课题3 二氧化碳的实验室制取-【教材笔记】2026-2027学年九年级上册化学课前预习笔记（人教版·新教材）

课题3二氧化碳的实验室制取 学习目标 ●掌握实验室制取二氧化碳的反应原理。重点© ●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。重点© ●了解实验室制取气体的一般思路和方法。 新知解读山 我们已经学习过氧气的实验室制法。请回忆一下，在实验室里制取氧气的 方法有哪几种？二氧化碳在生产和生活中的用途非常广泛。那么，在实验室里 如何制取二氧化碳呢？ 知识点1》实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 在实验室里，常用稀盐酸与石灰石（或大理>实验室制敢二氧化碳的试剂 石，主要成分都是碳酸钙)反应来制取二氧化碳。 敲黑板 实验室制取CO,的试剂选择： 反应的化学方程式可以表示如下： 1.不能选用浓盐酸，因为浓盐酸 易挥发出HCI气体，导致制得的 CaCO+2HCI=CaCl,+H.CO CO,不纯。 碳酸钙 氯化钙 碳酸 2.不能选用稀硫酸，因为稀硫酸 与石灰石（或大理石）反应生成的 碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。微溶于水的硫酸钙会附着在石灰 石（或大理石）的表面，阻止反应 H2CO3=C02↑+H20 继续进行。 3.不能选用碳酸钠代替石灰石 因为碳酸钠是粉末，与盐酸反应 总的化学方程式是： 太快，产生的气体不便于收集。 CaCOa+2HCI=CaCl2+CO2+H2O )实验室制取二氧化碳的反应原理 知识拓展 @)思考与讨论 工业上通过搬晓石灰石制取二氧 确定实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 化碳，同时生成氧化钙，化学方程 时，需要考虑哪些因素？ x为CaC0,高送ca0+c021。 反应的速率大小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实 验操作是否安全、简单，实验过程中是否会产生污染，以及 试剂的价格等。 第六单元碳和碳的氧化物 145 知识点2》： 实验室里制取二氧化碳的装置 ◎探究① 实验室里制取二氧化碳的装置 敲黑板 常见的气体发生装置： 【问题】 如何设计实验室里制取二氧化碳的装置？ 【方案设计】 固体加热型固液常温型 实验室里制取气体的装置一般包括发生装置和收集装置。 (1)确定气体发生装置的依据。>有时还需要除杂、千燥和尾气处理装置 从实验室制取气体的原理出发，根据反应物的状态（如固体与固体、固体 与液体、液体与液体等)、反应条件（如是否需要加热、使用催化剂等）来确 定气体发生装置，完成下表。 气体 制取原理 反应物的状态 反应条件 稀盐酸与石灰石 二氧化碳 固态+液态 常温 (或大理石)反应 高锰酸钾分解 固态 加热 氧气 过氧化氢分解 液态 常温、使用固体催化剂 (2)确定气体收集装置的依据。 严一殷排水法收集到的气体较纯 根据气体的性质选择气体收集方法（排空气法或排水法①），确定气体收 集装置，完成下表。气体的密度、在水中的溶解性，是否与水反应 气体的密度与空气的比较 气体 是否溶于水，是否与水反应 (大或小) 二氧化碳 密度比空气大 能溶于水，能与水反应 氧气 密度比空气大 不易溶于水，不与水反应 敲黑板 常见的气体收集装置： ①当采用排空气法时，如果气体的密度比空气的大，采用向上 向上 向下 排水法 排气法；如果气体的密度比空气的小，采用向下排气法。当气体的密排空气法排空气法 度与空气的密度相近且难溶于水时，一般采用排水法。 146教材笔记化学九年级上册RJ (3)选择仪器，设计装置。 根据上述比较，分析制取二氧化碳、氧气的发生装置和收集装置各有什么 不同，并设计实验室里制取二氧化碳的装置。 >发生装置：固液常温型。收集装置：向上排空气法 图6-18所示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，还可以利用代用品。 锥形瓶 平底烧瓶 烧杯 试管 集气瓶 长颈漏斗 4 双孔自 带导管的橡胶塞 水槽 酒精灯 图6-18可供选择的仪器 【评价与反思】 同学之间互相讨论和交流，分析各自设计的装置的优缺点。小组讨论，优 化方案，设计一套安全可行的装置。 在实验室里，我们可以采用图6-19所示的装 长须漏斗< 置来制取二氧化碳。 集气瓶 维形瓶 长颈漏斗下鶉伸到液面以下< 导管伸到 ⑥)思考与讨论 集气瓶底 请根据二氧化碳的性质讨论： 图6-19实验室里制取二氧 (1)怎样检验生成的气体是二氧化碳？ 化碳的一种装置 将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳。 (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口，若木条熄灭，证明集气瓶中已充满了二氧化碳。 第六单元碳和碳的氧化物 147 检验二氧化碳和证明二氧化碳是否集满的方法 如图6-20所示。 气体 ,燃着的木条 C02 放在瓶口 澄清 石灰水变浑浊 石灰水 检验二氧化碳的方法 证明二氧化碳是否集满的方法 图6-20检验二氧化碳和证明二氧化碳是否集满的方法示意图 G方法导引 实验室里制取气体的一般思路和方法 通过研究二氧化碳和氧气的实验室制取，我们可以总结出实验室里制取气 体的一般思路和方法。 （1)确定制取气体的化学反应原理：在实验室条件下（如常温、加热、 使用催化剂等)，选择什么试剂、通过什么反应来制取这种气体。确定原理时， 需要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 操作是否安全、简单，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。 >发生装置→除杂装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置 (2)设计制取气体的实验装置：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（如有必要，还应考虑设置除去杂质的装置和尾气处理装置等）。 (3)验证得到的气体就是所要制取的气体：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。 148 教材笔记化学九年级上册RJ ③学完本课题你知道了什么 1.实验室里可用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应来制取 二氧化碳。 2.实验室里制取二氧化碳的装置，检验二氧化碳和证明 二氧化碳是否集满的方法。 3.实验室里制取气体的一般思路和方法。 练习与应用 1.实验室里采用图6-19所示的装置制取二氧化碳时，一般有5个步骤：①检查装置的气密 性；②按要求组装好仪器；③向长颈漏斗中注入稀盐酸；④收集气体；⑤向锥形瓶中放 入几小块石灰石。正确的操作顺序是 ②①⑤③④ (填序号)。 2.列举你知道的能生成二氧化碳的反应（能用化学方程式表示的，写出化学方程式）， 与同学讨论这些反应能否用于实验室里制取二氧化碳，并说明理由，完成下表。根据表 格内容分析，选择用于物质制取的反应时，需要考虑哪些方面的问题。 序号 生成二氧化碳的反应 能否用于实验室里制取二氧化碳及理由 1 点燃 C+02CO 不能，C02中混有02杂质 2 点燃 2C0+022C0 不能，CO2中混有O2或C0杂质 3 高温 不能，反应条件为高温，对仪器要求高 C+2Cuo=2Cu CO2 且反应缓慢 4 Na,CO,+2HCl-2NaCl+CO,1+H2O 不能，反应速率过快，不便于收集CO。 CaCO,+2HCI=CaCl,+CO,+H,O 能，反应速率适中，便于收集C02:不需 加热，操作方便 3.实验室里现有高锰酸钾、石灰石、稀硫酸和稀盐酸，以及下图所示的仪器。 双孔 ① ② 6 ⊙ 第六单元碳和碳的氧化物 149 (1)利用上述仪器和试剂可以制取二氧化碳。你选择的仪器是①②⑦⑧（填序 号)，试剂是石灰石和稀盐酸，收集二氧化碳时证明是否集满的方法是 将燃着的小木条放在集气瓶口，岩木条熄灭，说明二氧化碳已集满。 (2)若补充一种仪器试管（填仪器名称)，再利用上述仪器和试剂还可以制取氧 气。你选择的仪器是①③④⑤⑥ (填序号)，试剂是高锰酸钾 反应的化学方程式为2KMnO,△KMnO,+MnO2+O2↑ 4.实验室里用右图所示装置制取二氧化碳，并研究二氧化碳的 性质。 (1)装置A中长颈漏斗的下端插入液面以下的原因是 形成液封，防止产生的气体从长颈漏斗口逸出 (2)装置B中观察到的实验现象是石慈溶液由紫色变为红色 石蕊 用化学方程式说明原因：C02+H2O=H2CO 溶液 A C (3)若用装置C来检验二氧化碳，则C中应加入的试剂为澄清石灰水，C中观察到 的实验现象是澄清石灰水变浑浊 ,反应的化学方程式为 Ca(OH)2 CO,=CaCO3 +H2O 5.CaCl2·2H0(二水合氯化钙)可用于食品加工、制药等领域。工业上生产CaC2·2H0的 主要流程示意图如下图所示。 石灰石 稀盐酸 过滤器 粉碎机 反应器 蒸发，CaC22H0 (1)石灰石的主要成分是CaC03(填化学式)。 (2)反应器中发生反应的化学方程式为CaCO,+2HC一CaCl2+H,0+CO2↑_。 (3)上述流程中，粉碎机和搅拌器所起的作用是什么？ 增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，并加快反应的速率。 6.足量稀盐酸与25g碳酸钙充分反应，生成二氧化碳的质量是多少？ 解：设生成二氧化碳的质量是X。 CaCO3+2HCI=CaCl2+H2O+CO2 1 100 44 25g X 100_25g 44 x=11g 答：生成二氧化碳的质量是11g。 150教材笔记化学九年级上册RJ