如何制取二氧化碳 教案

1、適用學(xué)科初中化學(xué)適用年級九年級適用區(qū)域滬科版課時時長（分鐘）2課時知識點1. 二氧化碳的性質(zhì) 2. 二氧化碳的制取方法教學(xué)目標1. 熟記CO2的性質(zhì) 2. 掌握二氧化碳的制備方法教學(xué)重點實驗室制備二氧化碳的原理、方法和裝置選擇及相關(guān)計算教學(xué)難點二氧化碳的制備方法及相關(guān)計算教學(xué)過程一、導(dǎo)入點燃請同學(xué)們結(jié)合生活經(jīng)驗和已有知識，寫出能生成二氧化碳的反應(yīng)方程式：高溫高溫C + O2 =CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2C+ 2CuO =2Cu + CO2 2C+ Fe3O4 =Fe + 2CO2二氧化碳是一種非常重要的氣體，同學(xué)們想知道二氧化碳是如何制取的嗎？想動手試一試嗎？好，

2、今天我們就來探究學(xué)習(xí)二氧化碳制取的研究。二、知識講解知識點1 二氧化碳的性質(zhì) 使用建議說明：先要得到一種氣體，首先得從各項性質(zhì)入手，本知識點主要講解二氧化碳的物理及化學(xué)性質(zhì)。1、物理性質(zhì) 無色，無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，高壓低溫下可得固體-干冰。2、化學(xué)性質(zhì)（1）一般情況下不能燃燒，也不支持燃燒，但在一定條件下，某些物質(zhì)也可以在CO2中燃燒，如點燃的鎂條，伸入盛有CO2的集氣瓶中能繼續(xù)燃燒。不能供給呼吸。（2）與水反應(yīng)生成碳酸：CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸能使紫色石蕊試液變紅， H2CO3 = H2O+ CO2 碳酸不穩(wěn)定,易分解高溫（3）能使澄清石灰水變渾濁：CO2+Ca

3、(OH)2=CaCO3+H2O 本反應(yīng)用于檢驗二氧化碳。（4）與灼熱的碳反應(yīng)： C+CO2=2CO（吸熱反應(yīng)，既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)，CO2是氧化劑，是還原劑）注意：檢驗CaO是否含CaCO3加鹽酸 ：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2知識點2 二氧化碳的制取使用建議說明：和氧氣類似，二氧化碳的制取方法也分兩種，實驗室和工業(yè)制法。此處要重點講解實驗室制法，使學(xué)生弄清楚反應(yīng)原理和收集方法及其原因，以便后期的實踐中靈活運用。（啟普發(fā)生器照實際情況給學(xué)生進行講解）1. 實驗室制取二氧化碳（1）發(fā)生裝置選擇：由反應(yīng)物狀態(tài)及反應(yīng)條件決定： 反應(yīng)物是固體，需加熱，制氣體時則用氯酸鉀制O

4、2的發(fā)生裝置。 反應(yīng)物是固體與液體，不需要加熱，制氣體時則用制氧氣的發(fā)生裝置。 （2）收集方法選擇：氣體的密度及溶解性決定： 難溶于水用排水法收集 CO只能用排水法 密度比空氣大用向上排空氣法 CO2只能用向上排空氣法 密度比空氣小用向下排空氣法 H2收集方法（3）制取方法 1) 原理：用石灰石和稀鹽酸反應(yīng) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2注：不能用濃鹽酸：產(chǎn)生的氣體不純含有HCl氣體； 不能用稀硫酸：生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在大理石的表面阻止了反應(yīng)的 繼續(xù)進行。2) 選用和雙氧水制取氧氣相同的發(fā)生裝置或啟普發(fā)生器 注：啟普發(fā)生器（下中圖）是用固體與液體試劑在常溫條件（不

5、用加熱）下起反應(yīng)制取氣體的典型裝置，能控制反應(yīng)的隨開隨關(guān)。3）氣體收集方法：向上排空氣法4）驗證方法：將制得的氣體通入澄清的石灰水，如能渾濁，則是二氧化碳。驗滿方法：用點燃的木條，放在集氣瓶口，木條熄滅。證明已集滿二氧化碳氣體。高溫2.二氧化碳的工業(yè)制法：煅燒石灰石： CaCO3=CaO+CO2三 、例題精析使用建議說明：此處內(nèi)容主要用于教師課堂的精講，每個題目結(jié)合試題本身、答案和解析部分，教師有的放矢的進行講授或與學(xué)生互動練習(xí)。例題1 CO和CO2對人體健康有著重要的影響。關(guān)于一氧化碳和二氧化碳的敘述中，正確的是（ ） A都是無色有毒的氣體 B都是氧化物，都能與氫氧化鈣溶液反應(yīng) C都能用碳和

6、氧氣反應(yīng)制得 D都能溶于水，并能使紫色石蕊試液變紅【答案】C【解析】本題考查一氧化碳和二氧化碳性質(zhì)的對比。二氧化碳是無色無毒的氣體，A錯。一氧化碳不能與氫氧化鈣溶液反應(yīng)，B錯。都能用碳和氧氣反應(yīng)制得，當氧氣充足時生成二氧化碳，當氧氣不足時，生成一氧化碳，C正確。一氧化碳難溶于水，D錯。例題2植物進行光合作用時，需不斷消耗空氣中的二氧化碳，但二氧化碳在大氣中的含量卻基本保持不變，這是由于( ) 動植物的呼吸作用 礦物燃料的燃燒 死亡動植物的腐爛 礦物如CaCO3的分解 A B C. D.【答案】D【解析】大氣中二氧化碳的含量卻基本保持不變，是因為光合作用消耗二氧化碳，而生物在呼吸、物質(zhì)的燃燒等都

7、會產(chǎn)生二氧化碳，產(chǎn)生和消耗基本持平大氣中產(chǎn)生二氧化碳的途徑有：動植物的呼吸作用；礦物燃料的燃燒；死亡動植物的腐爛；工業(yè)上使某些礦物如碳酸鈣等受熱分解時都產(chǎn)生了二氧化碳； 故選D例題3下列有關(guān)二氧化碳用途、性質(zhì)、制備和檢驗的說法正確的是（ ） A. 干冰用于人工降雨 B二氧化碳氣體通入紫色石蕊試液中，溶液變?yōu)樗{色 C用塊狀石灰石和稀硫酸迅速制備大量二氧化碳 D將燃著的木條伸入集氣瓶，火焰立即熄滅，證明瓶內(nèi)原有氣體就是二氧化碳【答案】A【解析】A、干冰是固態(tài)二氧化碳，汽化會吸收熱量水蒸氣迅速冷凝成水滴，故A正確；B、二氧化碳會與水生成碳酸，碳酸顯酸性，會使紫色石蕊變紅色，故B錯誤；C、石灰石會與硫

8、酸反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣，阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進行，故C錯誤；氮氣和二氧化碳都不支持燃燒，將燃著的木條伸入集氣瓶，火焰立即熄滅，該氣體可能是二氧化碳，也可能是氮氣，故D 錯誤.例題4檢驗CO2的正確方法是( )A. 將燃著的木條伸入集氣瓶中，火焰熄滅 B. 使人感到氣喘、頭痛C. 將帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條不復(fù)燃 D. 將氣體通入澄清的石灰水中【答案】D【解析】二氧化碳遇到澄清石灰水變渾濁所以正確答案是D例題5實驗室只用向上排空氣法收集CO2 的原因（ ） A . 常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑 B. CO2能溶于水 C. CO2密度比空氣的大 D. CO2能溶于水且密度比空氣的大【答案】D【解析】C

9、O2易溶于水，且和水反應(yīng)。密度比空氣大所以只能向上排氣法收集。故選D例題6實驗室用下列裝置來制取氣體：(1) 寫出有標號儀器的名稱：a_。(2) 利用注射器可以檢查裝置B的氣密性。如右圖所示，在錐形瓶內(nèi)裝適量的水，使長頸漏斗末端浸沒在液面以下，將活塞緩慢往外拉， 若觀察到_ ， 則裝置不漏氣。(3) 實驗室制取并收集二氧化碳氣體和制取并收集氧氣，可選用的同一套裝置組合是_ ， 用該裝置組合制取氧氣涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式是_ ， 實驗室制CO2 ， 若用C裝置（多孔隔板用來放塊狀固體）作為制取的發(fā)生裝置，其優(yōu)點是_（答出一點即可）。(4) 如下圖所示，A管中盛有干燥的炭粉，C管中盛有干燥

10、的氧化銅粉末，B、D兩個U型管中裝有堿石灰固體，用來充分吸收二氧化碳氣體?，F(xiàn)將3.0g干燥的二氧化碳氣體全部緩緩?fù)ㄈ階管進行實驗，實驗結(jié)束后，B管質(zhì)量增加0.8g，D管質(zhì)量增加3.3g，寫出實驗室制取二氧化碳氣體的化學(xué)反應(yīng)方程式是_ ， 請計算進入C管和離開C管的一氧化碳的質(zhì)量各為多少_ ？【答案】（1）錐形瓶（2）長頸漏斗末端有氣泡冒出MnO2（3）BD 2H2O2= 2H2O + O2 可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止（4）CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2解：設(shè)與木炭反應(yīng)生成的CO質(zhì)量為x ，m(CO2) = 3.0g-0.8

11、g = 2.2g                       利用化學(xué)方程式計算得到                        

12、0; X = 2.8g                D管增加m(CO2) = 3.3g   設(shè)還原氧化銅生成3.3g二氧化碳參加反應(yīng)的CO質(zhì)量是y 利用方程式計算得到：y = 2.1g                  m(CO)= 2.8g-2.1g =

13、0.7g     答：進入C管和離開C管的一氧化碳質(zhì)量分別為2.8g和0.7g【解析】(1) 根據(jù)儀器名稱可知，a為錐形瓶；(2) 長頸漏斗末端浸沒在液面以下，將活塞緩慢往外拉時，裝置內(nèi)壓強減少。若裝置不漏氣，則長頸漏斗下端會產(chǎn)生氣泡；(3) 實驗室制取并收集二氧化碳氣體是固液常溫反應(yīng)，所以要選擇固液常溫型裝置，利用過氧化氫分解制取氧氣也可選擇該種裝置，二氧化碳和氧氣都可用向上排空氣法收集，故實驗室制取并收集二氧化碳氣體和制取并收集氧氣，可選用的同一套裝置組合是BD；實驗室制CO2，若用C裝置(多孔隔板用來放塊狀國體)作為制取的發(fā)生裝置，能將固

14、體和液體分離以控制反應(yīng)發(fā)生和停止，所以優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；(4) 實驗室制取二氧化碳用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化鈣、水和二氧化碳;進入C管中的氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳，被D吸收利用方程式根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可計算出反應(yīng)的氧化碳質(zhì)量。四 、課堂運用使用建議說明：在對課堂知識講解完，把握了重點突破了難點以及練習(xí)精講了之后，再用練習(xí)馬上進行課堂檢測，根據(jù)學(xué)生情況進行做測試，亦可改編題目進行拓展。基 礎(chǔ)1. 實驗室制取二氧化碳可以選用的發(fā)生裝置是（   ）A.      B.  

15、60;   C.      D. 【答案】B【解析】A、此裝置是給固體物質(zhì)加熱的反應(yīng)裝置，不適合用來實驗室制取二氧化碳，A不符合題意；B、此裝置適合固體與液體在常溫下反應(yīng)，即適合塊狀固體石灰石和稀鹽酸常溫下發(fā)生反應(yīng)制取二氧化碳，B符合題意；C、此裝置是固體與液體在加熱的條件下的反應(yīng)裝置，不適合用來實驗室制取二氧化碳，C不符合題意；D、此裝置不適合用來制取氣體，因長頸漏斗下端沒伸入液面以下，導(dǎo)管伸入液面以下，生成的氣體不易收集，D不符合題意。故答案為：B。2. 利用如圖所示裝置，能完成實驗室制取氣

16、體的是（ ）A. 用制取氧氣 B. 用制取二氧化碳 C. 用制取氧氣 D. 用制取二氧化碳【答案】C【解析】實驗室制取氧氣可以選用裝置；實驗室收集氧氣可以用裝置；實驗室中制取二氧化碳只能利用裝置；收集二氧化碳只能用裝置答案為：C.3. 如圖所示實驗室制取二氧化碳的裝置有哪些錯誤？為什么？【答案】為了防止氣體從長頸漏斗逸出，長頸漏斗末端應(yīng)該伸入液面以下；為了便于氣體導(dǎo)出，導(dǎo)管伸入錐形瓶應(yīng)該盡量短一些；二氧化碳的密度比空氣大，應(yīng)該用向上排空氣法收集，收集時導(dǎo)氣管應(yīng)伸到集氣瓶的底部，以得到較為純凈的二氧化碳【解析】為了防止氣體從長頸漏斗逸出，長頸漏斗末端應(yīng)該伸入液面以下；為了便于氣體導(dǎo)出，導(dǎo)管伸入錐

17、形瓶應(yīng)該盡量短一些；二氧化碳的密度比空氣大，應(yīng)該用向上排空氣法收集，收集時導(dǎo)氣管應(yīng)伸到集氣瓶的底部，以得到較為純凈的二氧化碳鞏 固4. 下列關(guān)于二氧化碳的說法正確的是（    ）A. 二氧化碳不供給呼吸，也不能作為植物養(yǎng)料 B. 實驗室常用純堿粉末和鹽酸制取二氧化碳C. 干冰可用作制冷劑和制造舞臺云霧 D. 若二氧化碳在空氣中含量過高，則會引發(fā)酸雨【答案】C【解析】A二氧化碳不供給呼吸，但它是植物光合作用的主要原料，故錯誤； B實驗室常用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳，純堿粉末反應(yīng)太快，不便于收集氣體，故錯誤；C干冰可用作制冷劑和制造舞臺云霧，故正確；D二氧化硫或二氧化氮在空氣

18、中含量過高，會引發(fā)酸雨，不是二氧化碳，故選項錯誤5. 實驗室通常用下列裝置制取二氧化碳氣體回答下列問題 (1) 實驗室制取并收集二氧化碳所用的裝置為_ 如何驗證二氧化碳已收集滿_(2) 實驗室制取二氧化碳時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_ 如果將制得的氣體通入F中，會觀察到_ ， 這說明了二氧化碳_ 【答案】1.  B 將燃著的木條放在集氣瓶口處2.  CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2蠟燭火焰由低到高依次熄滅二氧化碳既不能燃燒也不支持燃燒且密度比空氣大的性質(zhì)【解析】（1）用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳的反應(yīng)裝置和反應(yīng)原理：使用固體+液體反應(yīng)，不需加熱，所以可在B

19、裝置中制取二氧化碳；二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，所以可用燃著的木條來驗滿；（2）實驗室制取CO2的反應(yīng)原理是大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2如果將制得的氣體通入F中，會觀察到蠟燭火焰由低到高依次熄滅，這說明了二氧化碳二氧化碳既不能燃燒也不支持燃燒且密度比空氣大的性質(zhì)拔 高6. 為制取并收集一瓶CO2氣體，某課外研究小組向?qū)嶒灲處燁I(lǐng)取了下列儀器和藥品： （1）寫出編號儀器的名稱 ； ；要完成該實驗，他們還必須向?qū)嶒灷蠋燁I(lǐng)取的儀器有 ；（2）實驗室制取CO2時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；（3）收集CO2時，他

20、們?nèi)绾螜z驗CO2已收集滿？ ；（4）本實驗的裝置也可以用來制取我們所熟悉的一種氣體是 ；（5）實驗室制取氣體要選擇適當反應(yīng)物我們知道實驗室制取大量CO2氣體不能用濃鹽酸和大理石為原料，因為 ；也不能用稀硫酸和大理石為原料，因為 ；【答案】（1）錐形瓶； 集氣瓶；洗氣瓶（2）2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2（3）把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳（4）O2（5）濃鹽酸易揮發(fā)，會使收集的CO2不純稀硫酸和大理石反應(yīng)生成CaSO4不溶于水，會阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進行因素有大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)【解析】（1）儀器的名稱錐形瓶；集氣瓶因為要制取干燥

21、的二氧化碳氣體，他們還必須向?qū)嶒灷蠋燁I(lǐng)取的儀器是 洗氣瓶（2）實驗室制取CO2時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2（3）因為二氧化碳密度大，收集CO2時，檢滿的方法是 把燃著的火柴平放到集氣瓶口，火柴若熄滅，證明已收集滿二氧化碳；（4）本實驗的裝置也可以用來制取我們所熟悉的一種氣體是 氧氣；因為氧氣也可以用過氧化氫溶液通過固體+液體氣體制的（5）實驗室制取大量CO2氣體不能用濃鹽酸和大理石為原料，因為 濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體，會使收集的CO2不純；也不能用稀硫酸和大理石為原料，因為 稀硫酸和大理石反應(yīng)生成CaSO4微溶于水，會阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進行通過對比實

22、驗，可得出結(jié)論：影響大理石和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2快慢的因素有 大理石與鹽酸的接觸面積和鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)7. 為測定某大理石樣品(雜質(zhì)不溶于水也不與稀鹽酸反應(yīng))中碳酸鈣的含量，某中學(xué)化學(xué)興趣小組的同學(xué)取12g樣品放人燒杯中，加入100g稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)，稱得反應(yīng)后燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為107.6g(產(chǎn)生的氣體全部逸出)。試計算：(1) 反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是多少克？(2) 大理石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。(計算結(jié)果精確到0.1)【答案】(1)反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是4.4克；(2)大理石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)83.3。【解析】(1)解：反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量=12g+100g-107.6g

23、=4.4g(2)解：設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x。CaCO3 + 2HCl= CaCl2 + H2O+ CO2100 44x 4.4gx=10g大理石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)=  ×100=83.3答：(1)反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是4.4克；(2)大理石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)83.3。五 、課堂小結(jié)使用建議說明：此處內(nèi)容主要用于教師對本節(jié)課重點內(nèi)容進行總結(jié)，一方面是對本節(jié)課的重點難點內(nèi)容的回顧，更重要的是針對這節(jié)課學(xué)生出現(xiàn)的問題再次進行復(fù)習(xí)提問等，以達到讓學(xué)生課上掌握的目的。1. 二氧化碳的性質(zhì)物理： 無色，無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水，高壓低溫下可得固體化學(xué)：不能燃燒

24、，也不支持燃燒2. 二氧化碳的實驗室制取方法 反應(yīng)原理：碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng) 發(fā)生裝置：啟普發(fā)生器六 、課后作業(yè)使用建議說明：此處內(nèi)容主要用于教師根據(jù)學(xué)生掌握情況有針對性的進行課后作業(yè)的布置，掌握好的同學(xué)可以適當?shù)牟贾秒y度大一些的作業(yè)，成績一般的同學(xué)可以以基礎(chǔ)題和鞏固題目為主，但需根據(jù)學(xué)生具體情況安排合適的題量?；?礎(chǔ)1. 植物進行光合作用時，需不斷消耗空氣中的二氧化碳，但二氧化碳在大氣中的含量卻基本保持不變，這是由于( ) 動植物的呼吸作用 礦物燃料的燃燒 死亡動植物的腐爛 礦物如CaCO3的分解 A B C. D.2. 下列物質(zhì)中，不能用來鑒別CO和CO2的是( ) A. 澄清的石灰水 B. 蒸餾水C.灼熱的氧化銅 D.紫色