3.4 二氧化碳（课件）-2024-—2025学年浙教版科学八年级下册

第三章 空气与生命 浙教版八年级下册 第4节 二 氧 化 碳 －－－ 二氧化碳的制取 教学目标 科学观念：了解实验室中制取二氧化碳的反应原理；了解实验 室中制取气体的思路和方法。 科学思维：树立多角度、多层次地观察和分析问题的意识；初 步确立实验室制取气体的一般思路的方法。 探究实践：探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装 置制取二氧化碳。 态度责任：增强学生对化学实验的好奇心和探究欲，激发学习 化学的兴趣；培养学生勤于思考、严谨求实、勇于作出创新、 大胆实践的科学精神。 复习巩固 1、二氧化碳的化学式为 ；由 组成；二氧化碳气体由大量的 聚焦而成，每个二氧化碳分子由 构成。 2、二氧化碳 色 味的气体；密度比空气 ， 溶于水； 3、二氧化碳能与水反应生成 ，从而使紫色石蕊试液变 色； 4、检验二氧化碳一般使用 ，现象是出现 。 CO2 碳元素和氧元素 二氧化碳分子 1 个碳原子和2个氧原子 无 无 大 能 碳酸 红 澄清石灰水 浑浊 固态二氧化碳俗称干冰，可用于人工降雨，除此之外，还有许多其他的用途，是一种非常重要的物质。那么，实验室是如何制取二氧化碳的呢？ 讨论交流 想要制取二氧化碳气体，必须先要了解其中原理。 想一想我们有哪些产生二氧化碳的方式，下列方式是否符合实验室制取二氧化碳？ 煤燃烧 木材燃烧 人呼吸 酒精燃烧 蜡烛燃烧 碳还原氧化铜 不适合用于实验室制取二氧化碳。 缺点：产量少、成本高、操作不便捷、消耗能源多…… 新知导入 一、了解实验室制取CO2反应原理 1、实验室制法的条件： 1）制取应简便迅速。 2）所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要。 3）操作简单、安全，易于实现。 2、实验室制取二氧化碳的原理： ①含碳酸钙丰富的大理石或石灰石与稀盐酸反应： CaCO3 ＋ 2HCl＝CaCl2 + H2CO3 ②碳酸不稳定，容易分解成二氧化碳和水： H2CO3 = H2O +CO2↑ 总的化学方程式：CaCO3 ＋ 2HCl＝CaCl2 + H2O + CO2↑ 讨论交流 a.反应物是固体，反应需要加热 b.反应物是固体和液体，反应不需要加热 c.气体的密度比空气密度大 d .气体的密度比空气密度小 e.气体在水中溶解度较小 下列制取气体的装置分别适用于哪些情况？ 新知讲解 二、装置的设计与选择 1、发生装置的选择： （1）依据： 根据反应：CaCO3 ＋ 2HCl＝CaCl2 + H2O + CO2↑ 该反应属于固体与液体反应，且不需要加热，所以可以采用与过氧化氢分解制氧气相似的实验装置。 （2）发生装置： 新知讲解 （3）发生装置的气密性检查： 先将弹簧夹夹住橡胶软管中部，接着向长颈漏斗中加一定量的水。如果观察到 ，说明气密性较好。 漏斗中液面不明显下降 新知讲解 2、收集装置的选择： （1）依据： ①空气的平均相对分子质量为29，CO2的相对分子质量为44，由此可推出CO2的密度比空气大。 ②CO2能溶于水，在标准情况下，1体积水可溶解约1体积CO2；且与水反应，CO2溶于水生成碳酸，碳酸很不稳定，很容易分解成CO2和水。 （2）收集装置： 向上排空气法收集二氧化碳。 CO2 新知讲解 二氧化碳制取装置 （点击图片播放） 新知讲解 3、实验设计： （1）原料：大理石（石灰石）、稀盐酸 大理石或石灰石主要成分：CaCO3 稀盐酸主要成分：HCl 新知讲解 （2）原理： CaCO3 ＋ 2HCl＝CaCl2 + H2O + CO2↑ （3）实验装置： 发生装置 收集装置 新知讲解 （4）实验步骤： ①检查装置气密性； ②锥形瓶中加入大理石（或石灰石）； ③连接好装置； ④长颈漏斗中加入稀盐酸； ⑤用向上排空气法收集气体； ⑥用燃着的木条放在集气瓶口验满。 讨论交流 说一说，实验过程中下列操作的目的是什么？ 1）长颈漏斗下端要伸入液面下； 2）伸入锥形瓶中的导管要短些； 3）集气瓶中的导管要接近底部； 防止生成的气体从漏斗中逸出 使锥形瓶中原有空气快速排尽 使收集到的二氧化碳气体较纯净 讨论交流 2）实验室制二氧化碳时，能否用浓盐酸或硫酸来代替稀盐酸？为什么？ 3）能否用排水法来收集二氧化碳气体？为什么？ CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑ 若使用硫酸，则生成微溶的硫酸钙，很容易沉淀下来将大理石包裹住，使反应很快停止！ 浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳气体不纯。（含有大量的氯化氢气体） 因二氧化碳能溶解于水，所以一般不能用排水法收集二氧化碳。 讨论交流 4）怎样检验生成的气体是二氧化碳？ 答：将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。 5）怎样检验二氧化碳是否收集满？ 答：用燃着的木条接近集气瓶口，如果木条熄灭，证明已满。 归纳小结： 连接仪器 ① 检查气密性 ② 加大理石 ③ 加稀盐酸 ④ 收集气体 ⑤ 实验室里制取二氧化碳的步骤： 检验方法 验满方法 澄清石灰水 燃着的木条 新知讲解 三、二氧化碳的应用 1、作气体肥料，提高大棚作物产量； 原因：二氧化碳是植物光合作用的原料。 2、干冰可作致冷剂，保存食品和人工降雨； 原因：干冰会升华，吸收大量的热。 新知讲解 3、作灭火剂； 原因：二氧化碳不会燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大。灭火器中的反应： Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 随堂练习 1、实验室制备CO2气体并进行简单的实验，下列有关操作先后顺序正确的是（ 　） A．先装药品后检查气密性 B．先加盐酸后加石灰石 C．先将气体导管从集气瓶中取出，然后把燃着的木条放在集气瓶口检验气体是否收集满 D．先在蒸馏水中加入1～2滴石蕊试液，然后再通入二氧化碳 D 随堂练习 2、实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，而能用大理石粉末与稀硫酸反应制取二氧化碳。由此得出下列结论中，合理的是（ 　　） A．能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应的条件有关 B．反应物之间的接触面积越大，越有利于反应的进行 C．块状大理石与大理石粉末的化学性质不同 D．块状大理石与大理石粉末中各元素原子间结合状况不同 B 随堂练习 3、下列实验方法和操作中，正确的是（　 　） ①实验室用石灰石和稀硫酸制备二氧化碳时，收满二氧化碳的集气瓶应正立在桌面上 ②实验室用锌和稀硫酸制备氢气时，收满氢气的集气瓶应倒立在桌面上 ③点燃任何可燃性气体前，必须先验纯 ④制备任何气体时，都要把反应装置中的空气排尽后，再用排水法收集 A．①②③④ B．①②③ C．②③ D．②④ C 随堂练习 4、如图为初中化学常见气体的发生与收集装置。有关这些装置用途的说法正确的是（　 　） A．装置Ⅰ可作为固体加热制取气体的发生装置 B．装置Ⅱ制取气体时，可用来控制反应的开始与结束 C．能否选用装置Ⅲ或Ⅳ来收集气体，只需要考虑气体的密度 D．装置V可以用于收集H2、O2、CO2等气体 A 随堂练习 5、小乐在实验操作考核中，抽到的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”，现实验室提供如图甲药品和图乙实验装置，回答问题： （1）小乐在选择药品时有以下考虑，不合理的是 (选填字母)。 A．不能选用浓盐酸，土要是因为浓盐酸反应速度太快，不便于收集 B．可选用木炭在氧气中点燃制二氧化碳，可得到一瓶纯净的二氧化碳 C．可用稀硫酸与石灰石反应，因为此反应速度适中，且易于收集 A、B、C 随堂练习 （2）小乐应该选择图乙中的　 　 (选 填序号)制取和收集二氧化碳气体，检验二 氧化碳是否已经收集满的方法是　 　。 （3）实验室可用加热氯化铵和熟石灰固体 混合物的方法制取氨气(NH3)，则其发生装 置应选用图乙中的 (选填序号)。收 集氨的装置只能用③，而不能用④或⑤，由此可知氨气的性质是　 　。 ①④ 用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则说明已经收集满 ② 密度小于空气，且易（或能）溶于水 课堂总结 1、实验室常用大理石（石灰石）和稀盐酸反应制取CO2： 化学方程式: CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2↑ ； 发生装置: 固液常温型； 收集方法: 向上排空气法 (因为二氧化碳密度比空气大) ； 检验方法：使澄清石灰水变浑浊； 验满方法: 用燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭，则已满。 2、注意: ①实验室一般不用硫酸和浓盐酸制取二氧化碳，因为硫酸与石灰石反应生成微溶的硫酸钙覆盖在石灰石表面，使反应不能顺利进行；浓盐酸有挥发性,使制得的二氧化碳不纯。 ②由于二氧化碳能溶于水,不宜用排水法收集。 板书设计 3.4 二氧化碳（2） ……二氧化碳的制取 1、反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 发生装置: 固液常温型 收集方法: 向上排空气法 (因为二氧化碳密度比空气大) 检验方法：使澄清石灰水变浑浊； 验满方法: 用燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭，则已满。 2、注意: ①实验室一般不用硫酸和浓盐酸制取二氧化碳； ②不宜用排水法收集二氧化碳。 作业布置 1、复习本课时主要内容； 2、完成作业本中相应练习； 3、完成学案中“课后巩固”； 4、预习“实验：二氧化碳的制取与性质研究”相关内容。 $$一、实验室里制取气体的装置的确定。实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，气体发生装置反应物的状态。固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应。反应条件，是否需要加热、加催化剂等。气体收集装置排空气法密度比空气大，向上排气法密度比空气小，向下排气法排水法不易溶于水，不与水反应。2、二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较。二氧化碳制取原理，稀盐酸与大理石或石灰石反应，反应物的状态为固体与液体反应，反应条件为常温。氧气制取原理，加热高锰酸钾，反应物状态为固体，反应条件为加热。加热氯酸钾，反应物状态为固体，反应条件为加热。由二氧化锰作催化剂解，过氧化氢溶液反应物状态为液体，反应条件为常温，有二氧化锰作催化剂。二氧化碳与氧气的性质，二氧化碳密度大于空气，氧气密度大于空气，氧气不易溶于水，也不与水反应。3、根据以上比较分析，制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置各有什么不同，并设计制取二氧化碳的装置。以下仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择，你也可以另选或自制。仪器还可以利用代替品。通过分析，我们选择下面这套装置来制取二氧化碳，锥形瓶中盛有大理石，分液漏斗中加有稀盐酸。活塞可以控制稀盐酸的流速，集气瓶口向上，采用向上排空气法来收集打开活塞。稀盐酸流入锥形瓶中，与大理石发生反应，生成二氧化碳气体。燃着的小木条熄灭，说明二氧化碳已收集满，用这种方法也可以验证二氧化碳的存在。将生成的气体通入澄清石灰水中。观察到澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体是二氧化碳。通过这个实验，我们学习了实验室里制取气体的一般思路和方法。一、选择适当的反应或反应物和反应条件。二选择合适的实验装置。三验证所制得的气体。