6.3二氧化碳的实验室制取第一课时导学案--2026-2027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（第一课时）导学案 人教版 · 九年级上册 一、学习目标（四维核心素养） 化学观念：建立气体制取的一般认识，理解物质性质与制取方法的联系。科学思维：通过对比氧气与二氧化碳制取，发展归纳能力，形成气体制取认知模型。科学探究：通过药品选择、装置设计与实验操作，提升实验设计与动手能力。科学态度与责任：体会严谨求实的科学态度，增强安全与环保意识。 二、学习重难点 重点：实验室制取二氧化碳的药品选择、反应原理、发生装置与收集装置的确定，以及气体检验与验满的方法。难点：理解实验室制取气体的一般思路和方法，能够根据反应物状态、反应条件和气体性质合理选择实验装置。 三、课前预习案 （请同学们阅读教材相关内容，完成下列填空） 1. 实验室制取二氧化碳常用的药品是__________和__________。 2. 实验室制取二氧化碳的反应，反应物状态为__________体和__________体，反应__________（填“需要”或“不需要”）加热。 3. 收集二氧化碳一般采用__________法，这是因为二氧化碳的密度比空气__________，且能溶于水。 4. 检验二氧化碳的方法是：将气体通入__________中，若变__________，证明该气体是二氧化碳。 5. 验满二氧化碳的方法是：将燃着的木条放在集气瓶__________，若木条__________，证明二氧化碳已收集满。 四、课中探究案 （请同学们结合实验探究，完成下表内容） 探究主题 知识点梳理 课堂练习 探究点一 实验室制取二氧化碳的药品选择 1. 实验室制取二氧化碳常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应。大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，它们是难溶于水的固体。 2. 不选用稀硫酸与碳酸钙反应的原因：稀硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在碳酸钙固体表面，阻碍反应继续进行，使反应逐渐停止。 3. 不选用浓盐酸的原因：浓盐酸具有较强的挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制得的二氧化碳气体中混有氯化氢杂质，导致气体不纯。 4. 不选用碳酸钠粉末与稀盐酸反应的原因：碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸反应速率过快，产生的气体不易收集，不适合实验室制取气体。 【选择题】 1. 实验室制取二氧化碳，应选用的一组药品是（ ） A. 大理石与稀硫酸 B. 石灰石与稀盐酸 C. 碳酸钠与稀盐酸 D. 石灰石与浓盐酸 2. 下列药品组合中，适合实验室制取较纯净二氧化碳的是（ ） A. 碳酸钠粉末与稀盐酸 B. 大理石与浓盐酸 C. 石灰石与稀盐酸 D. 大理石与稀硫酸 【简答题】 3. 为什么实验室制取二氧化碳不选用稀硫酸代替稀盐酸？请简要说明原因。 4. 为什么不用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石制取二氧化碳？ 探究点二 实验室制取二氧化碳的反应原理 1. 实验室制取二氧化碳的反应是：大理石（或石灰石）中的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳气体。该反应在常温下就能进行，不需要加热。 2. 该反应属于固体与液体在常温下的反应类型。反应过程中可以观察到：固体大理石逐渐溶解，同时产生大量气泡。 3. 选择反应原理时需要考虑的因素包括：反应速率是否适中、原料是否易得、成本是否低廉、产生的气体是否便于收集、反应条件是否容易达到等。 4. 制取气体的反应原理选择原则：反应速率要适中，便于控制和收集；原料要易得且经济；反应条件要容易实现；生成的气体要尽量纯净，便于分离提纯。 【选择题】 1. 实验室制取二氧化碳的反应条件是（ ） A. 需要加热 B. 需要高温 C. 常温下即可反应 D. 需要点燃 2. 下列关于实验室制取二氧化碳反应的说法，正确的是（ ） A. 反应需要加热才能进行 B. 反应过程中固体不发生变化 C. 反应在常温下就能发生 D. 反应需要催化剂 【填空题】 3. 实验室制取二氧化碳时，观察到大理石表面产生大量__________，大理石逐渐__________。 【简答题】 4. 选择实验室制取气体的反应原理时，通常需要考虑哪些因素？请列举两点。 探究点三 实验室制取二氧化碳的发生装置 1. 气体发生装置的选择依据：主要根据反应物的状态（固体或液体）和反应条件（是否需要加热）来确定。 2. 实验室制取二氧化碳的发生装置属于“固液常温型”。因为反应物是固体（大理石）和液体（稀盐酸），反应在常温下进行，不需要加热。 3. 常见的固液常温型发生装置包括：简易装置（试管+单孔塞+导管）、长颈漏斗装置（便于随时添加液体药品）、分液漏斗装置（可以控制液体滴加速度，从而控制反应速率）。 4. 使用长颈漏斗时，漏斗下端管口必须伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。使用分液漏斗则不需要液封，因为分液漏斗有活塞可以控制。 【选择题】 1. 实验室制取二氧化碳应选用的发生装置类型是（ ） A. 固体加热型 B. 固液常温型 C. 固固加热型 D. 以上都可以 2. 确定气体发生装置时，需要考虑的主要因素是（ ） A. 气体的密度 B. 气体的溶解性 C. 反应物状态和反应条件 D. 气体的颜色 3. 实验时，长颈漏斗的下端管口必须伸入液面以下，其目的是（ ） A. 防止液体溅出 B. 防止生成的气体从长颈漏斗逸出 C. 加快反应速率 D. 防止液体挥发 【简答题】 4. 与简易装置相比，使用长颈漏斗制取二氧化碳有什么优点？ 探究点四 实验室制取二氧化碳的收集装置 1. 气体收集装置的选择依据：主要根据气体的密度（与空气比较）和溶解性（是否溶于水）来确定。 2. 二氧化碳的密度比空气大，且不与空气中的成分反应，因此可以用向上排空气法收集。二氧化碳能溶于水，且能与水反应，所以一般不用排水法收集。 3. 用向上排空气法收集二氧化碳时，导管必须伸到集气瓶底部，这样才能把瓶内的空气充分排出，收集到较纯净的二氧化碳。 4. 收集好二氧化碳的集气瓶应正放在桌面上，因为二氧化碳密度比空气大，正放可以减少气体逸散。 【选择题】 1. 实验室收集二氧化碳的方法是（ ） A. 排水法 B. 向上排空气法 C. 向下排空气法 D. 排水法和向上排空气法 2. 实验室不用排水法收集二氧化碳的原因是（ ） A. 二氧化碳密度比空气大 B. 二氧化碳能溶于水且与水反应 C. 二氧化碳无色无味 D. 二氧化碳会污染空气 3. 用向上排空气法收集二氧化碳时，导管应放在集气瓶的位置是（ ） A. 瓶口处 B. 瓶中部 C. 瓶底部 D. 任意位置 【填空题】 4. 收集满二氧化碳的集气瓶应__________放在桌面上，这是因为二氧化碳的密度比空气__________。 探究点五 二氧化碳的检验与验满 1. 检验二氧化碳的方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳。这是因为二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应，生成了难溶于水的碳酸钙沉淀。 2. 验满二氧化碳的方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满。这是利用了二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧的性质。 3. 检验与验满的区别：检验是确认“是不是二氧化碳”，用澄清石灰水；验满是确认“有没有收集满”，用燃着的木条放在瓶口。两者的原理、操作位置和方法都不同。 4. 验满时木条只能放在瓶口，不能伸入瓶内。伸入瓶内只能说明瓶内有二氧化碳，不能证明瓶口也充满了二氧化碳，也就不能证明已经收集满。 【选择题】 1. 检验一瓶气体是否是二氧化碳，常用的方法是（ ） A. 将燃着的木条伸入瓶中 B. 将气体通入澄清石灰水中 C. 观察气体颜色 D. 闻气体的气味 2. 检验二氧化碳是否收集满的方法是（ ） A. 将燃着的木条伸入集气瓶底部 B. 将燃着的木条放在集气瓶口 C. 向集气瓶中倒入澄清石灰水 D. 将带火星的木条放在集气瓶口 3. 下列关于二氧化碳检验和验满的说法，正确的是（ ） A. 检验用燃着的木条，验满用澄清石灰水 B. 检验用澄清石灰水，验满用燃着的木条放在瓶口 C. 检验和验满都用澄清石灰水 D. 检验和验满都用燃着的木条 【简答题】 4. 为什么验满二氧化碳时，燃着的木条只能放在集气瓶口，而不能伸入瓶内？ 探究点六 实验室制取气体的一般思路和方法 1. 实验室制取气体的一般思路：首先确定制取气体的反应原理（即在什么条件下、用什么药品、通过什么反应来制取这种气体）；然后根据反应原理选择合适的实验仪器并组装成实验装置；最后根据气体的性质确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。这一思路贯穿所有气体制取实验的设计过程。 2. 发生装置的选择规律：当反应物都是固体且需要加热时，选用固体加热型发生装置；当反应物是固体与液体（或液体与液体）且不需要加热时，选用固液常温型发生装置。选择时不能只看反应物种类，还要看反应是否需要加热等条件。 3. 收集装置的选择规律：密度比空气大且不与空气反应的气体，用向上排空气法收集；密度比空气小且不与空气反应的气体，用向下排空气法收集；难溶于水且不与水反应的气体，还可以用排水法收集。排水法收集的气体较排空气法更纯净，但要求气体难溶于水且不与水反应。 4. 实验室制取氧气和二氧化碳的比较：制取氧气如果用加热高锰酸钾或加热氯酸钾的方法，发生装置是固体加热型；制取二氧化碳是固液常温型。收集氧气可用排水法和向上排空气法，收集二氧化碳只用向上排空气法。两者的检验方法也不同，氧气用带火星的木条检验，二氧化碳用澄清石灰水检验。 5. 实验操作的一般步骤：以制取二氧化碳为例，实验前要先检查装置的气密性，然后装入药品（先加固体大理石，再加液体稀盐酸），用合适的方法收集气体，最后验满并整理仪器。检查气密性是气体制取实验必不可少的步骤，否则可能收集不到气体或造成气体泄漏。 【选择题】 1. 实验室制取气体的一般思路，正确的顺序是（ ） ①选择收集装置 ②确定反应原理 ③选择发生装置 ④检验气体 A. ①②③④ B. ②③①④ C. ③②①④ D. ②①③④ 2. 某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体具有的性质是（ ） A. 易溶于水，密度比空气小 B. 难溶于水，密度比空气小 C. 难溶于水，密度比空气大 D. 易溶于水，密度比空气大 3. 下列关于实验室制取气体的说法，错误的是（ ） A. 实验前必须检查装置的气密性 B. 装入药品时先加固体，再加液体 C. 用排空气法收集气体时，导管不需要伸到集气瓶底部 D. 制取气体前要先确定反应原理，再选择装置 【填空题】 4. 实验室制取气体时，选择发生装置的依据是反应物的__________和反应的__________；选择收集装置的依据是气体的__________和__________。 5. 实验室制取二氧化碳，组装好仪器后，装入药品前必须进行的操作是检查装置的__________。 【综合题】 6. 实验室常用硫化亚铁固体与稀硫酸在常温下反应制取硫化氢气体。硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气大，能溶于水。请回答： （1）制取硫化氢气体应选用的发生装置是__________（填“固体加热型”或“固液常温型”）。 （2）收集硫化氢气体应选用__________法。 五、课堂小结 本节课我们学习了实验室制取二氧化碳的方法，包括药品选择、反应原理、发生装置、收集装置、检验与验满等内容，并通过对比氧气的制取，归纳出实验室制取气体的一般思路和方法。同学们要重点掌握根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体的密度和溶解性选择收集装置的方法。 参考答案 【课前预习案答案】 1. 大理石（或石灰石）；稀盐酸 2. 固；液；不需要 3. 向上排空气；大 4. 澄清石灰水；浑浊 5. 口；熄灭 【课中探究案答案】 探究点一 药品选择 1. B 2. C 3. 稀硫酸与碳酸钙反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面，阻碍反应继续进行，使反应逐渐停止，因此不适合实验室制取二氧化碳。 4. 碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸接触面积大，反应速率过快，产生的气体不易控制和收集，不适合实验室制取气体。 探究点二 反应原理 1. C 2. C 3. 气泡；溶解（减少） 4. 反应速率要适中便于收集；原料要易得经济；反应条件容易达到；生成的气体要尽量纯净。（答出任意两点即可） 探究点三 发生装置 1. B 2. C 3. B 4. 长颈漏斗可以随时向反应容器中添加稀盐酸液体药品，便于持续制取较多的二氧化碳气体。 探究点四 收集装置 1. B 2. B 3. C 4. 正；大 探究点五 检验与验满 1. B 2. B 3. B 4. 验满是要证明集气瓶口也充满了二氧化碳，即整瓶已收集满。如果木条伸入瓶内，只能说明瓶内有二氧化碳，不能证明瓶口处也有二氧化碳，因此不能判断是否收集满。 探究点六 制取气体的一般思路 1. B 2. C 3. C 4. 状态；条件；密度；溶解性 5. 气密性 6.（1）固液常温型 （2）向上排空气 学科网（北京）股份有限公司 $