学生实验6 二氧化碳的实验室制取与性质-【初中学霸创新题】2024-2025学年新教材九年级全一册化学同步课件(鲁教版2024)

第六单元 燃烧与燃料 学生实验6 二氧化碳的实验室制取与性质 实验目的 实验原理 在实验室中通常用石灰石（ 学习探究 一、实验室里制取CO2的化学反应原理 反应原理的探究 资料卡片1：含有碳酸根（CO32-）的化合物能与稀盐酸（HCl）或者稀硫酸（H2SO4）产生较纯的二氧化碳气体。 资料卡片2：石灰石或大理石的主要成分是碳酸钙（CaCO3），原料易得，价格便宜。 碳酸钙（CaCO3 ）、碳酸钠（Na2CO3 ） 实验试剂 实验现象 1. Na2CO3粉末和稀盐酸 2. CaCO3粉末和稀盐酸 3. 块状石灰石和稀盐酸 4. 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡，速率很快 产生气泡，速率适中 产生气泡，很快停止 实验室制取二氧化碳气体的最佳反应是: (填序号)。 3 产生气泡，速率很快 反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 这个反应实际上包含了连续发生的两个反应。 首先，碳酸钙与盐酸发生反应： CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2CO3 然后，碳酸不稳定，分解产生二氧化碳： H2CO3＝H2O+CO2↑ （1）不宜用硫酸(H2SO4)代替盐酸(HCl)，因为CaCO3和H2SO4反应生成的硫酸钙(CaSO4)微溶于水，覆盖在CaCO3表面，阻止了反应进一步进行。 （2）不宜用碳酸钠(Na2CO3)代替大理石，因为反应速率太快，不便于控制。 （3）不宜用浓盐酸，因为它具有强挥发性，会挥发出HCl气体使收集的CO2不纯。 分析 二、实验室里制取二氧化碳的装置 气体发生装置 反应物的状态 反应条件：是否需要加热、使用催化剂等　 固体与液体 固体与固体 液体与液体 …… 发生装置的选择 依据： 根据反应物的状态、反应条件。 ②固固加热型 ①固液常温型 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。 适用于反应物为固态，反应在加热条件下制取气体。 制取O2 制取CO2 原料和状态 是否加热 装置选用 原料和状态 是否加热 装置选用 KMnO4固体 需加热 固体加热 H2O2溶和MnO2固体 不需加热 固液常温 稀盐酸和大理石 不需加热 固液常温 气体发生装置选用 气体收集装置 排空气法 密度比空气大：用向上排空气法 密度比空气小：用向下排空气法 排水法：不易溶于水，也不与水反应 收集装置的选择 依据： 取决于气体的性质（如密度和溶解性）。 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集不易溶或难溶于水且不与水反应的气体 收集密度比空气大的气体 收集密度比空气小的气体 CO2和O2的相关性质比较 气体 气体密度比空气大或小 是否溶于水、是否与水反应 CO2 O2 大 略大 否 提示：空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29，则该气体的密度比空气大；反之，则密度比空气小。 是 制取O2 制取CO2 密度与空气比较 是否溶于水 装置选用 密度与空气比较 是否溶于水 装置选用 大于空气 不易溶于水 向上排气或排水法 气体收集装置选用 大于空气 易溶于水 向上排气 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 固体 液体 不需加热 密度比空气大，能溶于水且能和水反应 1 2 常见的几种固液常温型气体发生装置： 多孔塑料片 可控制反应的速率 便于添加液体试剂 可控制反应的发生和停止 实现反应物固体和液体分离 装置简单 澄清石灰水 变浑浊 检验：将气体通入澄清石灰水，或往气体中滴加澄清石灰水，振荡后石灰水变浑浊，说明该气体是CO2。 检验方法 验满方法 二氧化碳的检验和验满 验满：将燃烧的细木条放在集气瓶口，木条熄灭说明CO2集满。 验满气体 放置 检验气体 检查气密性 收集气体 加入试剂 (先固后液) 制取二氧化碳的步骤 长颈漏斗末端必须插入液面以下，起液封作用，否则生成的气体会从长颈漏斗逸出。 导管不能伸入瓶内太长，以刚露出胶塞为宜。 收集二氧化碳时导管口应接近集气瓶底部，以利于排净空气。 1 2 3 注意事项 例 如图依次是实验室制取、收集、验证、验满二氧化碳气体的装置，其中正确的是（　　） 解析：A.长颈漏斗的下端管口没有伸入液面以下，导致产生的二氧化碳由长颈漏斗逸出，错误；B.二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，只能用向上排空气法收集，错误；C.验证二氧化碳，需把气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明是二氧化碳，使燃着的木条熄灭的气体不一定是二氧化碳，错误；D.二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已集满，正确。 D 三、实验室里制取气体的一般思路和方法 根据气体的性质(如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证 确定制取气体的化学反应原理 设计制取气体的实验装置 验证气体 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 根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应等)确定气体收集装置 二氧化碳本身没有毒性，但二氧化碳不能供给呼吸。当空气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生影响。因此，在人群密集的地方应该注意通风换气。 空气中二氧化碳的体积分数/% 对人体健康的影响 3 使人呼吸急促 10 使人丧失知觉、呼吸停止，以致死亡 四、二氧化碳对环境的影响 二氧化碳不能供给呼吸 温室效应 大气中的二氧化碳就像温室的玻璃或塑料薄膜一样，既能让阳光透过，又能吸收地面散发的热量，起到了使地球升温的作用，这种现象叫作温室效应。 产生温室效应的气体： 臭氧（O3）、 甲烷（CH4）、 一氧化二氮（N2O）、 氟氯代烷（氟利昂）等。 CO2的过量排放 （1）温室效应增强，全球变暖。 （2）全球变暖带来的危害： ①两极冰川融化，海平面升高，可能淹没沿海地带。 ②土地沙漠化，农业减产。 ③使暴雨等极端天气事件发生的频率和强度增大，导致旱涝灾害加剧。 ④影响自然生态系统，改变生物多样性等。 四、实现“双碳”目标的路径 为了应对全球变暖，实现人类社会可持续发展，国际社会倡导采取低碳行动，控制大气中二氧化碳的含量，防止温室效应进一步增强。 我国明确提出了减排目标：二氧化碳排放力争于2023年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 相关措施 世界各国签署限制二氧化碳排放的公约并执行。 减少使用化石燃料，更多地利用太阳能，风能等清洁能源。 植树造林，严禁乱砍滥伐。 促进节能产品和技术的进一步开发和普及。 采用物理、化学等方法捕集、利用与封存二氧化碳。 例3 “2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”是中国对世界的庄严承诺，体现了大国担当。下列说法不正确的是（　　） A．出行尽量乘坐公共交通，低碳出行 B．露天焚烧秸秆有利于提高肥效且提高能源再利用 C．利用风能实现清洁发电有利于实现“碳中和” D．“碳达峰”“碳中和”中的碳指的主要是二氧化碳气体 解析：B.露天焚烧秸秆，会产生大量的空气污染物、二氧化碳等，不利于实现“碳达峰、碳中和”，错误。 B 课堂小结 反应原理 装置图 收集方法 检验方法 向上排空气法 将气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 验满方法 将点燃的小木条放在瓶口，若木条熄灭，则CO2已收集满。 二氧化碳的实验室制法 二氧化碳 对环境的影响 实现“双碳”目标 随堂测试 1.实验室制取二氧化碳，选用的最合适的反应物是（ ） A.碳酸钠和稀硫酸 B.石灰石和稀硫酸 C.大理石和稀盐酸 D.石灰石和浓盐酸 C 2.我国宣布力争于2060年前实现“碳中和”，即二氧化碳的排放与吸收相互平衡（如图）。下列途径中属于吸收二氧化碳的是（　　） A．绿色植物的光合作用 B．化石燃料的燃烧 C．煅烧石灰石 D．人和动植物的呼吸作用 A 29 C 3.下列有关说法或做法不符合图示理念的是（　　） A．所谓低碳就是较低的二氧化碳气体的排放 B．为实现“碳达峰”很多地区大力推广使用风能 C．为解决“白色污染”将废弃塑料袋焚烧处理 D．为实现“碳中和”工厂废气中的二氧化碳用氨水吸收 30 4.碳中和”是指通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消生产生活中产生的CO2，从而达到CO2相对“零排放”。 回答下列问题： （1）“碳中和”的“碳”是指 ____________。 （2）化石燃料的过度使用会加剧的环境问题是 ____________ 。 （3）转化法是实现“碳中和”的措施之一，将CO2和H2在催化剂的作用下转化成甲醇（CH3OH）和水是目前研究的热点。写出该反应的化学方程式 _________________________________ 。 （4）在日常生活中，你如何践行“碳中和”理念_____________（写一条即可）。 二氧化碳 温室效应 积极植树种草 CO2+3H2==== CH3OH+H2O 催化剂 31 绿卡图书—走向成功的通行证 32 $$