集反应生成的气体 以上操作的排列顺序正确的是( ) A.①②③④⑤ B.②①④③⑤ C.①②④③⑤ D.①④③②⑤ D 2.如图分别为二氧化碳的制取、验满、收集和性质检验的装置图。其中错误的是( ) A B C D C 1.(2021 重庆)实验室制取CO2部分操作图示,其中错误的是( ) A.检查气密性 B.仪器连接 C.加入药品 D.收集气体 C 例 实验室按图所示装置制取CO2,并检验CO2的性质。试回答以下问题: (1)实验开始时,先应检查装置A的 。 (2)用装置A来制取CO2,所用的药品是 和 (写化学式)。 气密性 HCl CaCO3 (3)若要用装置B鉴定CO2,在B中应盛放的试剂名称是 ,当将标①和②的导管口连接时,B中看到的实验现象是 。 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 (4)若要用装置C证明CO2能与水反应生成碳酸,C中除有少量水外,还应加入的试剂是 ,当将标①和③的导管口连接时,C中看到的实验现象是 。 紫色石蕊溶液变成红色 紫色石蕊溶液 (5)烧杯D中放有燃着的蜡烛,当将标①和④的导管口连接时,D中看到的实验现象是 。 燃着的蜡烛自下到上依次熄灭 实验室里制取气体的一般思路 1.确定制取气体的化学反应原理:即在实验室条件下,选择什么试剂、通过什么反应来制取这种气体; 2.设计制取气体的实验装置; 3.验证制得的气体就是所要制取的气体。 请你根据上述的对比研究,归纳确定实验室气体制取装置的一般思路 【例4】 检验集气瓶中的气体是否是二氧化碳,正确的操作方法是( ) 检验集气瓶中是否收集满二氧化碳,正确的操作方法是 ( ) A.向瓶中倒入澄清的石灰水 B.将燃着的木条伸入瓶中 C.将燃着的木条放在瓶口 D.带火星的木条伸到瓶口 A C 将小苏打与白醋以质量比为1:2混合,待小苏打完全消失后再将泡泡吹入 查阅资料,考虑原因 会跳舞的泡泡 酒精灯 集气瓶 B D A E B D B 验纯 二氧化碳易溶于水且密度比空气大 反应速率太快,不便于收集气体 浓盐酸具有挥发性使制得的气体不纯,混有氯化氢气体 反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在大理石表面,阻止反应的进行 交流与讨论 1. 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( ) A B C D B 2. 实验室制取二氧化碳时不使用稀硫酸是因为( ) A.不能反应 B.反应发生后生成的微溶物阻止反应继续进行 C.生成的气体不纯净 D.反应速率太快 B 3. 在实验室制取二氧化碳时,下列有关该实验的操作,正确的是( ) A.用向下排空气法收集一瓶二氧化碳气体 B.先往试管中放入石灰石,再滴入稀硫酸 C.将燃烧的木条伸入集气瓶中,检验生成的气体是否是二氧化碳 D.将集满二氧化碳气体的集气瓶盖上玻璃片,正放在桌上 D 4. 利用下图所示装置,能完成实验室制取气体的是( ) A.用①③制取氧气 B.用②③制取二氧化碳 C.用②④制取氧气 D.用①⑤制取二氧化碳 C 5.根据下图装置,回答问题: F A B D C E 氢气是相同条件下密度最小的气体,难溶于水。实验室中可以用金属锌与稀硫酸反应制取氢气,其发生装置应使用 ,收集装置可选用 . F C 或 E 课堂练习: C F 1 实验室制取氧气的发生装置应选择 , 收集装置应选择_。 2 实验室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、B、C D、 E B 、C E 、F B、 C D 1. 多用途气体收集装置 密度大于空气的气体 密度小于空气的气体 不易溶于水的气体 进 出 进 出 水出 气进 长进短出 短进长出 短进长出 发生装置: 收集装置: CaCO3 + 2HCl = CaCl2+H2O+CO2 固体 液体 不加热 固液常温型 CO2能溶于水 CO2密度比空气大 向上排空气法 二、发生装置和收集装置的选择 探索新知 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。 除去HCl 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 除去H2O CO2(HCl、H2O) 浓盐酸 和石灰石 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 vid:v0300fg10000cd162jjc77ub5g080reg Lavf57.62.100 Lavf56.36.100 Lavf59.6.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.78(fixed_gap:False) $$