6.3二氧化碳的实验室制法---2025-2026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法 汇报人：稻小壳 我们知道，碳燃烧可以得到二氧化碳，但是这种方法难以收集到纯净的二氧化碳。 那么实验室里如何制取二氧化碳呢？ 2 根据前面学过的实验室制取氧气的方法，你能设计出实验室制取二氧化碳的思路吗？ 选择适当的反应，包括反应物和反应条件；选择合适的实验装置；检验制得的气体等。 讨 论 实验室常用稀盐酸与块状大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)在常温下反应来制取二氧化碳。 反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 知识点1 实验室制取二氧化碳的化学反应原理 4 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↑ 碳酸钠、稀硫酸也是实验室中常见的试剂，可以用碳酸钠和稀盐酸或者是碳酸钙和稀硫酸反应来制取二氧化碳吗？实验室还有粉末状的碳酸钙试剂，用它来制取二氧化碳，效果会怎么样呢？ 反应药品的选择 CaCO3粉末和稀盐酸生成CO2 反应速率太快，不易收集。 大理石和稀盐酸生成CO2 产生气泡速率比较适中，适合实验室制取二氧化碳。 大理石和稀硫酸生成CO2 反应速率太慢，不利于收集。 注意：硫酸与石灰石反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，阻止反应继续进行。 碳和氧气燃烧生成CO2 不能，制得的气体可能不纯。 碳和氧化铜在高温条件下生成CO2 不能，条件较难满足。 Na2CO3粉末和稀盐酸反应生成CO2 反应速率太快，不易收集。 依据： 根据反应物状态、反应条件。 发生装置的选择 气体发生装置 反应物的状态 固体和固体反应 固体和液体反应 液体和液体反应 …… 反应条件：是否需要加热、加催化剂等。 知识点2 实验室里制取二氧化碳的装置 CO2和O2的实验室制取比较 气体 制取原理 反应物的状态 反应条件 CO2 稀盐酸和石灰石 （或大理石）反应 O2 高锰酸钾分解 过氧化氢分解 固体＋液体 固体 固体＋液体 常温（不加热） 常温（不加热） 加热 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 收集装置的选择 气体收集装置 排空气法 密度比空气大的——向上排空气法 密度比空气小的——向下排空气法 气体收集装置取决于气体的密度和溶解性。 排水法：不易溶于水，不与水发生反应。 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 反应仪器的选择 根据上述比较，在下图所列仪器中，选择适当的仪器(也可另选或自制仪器，或利用替代品)，组装成制取二氧化碳的发生装置和收集装置。 与同学讨论、交流，分析各自设计的装置的优缺点。 活 动 1 2 起液封作用，防止生成的气体从长颈漏斗跑掉。普通漏斗颈较短，难达到液封要求，因此，不宜用普通漏斗代替长颈漏斗。 长颈漏斗为什么要插入液面下？可以用普通漏斗代替长颈漏斗吗？ 思考 发 生 装 置 为什么插入集气瓶的导气管要接近瓶底？ 思考 如果不接近瓶底，瓶内空气不易排出，收集到的CO2气体不纯。 收集装 置 实验室制备并收集二氧化碳通常有以下操作步骤： ①连接装置，并检验装置的气密性； ②装入石灰石(或大理石)，塞紧橡胶塞； ③固定好反应装置； ④向长颈漏斗中加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口加入稀盐酸； ⑤收集气体； ⑥检验气体是否收集满。 实验步骤 连接装置，检验气密性 加入反应物 收集气体 检验 验满 拓 展 将待检气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳，否则不是。 检验 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已集满，否则未集满。 验满 【点击图片播放视频】 【点击图片播放视频】 取用大理石时，先将锥形瓶横放，把大理石放入瓶口使其缓慢滑到瓶底。 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 知识点3 实验室制取气体的一般思路和方法 1. 确定制取气体的化学反应原理 综合考虑： 反应的速率大小 产生气体是否易于收集 生成气体是否纯净 实验步骤是否简单 实验操作是否安全 实验过程是否会产生污染 试剂的价格 ...... 2. 设计制取气体的实验装置 实验室常见气体的发生装置： 装置类型 发生装置 固体加热型 固液常温型 导管不能伸入试管过长，否则不利于气体排出 试管口略向下倾斜，防止冷凝水流至热的试管底部，使试管炸裂 铁夹夹在距试管口 ~ 处 1 1 4 3 长颈漏斗末端伸入液面以下起液封作用 实验室常见气体的收集装置： 收集装置 示例 特点 向上排空气法 向下排空气法 排水法 O2、CO2 H2 O2、H2 排空气法收集到的气体：干燥 排水法收集到的气体：纯净 导管末端插到集气瓶底部 导管放在集气瓶口即可 若要收集的气体既能溶于水，又能和空气中的成分反应，可考虑用排液法(要求气体不与该液体反应，也不溶于该液体)收集。 3. 验证得到的气体 根据气体的性质： 可燃性 助燃性 与某些试剂反应有沉淀生成 ...... 课堂教学展示 课堂小结 二氧化碳制取的研究 药品：石灰石（大理石）和稀盐酸 反应原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ 检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。 发生装置：固液不加热型 收集装置：向上排空气法 装置的确定 验满：将燃着的木条放在瓶口，熄灭则已满。 1. 实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 (1) 所需试剂:在实验室里,常用　　　　和　　　　(或　　　　,主要成分都是　　　　)反应来制取二氧化碳。  (2) 反应的化学方程式:　　　　　　 　　　　　　　　　。  石灰石 稀盐酸 大理石 碳酸钙 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 2. 实验室里制取二氧化碳的装置 (1) 实验室里制取二氧化碳是用　　　　体和　　　　体在　　　　下的反应,可采用实验室用　　 　　　(二氧化锰作催化剂)制取氧气的发生装置。  (2) 收集装置:因二氧化碳的密度比　　　 　且　 　　　水,通常用　　　　　　法收集。  3. 验证气体是不是二氧化碳的方法为　  　　　　　;检验二氧化碳是否收集满的方法为 　 。  固 液 常温 过氧化氢溶液 空气大 能溶于 向上排空气 将气体通入澄清石灰水,若变浑浊, 则为CO2 将燃着的木条置于集气 瓶瓶口,若火焰熄灭,则已集满 1. 实验室制取CO2,下列措施可使化学反应速率加快的是 (　　) A. 降低反应温度 B. 用稀硫酸代替稀盐酸 C. 粉碎大理石 D. 加水稀释盐酸 2. 下列实验室用大理石固体和稀盐酸制取二氧化碳的实验操作中,正确的是 (　　) C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D 3. 实验室制取二氧化碳一般有如下五步:① 收集气体;② 检查装置的气密性;③ 按要求连接好仪器;④ 向锥形瓶中放入几小块大理石;⑤ 向漏斗中注入稀盐酸。正确的操作顺序是 (　　) A. ②③⑤④① B. ③②⑤④① C. ③②④⑤① D. ②③④⑤① 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C 4. 质量相同的两块碳酸钙,一块在高温下完全分解生成氧化钙和二氧化碳,另一块加入足量的稀盐酸充分反应,则产生的二氧化碳气体 (　　) A. 两种情况下的一样多 B. 高温分解后的多 C. 加稀盐酸后的多 D. 无法比较 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5. 利用塑料瓶等用品设计如图装置制取和检验二氧化碳。 (1) 塑料瓶①相当于实验室中的　　　　(填仪器名称)。  (2) 用稀盐酸与大理石制取二氧化碳,反应的化学方程式为  　。  集气瓶 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (3) 检查装置A的气密性,方法是  。  (4) 用装置B检验二氧化碳,应盛放的试剂是　　　　　　　。  (5) 用装置C收集二氧化碳并验满,此过程体现二氧化碳的性质有 　　　　　 　　 。 连接仪器,关闭K1,向装置A左侧塑料瓶 中加水,当左侧液面高于右侧时停止加水,能形成稳定的液面差则气密 性良好 澄清石灰水 密度比 空气大,不燃烧,也不支持燃烧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6. 图中甲装置可作为实验室制取CO2的发生装置,下列说法中,正确的是 (　　) A. M所指仪器的名称是广口瓶 B. 仪器a、b插入双孔橡胶塞的先后顺序是先a后b C. 甲装置可以用作实验室制氧气的发生装置 D. 将甲中仪器a换成仪器乙,优点是能控制反应随 时停止和进行 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7. 如图所示为实验室制取二氧化碳的收集装置,下列说法错误的(　　) A. 植物油的作用是防止二氧化碳溶于水 B. 量筒的作用是测量收集到的二氧化碳气体的体积 C. 集气瓶上方的空气对二氧化碳的纯度没有影响 D. 二氧化碳可以用向上排空气法收集 C 8. 下列实验室制取二氧化碳的发生装置中,不能使反应随时停止或发生的是 (　　) B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9. 实验小组在实验室里进行制取气体的实验探究。实验台上有高锰酸钾、过氧化氢溶液、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及如图所示仪器。 (1) 实验小组首先打算制取二氧化碳,请写出小组成员选择的仪器序号和选择的试剂名称:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ①②⑦⑧;石灰石和稀盐酸 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (2) 若实验小组打算选用与(1)不同的试剂,而与(1)相同的装置制取其他气体,请写出制取该气体的化学方程式:　　　　　　　　　　　 。 (3) 在制取二氧化碳的实验过程中,长颈漏斗的末端要始终  　　,以防止气体从漏斗口逸出。 2H2O2 2H2O+O2↑ 伸入液面以 下 10. 实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳。现取25g大理石于烧杯中,缓慢加入稀盐酸(大理石中的杂质不溶于水,也不与稀盐酸反应),剩余固体质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。求: (1) 25g大理石中碳酸钙的质量为　　　　。  (2) 恰好完全反应时生成二氧化碳的质量。 20g 第10题 (2) 解:设恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为x。 +2HCl CaCl2+H2O+↑ =　x=8.8g 答:恰好完全反应时生成二氧化碳的质量为8.8g。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 $$