第六单元实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件围绕二氧化碳的实验室制取（反应原理、装置选择、操作步骤）与性质（物理性质、化学性质）展开，通过干冰造雾、植物生长、温室效应等生活实例导入，搭建生活与化学的桥梁，引导学生从已知探究未知，形成完整知识脉络。 其亮点在于以科学探究为主线，通过对比稀硫酸、碳酸钠的反应差异培养科学思维，结合“查装定加收”操作及检验验满强化科学探究与实践，联系灭火、碳酸饮料等应用体现化学观念。帮助学生构建知识闭环，教师可提升教学效率。

实验活动3：二氧化碳的实验室制取与性质 人教版九年级化学上册 · 第六单元 1.7.2013 同学们好！欢迎来到今天的化学课堂。今天，我们将一起探索一种非常奇妙的气体——二氧化碳。它不仅存在于我们喝的汽水中，也与全球气候息息相关。接下来，就让我们一起走进实验室，亲手制取二氧化碳，并揭开它神秘的面纱。 ‹#› 奇妙的二氧化碳之旅 梦幻舞台的“仙气” 干冰（固态CO₂）升华吸热，让空气迅速降温，水蒸气凝结成小水滴，从而营造出缥缈的云雾效果。 植物的“生长助推器” 它是光合作用的关键原料，在温室中适量施用，如同给植物施肥，能显著提升作物的产量和品质。 气候变化的“信号灯” 过量排放会加剧温室效应，导致全球气温升高，引发冰川消融、海平面上升，威胁着全球生态平衡。 从让饮料充满气泡的“快乐因子”，到舞台上如梦似幻的“造雾大师”，再到关乎地球冷暖的重要角色，二氧化碳既普通又神奇。那么，在实验室里，我们究竟该如何制取它？它又有着怎样独特的“脾气秉性”？今天，就让我们亲手探索！ 1.7.2013 在正式开始实验之前，让我们先看看生活中的二氧化碳。从冰镇饮料里的气泡，到舞台上梦幻的烟雾，再到温室大棚里的“气肥”，甚至是全球变暖的元凶，二氧化碳无处不在。这些现象背后隐藏着怎样的科学原理呢？这节课，我们将亲手揭开谜底。 ‹#› 选择最佳反应：寻找制取CO₂的理想方案 01 核心方案：实验室制取首选 药品：大理石（或石灰石，CaCO₃） + 稀盐酸（HCl） 方程式：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 反应特点：属于固液常温型反应，无需加热条件。生成的二氧化碳密度比空气大且能溶于水，因此实验中通常采用“向上排空气法”进行收集。 ❌ 为何不用稀硫酸？ 反应生成的硫酸钙(CaSO₄)是微溶物，会在大理石表面形成一层致密的薄膜，像保护层一样阻碍酸液与内部碳酸钙继续接触，导致反应进行片刻后就自动停止，无法持续制取气体。 ❌ 为何不用碳酸钠？ 碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸接触面积大，反应速率极快，瞬间产生大量气泡，反应过于剧烈且难以控制。这不仅给实验操作带来安全隐患，也无法平稳地收集到纯净的二氧化碳气体。 最终结论 大理石（块状固体）与稀盐酸的组合是实验室制取二氧化碳的最优解：二者反应速率适中且稳定，既能持续平稳地产生气体，又便于实验操作、控制反应进程及气体收集，是兼顾安全性与实用性的经典选择。 1.7.2013 要制取二氧化碳，首先要选择合适的药品和反应。我们通常用大理石和稀盐酸。大家可能会问，为什么不用其他组合呢？比如用稀硫酸，反应会很快停止；用碳酸钠，反应又太剧烈。通过对比，我们发现大理石和稀盐酸的反应速率刚刚好，既安全又便于收集。 ‹#› 工欲善其事，必先利其器 实验室常用化学仪器实景展示 01 核心实验药品 反应试剂：大理石（或石灰石，主要成分CaCO₃）、稀盐酸 检验用品：澄清石灰水（检验CO₂）、紫色石蕊溶液（测酸碱性） 辅助：蒸馏水（用于装置润湿或清洗） 02 关键仪器与装置 发生装置：锥形瓶（反应容器）、长颈漏斗（添加液体）、双孔橡胶塞及导管 收集装置：集气瓶、玻璃片（因CO₂密度比空气大，采用向上排空气法） 其他工具：烧杯（用于气体检验）、镊子（取用固体）、火柴（验满） 1.7.2013 接下来，我们来认识一下本次实验需要用到的“武器库”。药品方面，我们需要大理石、稀盐酸等。仪器则包括了发生装置和收集装置的各种部件。大家可以对照图片，熟悉这些仪器的名称和用途，这是顺利完成实验的基础。 ‹#› 装置设计与选择：搭建我们的“气体工厂” 图示为实验室制取二氧化碳的经典装置，直观展示了固液反应与气体收集的全过程。 01 发生装置：固液不加热型 选择依据：反应物为固体（大理石）和液体（稀盐酸），反应条件为常温，无需加热。 核心要点：长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成“液封”，防止生成的气体从漏斗口逸出。 02 收集装置：向上排空气法 选择依据：二氧化碳密度比空气大，且能溶于水并与水发生反应，因此不能使用排水法。 核心要点：导气管必须伸到集气瓶底部，以确保将瓶内的空气彻底排出，收集到纯净的气体。 1.7.2013 了解了药品和仪器，我们就要搭建起制取气体的“工厂”。发生装置我们选择固液不加热型，因为反应物状态和反应条件决定了这一点。收集装置则采用向上排空气法，这是由二氧化碳密度比空气大且能溶于水的性质决定的。大家要特别注意图中标注的两个关键点，这是实验成败的关键。 ‹#› 步步为营：实验操作详解（一） 01 查 · 检查装置气密性 操作要点：将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，观察导管口是否有气泡冒出；松开手后，若导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。 核心原理：利用气体“热胀冷缩”的物理性质，通过手温使容器内气体受热膨胀，从而产生压强差进行检验。 02 装 · 装入实验药品 操作顺序：严格遵循“先固后液”原则。先用镊子夹取大理石（或石灰石），再向容器中加入稀盐酸。 安全提示：放入固体时，需倾斜容器让固体缓缓滑入底部，切勿直接投入，以防砸破玻璃容器底部。 1.7.2013 实验操作必须严谨规范。第一步，检查装置气密性，这是保证实验成功的前提。我们通过手握法，利用热胀冷缩原理来判断。第二步，装入药品，记住“先固后液”的原则，小心地将大理石放入容器中。 ‹#› 步步为营：实验操作详解（二） 03 定 · 固定装置 将装有药品的反应容器稳固固定在铁架台上。若使用试管，铁夹应夹在距管口约1/3处，确保装置竖直平稳，防止因倾斜导致液体泄漏或反应中断，为实验安全提供保障。 04 加 · 添加液体 通过长颈漏斗缓慢注入稀盐酸，可见大理石表面迅速产生大量气泡。 关键细节：酸液需完全浸没漏斗下端管口形成“液封”，这是防止生成的二氧化碳从漏斗逸出的必要操作。 05 收 · 收集气体 采用向上排空气法收集，导管需伸入集气瓶底部以彻底排尽瓶内空气。 最佳时机：必须待导管口气泡连续且均匀冒出时再开始收集，以此确保获得高纯度的二氧化碳气体。 💡 实验锦囊：装置稳固是基础，液封操作是关键，耐心等待气泡均匀是收集纯净气体的秘诀。 1.7.2013 装好药品后，我们固定装置，然后通过长颈漏斗加入稀盐酸，这时就能看到反应开始，产生大量气泡。最后一步是收集气体，要注意，必须等到气泡连续均匀冒出时再收集，这样才能得到比较纯净的二氧化碳。 ‹#› 如何证明我们得到的是CO₂？如何知道它已满？ 01 检验 (Verification) 🎯 目的：确认集气瓶内的气体是否为二氧化碳。 🔬 方法：向瓶内倒入少量澄清石灰水，轻轻振荡。 ✨ 现象：澄清石灰水变浑浊（产生白色碳酸钙沉淀）。 ⚗️ 原理：CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O 02 验满 (Check for Fullness) 🎯 目的：确认瓶内的二氧化碳是否已经收集满。 🔥 方法：将燃着的木条放在集气瓶口部（注意：切勿伸入瓶内）。 ✨ 现象：瓶口的燃着木条立即熄灭。 🚫 易错警示：不能将木条伸入瓶内检验，也不可使用带火星的木条。 💡 核心区别：检验是“鉴定身份”，需伸入瓶内用石灰水；验满是“确认数量”，只需放在瓶口用燃着木条。 1.7.2013 收集完气体，我们需要进行两个重要的操作：检验和验满。检验是为了确认我们得到的气体就是二氧化碳，方法是通入澄清石灰水，看是否变浑浊。而验满是为了知道集气瓶是否已经收集满，方法是将燃着的木条放在瓶口，看是否熄灭。这两个操作的目的和方法完全不同，大家一定要区分清楚。 ‹#› CO₂的“外貌”与“体重”：物理性质探究 01. 基础感官性质：在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，是空气的重要组成成分之一，在常温常压下呈气态。 02. 密度比空气大 实验现象：下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭。 实验结论：CO₂密度比空气大，且不燃烧、不支持燃烧。 💡 应用启示：利用其密度大的特点，可用于灭火（覆盖燃烧物隔绝空气）。 03. 能溶于水 实验现象：向瓶内加水振荡后，软塑料瓶向内变瘪。 实验结论：CO₂能溶于水，使瓶内气压减小。 💡 生活应用：碳酸饮料的制作正是利用了这一溶解性（生成碳酸）。 1.7.2013 现在我们来探究二氧化碳的物理性质。首先，它是无色无味的气体。通过经典的阶梯蜡烛实验，我们发现它密度比空气大，且不燃烧也不支持燃烧。而塑料瓶变瘪的实验则直观地证明了它能溶于水。这些性质都非常重要。 ‹#› CO₂的“化学性格”：化学性质探究 图示：向紫色石蕊溶液中通入CO₂的实验过程。 直观展现了二氧化碳与水反应生成碳酸后， 溶液由紫变红的明显现象。 01. 与水反应：生成碳酸（酸性特征） 现象：紫色石蕊溶液变为红色。 本质：二氧化碳溶于水生成碳酸（弱酸），碳酸使指示剂变色。 反应式：CO₂ + H₂O = H₂CO₃ （碳酸不稳定，易分解为CO₂↑ + H₂O） 02. 与澄清石灰水反应：检验CO₂的“金标准” 原理：使澄清石灰水变浑浊（生成白色碳酸钙沉淀），是实验室检验二氧化碳的唯一标准方法。 生活应用：解释石灰水瓶壁的白膜、石灰浆刷墙后变硬“出汗”等常见现象。 1.7.2013 接下来是化学性质。二氧化碳能与水反应生成碳酸，这就是为什么汽水会显酸性，也能使紫色石蕊溶液变红。但碳酸很不稳定，容易分解。此外，它与澄清石灰水的反应是我们检验它的根本依据，在生活中也有很多应用。 ‹#› 安全规范，实验保障 识别危险标识，时刻保持警惕 01 操作防护安全 稀盐酸具有强腐蚀性，严禁接触皮肤与衣物；实验全程必须佩戴护目镜；向锥形瓶中添加固体药品时动作轻缓，防止容器破裂。 02 装置搭建规范 长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成“液封”，防止生成的气体逸出；导管需伸入集气瓶底部，以排尽空气，保证收集气体的纯度。 03 药品用量控制 药品取用遵循“节约”原则，避免过量导致反应剧烈；严禁使用浓盐酸，因其具有挥发性，会使制得的二氧化碳气体中混入氯化氢杂质。 04 废液处理环保 实验产生的酸性废液严禁直接倒入下水道，以免腐蚀管道；应将废液倒入实验室指定的废液回收缸中，统一进行无害化处理。 温馨提示：实验安全是开展科学探究的前提，请严格遵守操作规程，爱护实验器材，保持环境整洁。 1.7.2013 任何实验，安全永远是第一位的。大家务必牢记这些注意事项：操作时要小心腐蚀性药品，搭建装置要规范，药品使用要适量，实验结束后要妥善处理废液。遵守这些规则，才能保证我们实验的顺利和安全。 ‹#› 深入思考，拓展延伸 01 收集干燥的CO₂？ 想要收集一瓶绝对干燥的二氧化碳气体，实验装置需要做哪些改进？ 改进方案：在发生装置和收集装置之间，增加一个洗气装置（如洗气瓶），瓶内盛放浓硫酸。利用浓硫酸的吸水性，除去气体中的水蒸气，即可得到干燥的CO₂。 02 稀硝酸能否替代？ 若实验室暂时没有稀盐酸，能否用稀硝酸代替？为什么？ 可以替代：反应生成的硝酸钙(Ca(NO₃)₂)可溶于水，不会像硫酸钙那样在大理石表面形成难溶的覆盖层，从而避免了反应因覆盖层阻碍接触而停止的问题。 03 CO₂的“功”与“过” 结合二氧化碳的性质，探讨它在生活中的实际用途与潜在危害。 用途：灭火（不助燃）、人工降雨（干冰升华）、气体肥料、化工原料。 危害：过量排放加剧温室效应；密闭空间浓度过高会导致缺氧窒息。 💡 化学思考：不仅要掌握实验原理，更要学会根据实际情况灵活变通与安全应用。 1.7.2013 学完基础内容，我们来深入思考几个问题。如何收集干燥的二氧化碳？没有稀盐酸怎么办？二氧化碳的功与过分别是什么？这些问题能帮助我们将所学知识融会贯通，并联系实际，真正做到学以致用。 ‹#› 本节课知识回顾 01 实验室制法 反应原理：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 关键要点：采用“固液不加热型”发生装置；因密度比空气大且能溶于水，用向上排空气法收集；通入澄清石灰水检验，燃着木条放瓶口验满。 02 核心性质 物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水（可用于制碳酸饮料），固体形态为干冰。 化学性质：不燃烧也不支持燃烧；能与水反应生成碳酸；能使澄清石灰水变浑浊（特性反应）。 03 用途与影响 主要用途：用于灭火（利用密度大与不助燃性）；作化工原料制尿素、汽水；作气体肥料，促进植物光合作用。 环境影响：含量过高会加剧温室效应，导致全球气候变暖，需倡导低碳生活，减少碳排放。 💡 总结：从“制法原理”到“性质特点”，再到“实际应用”，构建完整的知识闭环，理解碳循环与环保的重要性。 1.7.2013 课程接近尾声，让我们用一张思维导图来回顾本节课的核心知识点。从二氧化碳的实验室制法，到它的物理和化学性质，再到用途与危害，形成一个完整的知识体系。希望大家能通过这张图，牢固地掌握今天所学的内容。 ‹#› 学以致用，巩固新知 01 基础选择 · 制取药品 题：实验室制取二氧化碳，最适宜的药品组合是？ A. 木炭与氧气 B. 大理石与稀硫酸 C. 碳酸钙与稀盐酸 (正确)D. 碳酸钠与稀盐酸 03 现象填空 · 性质探究 题：将CO₂通入紫色石蕊试液，试液变为红色，因生成不稳定的碳酸(H₂CO₃)。 受热分解方程式：H₂CO₃ = H₂O + CO₂↑ 02 基础选择 · 验满操作 题：检验二氧化碳是否收集满的正确方法是？ A. 燃着木条伸入瓶内 B. 带火星木条放瓶口 C. 燃着木条放瓶口 (正确)D. 倒入澄清石灰水 04 实验纠错 · 装置优化 ❌ 错误1：长颈漏斗下端未伸入液面下 → ✅ 改正：下端插入液面形成液封，防止漏气 ❌ 错误2：集气瓶导管过短 → ✅ 改正：导管伸至瓶底，确保排尽空气 1.7.2013 最后，我们通过几道练习题来检验一下学习成果。这些题目涵盖了本节课的重点和难点，请大家认真思考作答。通过练习，可以帮助我们巩固知识，发现自己的薄弱环节。 ‹#› 感谢聆听！ 1.7.2013 今天的课程到此结束。希望通过本节课的学习，大家不仅掌握了二氧化碳的相关知识，更能感受到化学实验的魅力。记住，化学就在我们身边，它能让世界变得更美好。感谢大家的聆听！ ‹#› $