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二氧化碳制取的探究教学


第六单元 碳和碳的氧化物

课题2 二氧化碳制取的研究

一、药品及反应原理
1、药品:
石灰石或大理石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸反应

2、反应原理: CaCO3 + 2HCl == H2CO3 + CaCl2 H2CO3 == H2O + CO2↑

总反应: CaCO

3 + 2HCl==CaCl2 + H2O + CO2↑
注意问题:1、用浓盐酸代替稀盐酸 与石灰石反应有哪些缺点? 浓盐酸易挥发,使制得的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢气体,导致 不纯。 2、实验室为何不用碳酸钙粉末跟稀盐酸反应制取CO2? 碳酸钙粉末跟稀盐酸反应生成CO2,但反应速度太快,不利于收集, 因此不用于实验室制取CO2 气体。 3、可否用硫酸代替盐酸与石灰石反应制CO2,为什么? 不能用、因为开始时生成微溶于水的硫酸钙薄膜,附着在石灰石的表 面,使它不能接触到稀硫酸,阻止反应继续进行 。

活动与探究 实验室里制取二氧化碳的研究与实践
1、实验室里制取气体的装置的确定 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。 确定发生装置的收集装置时应考虑的因素有: 固体与固体反应 反应物的状态 固体与液体反应 气体发生装置 液体与液体反应 反应条件(是否需要加热、价催化剂等)
排空气法 气体收集装置 密度比空气的大——向上排空气法 密度比空气的小——向下排空气法 排水法(不易溶于水、不与水发生反应)

一、药品及反应原理

一、药品及反应原理
活动与探究 2、二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较 反应物的状态 二氧 化碳 氧气 固体和液体 固体(或固 体与固体) 固体与液体 反应 条件 常温 加热 略大 常温 气体的密度比 空气的大或小 是否与 水反应 反应



不反应

二、装置的确定
实验室制氧气的装置: 第1种方法: 第2种方法:

MnO2 2KMnO4 === K2MnO4+MnO2+O2 ↑ 2 H2O === 2 H2O +O2↑

讨 论

1、实验室制取气体的装置由哪几部分组成? 2、确定气体发生装置时应考虑哪些因素? 3、收集气体一般有哪些方法? 4、确定收集装置时应考虑哪些因素?

二、装置的确定
1、实验室制取气体的装置由哪几部分组成? 两部分装置:一、为发生装置 二、为收集装置

发生装置

收集装置

制取氧气的实验装置

二、装置的确定
2、确定气体发生装置时应考虑哪些因素?
发生装置的确定需考虑的因素: (1)、反应物的状态(如液态、固态) (2)、反应条件(如加热,不加热)

反应物是固体且需加热

反应物有两种(固体+液体) 且不需加热

二、装置的确定
3、收集气体一般有哪些方法?
一般有两种: A、向上排空气法 (1)、排空气法 B、向下排空气法 (2)、排水法

4、确定收集装置时应考虑哪些因素?
主要应以两个物理性质方面去考虑 (1)、气体的密度与空气比较 (2)、气体在水中的溶解性

二、装置的确定
O2 CO2
固体和液体 不加热
大于空气 能溶于水

反应物状态 反应条件 气体的密度 能否溶于水

固体

加热
大于空气 难于水

A装置适宜收集 O2 CO2 气体; B装置适宜收集 H2 气体; C装置适宜收集 H2 O2 气体; 根据以上提供的信息,你认为实验室制取CO2时,应该怎样选择发生 装置和收集装置?

三、实验室制取二氧化碳的装置
1、发生装置:
发生仪器: 1、长颈漏斗 3、双孔橡皮塞 2、锥形瓶 4、导气管

2、收集装置:
收集仪器: 1、集气瓶 2、玻璃片 收集方法:只能用向上排气法 不能用排水法。为什么?

三、实验室制取二氧化碳的装置
3、制取二氧化碳的具体装置图 比较下列几套装置:

实验室制取二氧化碳的装置图

三、实验室制取二氧化碳的装置
制取二氧化碳主要仪器

锥形瓶(或平底烧瓶)、长颈漏斗、橡皮塞、玻璃管、 橡皮管、集气瓶、玻璃片。

四、实验室制取二氧化碳的实验步骤

1、按要求连接好仪器。

2、检查装置的气密性。
向长颈漏斗中加水,使长颈漏斗的下 端浸入液面以下,堵住导气管,继续向长 颈漏斗加水,发现长颈漏斗中的液面不下 降,说明装置的气密性良好

3、加药品。 先加固体,后加液体

四、实验室制取二氧化碳的实验步骤
4、收集气体。
导气管插入到集气瓶的底部

5、验满气体。 用燃着的木条平放在集气瓶口,若木条火焰熄 灭,则已满。

四、实验室制取二氧化碳的实验步骤 检 验 方 法
澄清石灰水 变浑浊

放 置 方 法

盖上玻璃 片。正放

制取二氧化碳的实验步骤: 1、按要求连接好仪器。 2、检查装置的气密性。 向长颈漏斗中加水,使长颈漏斗的下端浸入液面以下, 堵住导气管,继续向长颈漏斗加水,发现长颈漏斗中 的液面不下降,说明装置的气密性良好 先加固体,后加液体 3、加药品。 导气管插入到集气瓶的底部 4、收集气体。 用燃着的木条平放在集气瓶口 5、验满气体。

制取氧气和二氧化碳装置的比较
类型 类别 原料 反应条件 原理 发生装置
O2不易溶于水 O2的密度比空气大 CO2的密度比空气大 2KMnO4

制取氧气
KMnO4 加 热 固体

制取二氧化碳
大理石或石灰石 (固体) 稀盐酸 (液体)





K2MnO4 +MnO2+O2

CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2

收集装置

1、确定某种气体的实验室制法时不需考虑的是:( C ) A、反应所需的药品和条件; B、实验装置; C、气体的验证; D、气体的用途 2、实验室制取二氧化碳分为如下五步(1)检查装置的气密性(2)按要 求装备好仪器(3)向长颈漏斗中加入稀盐酸(4)向锥行瓶中加入石灰 石(5)收集气体,其正确的操作顺序是:( B ) A .(1)(2)(3)(4)(5) B .(2)(1)(4)(3)(5) C .(1)(4)(3)(2)(5) D. (1)(2)(4)(3)(5) 3、实验室制取氧气和二氧化碳都必须用到的仪器是:( D ) A .酒精灯 B. 锥形瓶 C. 铁架台 D. 导气管 4、在珍珠粉上滴几滴稀盐酸,能产生使澄清的石灰水变浑浊的气体, 这 说明珍珠中含有( ) B A .硫酸根离子 B. 碳酸根离子 C. 氯离子 D . 钙离子

练习:

5、某同学利用下图制取二氧化碳的装置图,回答下列问题: (1).当左边气体发生装置连接好了之后,接着应进行的步骤是: 检查装置的气密性 。如何进行 向长颈漏斗中加水,使得长颈漏斗的下端浸入液面以下,堵住导管继续向 长颈漏斗中加水,如发现长颈漏斗中液面不下降,说明装置的气密性良好。 (2).实验时,加入试剂的顺序先加石灰石再加稀盐酸 。 (3).收集时,导管接近集气瓶底部的原因 排尽集气瓶中的空气,以便收 集较纯净的CO2 (4).长颈漏斗下端插入液面以下的原因是 防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出 (5).实验时,二氧化碳始终收集不满的原因可能是, 装置的气密性不好;长颈漏斗的下端未浸入液面 6、实验室中检验二氧化碳用 澄清的石灰水 ; (1)、实验室中检验氧气用 带火星的木条 ; (2)、实验室中验满二氧化碳用 用燃着的木条放在集气瓶口 ; (3)、实验室中验满氧气 (向上排空气法)用 用带火星的木条放在集气瓶口 ; (4)、实验室中用排水法收集氧气时看到 瓶口出现大气泡现象时,说明 氧气已经满了。

补充: 1、比较氧气、氢气、二氧化碳的实验室制法
制氧
原料 氯酸钾(二氧化锰) 仪器

制氢
锌粒、稀硫酸

制二氧化碳
、 石灰石(或大理石) 、盐酸

或高锰酸钾 硬质大试管、酒精灯、铁 大试管、小试管、玻璃导 锥形瓶、长颈漏斗、橡皮塞、 架台、玻璃导管、胶管、 管、胶管、橡皮塞、铁架 胶管、玻璃导管、集气瓶 橡皮塞、集气瓶、木块、 台、 (水槽) (水槽)

原理

反 应 加热 条件 收 集 1、 排水法 方法 2、 向上排空气法

不加热 1、 2、 排水法 向下排空气法

不加热 向上排空气法

5.下图是某同学制取二氧化碳的装置图,请说出其 中的错误: 长颈漏斗下端没有插入液面以下 1、 ; 2、 锥形瓶中的导管插入到了液面以下 ; 3、 应该用向上排空气法收集气体;


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