6.3二氧化碳的实验室制取同步讲义--2025-2026学年九年级化学人教版上册

第六单元：碳和碳的氧化物 课题3 二氧化碳的实验室制取 一、 实验室制取气体的一般思路 1. 确定反应原理：选择合适的药品和化学反应。 2. 选择发生装置：根据反应物的状态和反应条件。 3. 选择收集装置：根据生成气体的密度、溶解性、能否与水反应等性质。 4. 检验与验满：确定检验气体和判断收集满的方法。 二、 二氧化碳的制取原理 1. 药品选择：大理石（或石灰石，主要成分CaCO₃）和稀盐酸（HCl）。 2. 反应原理（化学方程式）： CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 解释：碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。碳酸（H₂CO₃）是中间产物，不稳定，易分解。 为什么选用石灰石和稀盐酸？ 对比实验结论： · 石灰石（块状）+ 稀盐酸：反应速率适中，便于收集。 · 碳酸钠/碳酸钙粉末 + 稀盐酸：反应速率太快，不易控制。 · 石灰石 + 稀硫酸：反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍反应继续进行。 三、 实验装置 1. 发生装置：选择依据是反应物的状态和反应条件。 制取CO₂属于“固体+液体 → 气体”类型，且不需要加热。 常用装置： · 锥形瓶（或大试管）+ 长颈漏斗 + 带导管的双孔橡胶塞。 · 也可使用带孔塑料板（或隔板）的装置，便于控制反应的发生与停止。 2. 收集装置：选择依据是气体的密度和溶解性。 · CO₂密度比空气大，且能溶于水，与水反应生成碳酸。 · 收集方法：只能用向上排空气法。 装置气密性检查方法（针对有长颈漏斗的装置）：用弹簧夹夹住乳胶管，向长颈漏斗中加水至形成一段水柱，静置，若水柱高度保持不变，则说明装置气密性良好。 四、 实验步骤与注意事项 1. 检查装置气密性。 2. 向锥形瓶（或大试管）中装入块状石灰石（或大理石）。 3. 从长颈漏斗中加入稀盐酸，液面必须浸没长颈漏斗的下端管口，以防止气体从漏斗逸出。 4. 用向上排空气法收集气体，导管应伸入集气瓶底部。 5. 验满后，盖好玻璃片，正放在桌面上。 正确的操作顺序：检查气密性 → 装固体药品 → 加液体药品 → 收集 → 验满。 五、 二氧化碳的检验与验满 1. 检验方法：将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。 化学方程式：CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O 2. 验满方法：将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满。 六、 多功能瓶（m、n装置）的使用 装置图示 用途 进气口 原理 m装置（正放） 向上排空气法收集密度比空气大的气体（如CO₂） a管进（长管） 气体密度大，沉在底部，将空气从b管（短管）排出。 n装置（正放） 排水法收集气体（如O₂、H₂） c管进（短管） 气体聚集在瓶上部，将水从d管（长管）压出。 n装置（正放） 向上排空气法收集密度大的气体 d管进（长管） 气体密度大，沉在底部，空气从c管（短管）排出。 记忆口诀：“长进短出”排重气，“短进长出”排水或排轻气。 易错点与注意事项： · 不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因见上。 · 不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，使制得的CO₂中混有HCl气体，不纯。 · 不能用碳酸钠、碳酸钙粉末代替石灰石，因为反应速率太快。 · 验满的燃着木条必须放在瓶口，而不是伸入瓶内。 七、 知识迁移——其他气体的收集方法选择 1. 氧气（O₂）：密度略大于空气，不易溶于水 → 可用向上排空气法或排水法。 2. 氢气（H₂）：密度远小于空气，难溶于水 → 可用向下排空气法或排水法。 3. 一氧化氮（NO）：密度与空气接近，难溶于水，且易与空气中的氧气反应 → 只能用排水法收集。 学科网（北京）股份有限公司 $