課題2 二氧化碳制取的研究

課題2

二氧化碳制取的研究

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法和原理；2、會組裝實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置；3、掌握二氧化碳的收集、檢驗(yàn)方法。生成二氧化碳的反應(yīng)有很多，如1.碳在氧氣（空氣）中充分燃燒C+O2CO2點(diǎn)燃2.碳在高溫下還原金屬氧化物2CuO+C2Cu+CO2↑高溫Fe2O3+CFe+CO2高溫2343↑實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用反應(yīng)物的探究：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳藥品選取原則是：

①反應(yīng)條件是否容易達(dá)到；②產(chǎn)生氣體的量是多少；③收集的氣體是否純凈；④裝置、操作是否簡單；⑤原料是否易得、價(jià)廉。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用反應(yīng)物：

稀鹽酸塊狀大理石或石灰石（主要成分都是碳酸鈣）

HClCaCO3（液體）（固體）

CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O

這個(gè)反應(yīng)分兩步：

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3

（碳酸不穩(wěn)定，易分解）

H2CO3====CO2↑+H2O實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理氧氣的制取原理：【回憶思考】2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O22KClO3===2KCl+O22H2O2===2H2O+O2

△△MnO2MnO2加熱高錳酸鉀制取氧氣用MnO2在常溫下催化H2O2分解制取氧氣用排水法收集氧氣用向上排空氣法收集氧氣回憶實(shí)驗(yàn)室制取和收集氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置，請結(jié)合實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的知識以及課本113頁的材料，小結(jié)確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素。【思考】反應(yīng)物狀態(tài)反應(yīng)條件固體與固體固體與液體液體與液體是否需要加熱，是否需要催化劑發(fā)生裝置實(shí)驗(yàn)室制取氣體的發(fā)生裝置應(yīng)考慮以下因素密度與空氣差異不易溶于水，不與水反應(yīng)：密度大于空氣（向上排氣法）

密度小于空氣（向下排氣法）用排水法收集收集裝置實(shí)驗(yàn)室制取氣體的收集裝置應(yīng)考慮以下因素制取二氧化碳的藥品的狀態(tài)：

固體+液體反應(yīng)條件：常溫二氧化碳的性質(zhì)：（1）密度比空氣的大；（2）溶于水，能與水反應(yīng)。我來試試看下列儀器可供設(shè)計(jì)制取二氧化碳的裝置時(shí)選擇，你也可以另選或自制儀器，還可利用代用品1.錐形瓶2.平底燒瓶3.燒杯4.試管5.集氣瓶6.長頸漏斗7.雙孔導(dǎo)管8.導(dǎo)管9.彎導(dǎo)管10.水槽11.酒精燈【比一比：組裝的裝置】156715825674567258458學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法和原理；2、會組裝實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置；3、掌握二氧化碳的收集、檢驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用反應(yīng)物：

稀鹽酸塊狀大理石或石灰石（主要成分都是碳酸鈣）

HClCaCO3（液體）（固體）

CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O

這個(gè)反應(yīng)分兩步：

CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3

（碳酸不穩(wěn)定，易分解）

H2CO3====CO2↑+H2O實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理注意事項(xiàng)：長頸漏斗要伸到液面以下，以防氣體從漏斗中逸出。

復(fù)雜裝置

優(yōu)點(diǎn)：方便隨時(shí)添加稀鹽酸連接裝置檢查裝置氣密性加入藥品制取并收集氣體

【討論】如果要利用所設(shè)計(jì)的裝置制取一瓶二氧化碳，需要哪些步驟？制取二氧化碳的步驟：

向長頸漏斗中加水，使得長頸漏斗的下端浸入液面以下，堵住導(dǎo)管繼續(xù)向長頸漏斗中加水，如發(fā)現(xiàn)長頸漏斗中液面不下降，說明裝置的氣密性良好。如何檢查裝置的氣密性？如何驗(yàn)證制取的氣體是二氧化碳？如何驗(yàn)證二氧化碳已經(jīng)收集滿？【思考】

將制得的氣體通入澄清的石灰水中，若石灰水變渾濁，說明制取的氣體是二氧化碳。

把燃著的木條伸到集氣瓶口，如果木條熄滅，就說明二氧化碳已經(jīng)收集滿。實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路是什么？【思考】1、藥品2、反應(yīng)原理3、裝置（發(fā)生裝置和收集裝置）4、檢驗(yàn)（驗(yàn)證和驗(yàn)滿）【課堂小結(jié)】1、實(shí)驗(yàn)室用石灰石（或大理石）與稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳。2、實(shí)驗(yàn)室用下述裝置來制取和檢驗(yàn)二氧化碳：3、實(shí)驗(yàn)室制取氣體要注意：（1）選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)；（2）選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；（3）需驗(yàn)證所制得的氣體澄清石灰水實(shí)驗(yàn)室制備并收集CO2，有以下操作步驟：①檢查裝置的氣密性②連接裝置③加入大理石④加入稀鹽酸⑤收集⑥驗(yàn)滿其中排列順序正確的是（）A.①②③④⑤⑥B.②①④③⑤⑥C.②①③④⑤⑥D(zhuǎn).②③④①⑤⑥C【練習(xí)】2、下列氣體只能用向上排空氣法收集的是（

）

A.H2B.O2C.CO2D.O2和CO2

3.檢驗(yàn)CO2氣體是否收集滿的方法是（

）

A.將燃著的木條伸入集氣瓶內(nèi)B.將帶火星的木條放在集氣瓶口

C.將少量澄清的石灰水倒入集氣瓶中、振蕩

D.將燃著的木條放在集氣瓶口4.實(shí)驗(yàn)室收集CO2的正確方法是（）

A.排水法

B.向下排空氣法

C.向上排空氣法D.排水法和向上排空氣法5．你能舉出幾種鑒別O2、CO2氣體的方法？[拓展知識]1、用濃鹽酸代替稀鹽酸與石灰石反應(yīng)有哪些缺點(diǎn)？答：濃鹽酸易揮發(fā)，使制得的二氧化碳?xì)怏w中含有較多的氯化氫氣體，導(dǎo)致不純。2、實(shí)驗(yàn)室為何不用碳酸鈣粉末跟稀鹽酸反應(yīng)制取CO2？答：碳酸鈣粉末跟稀鹽酸反應(yīng)生成CO2，但反應(yīng)速度太快，不利于收集，因此不用于實(shí)驗(yàn)室制取CO2氣體。3、可否用硫酸代替鹽酸與石灰石反應(yīng)制CO2，為什么？答：不能用，因?yàn)殚_始時(shí)生成微溶于水的硫酸鈣薄膜，附著在石灰石的表面，使它不能接觸到稀硫酸，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。學(xué)生附表一：根據(jù)《學(xué)生附表一》回答：1、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置由哪幾部分組成？2、確定氣體發(fā)生裝置時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？3、收集氣體一般有哪些方法？4、確定收集裝置時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？兩部分裝置：發(fā)生裝置和收集裝置反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件向上/向下排空氣法及排水法（1）氣體的密度與空氣比較；（2）氣體在水中的溶解性。[歸納知識]

1、發(fā)生裝置：（1）凡是給固體加熱或固體跟固體加熱，適用于用氯酸鉀或高錳酸鉀制取氧氣的裝置。（2）凡是固體與液體制取氣體，且不需要加熱，適用于制取二氧化碳的裝置；若要控制反應(yīng)速率，可加長頸漏斗或分液漏斗。（3）無論選用哪種裝置均應(yīng)注意：先檢查裝置氣密性再加藥品；制氣裝置中導(dǎo)管略露出膠塞即可；鐵夾夾在試管中上部。2、收集裝置：（1）凡常溫下不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體，可以根據(jù)氣體密度與空氣密度的比較（或利用空氣平均相對分子質(zhì)量與氣體相對分子質(zhì)量比較），采用向下或向上排空氣法收集。（2）凡氣體不易溶于水或難溶于水，可用排水法收集。（3）有毒性且不易溶于水的氣體，可采用洗氣瓶倒裝裝置（即短進(jìn)長出），從長管排出的水可用燒杯接裝，如將燒杯換成量筒還可以測出生成氣體的體積。洗氣瓶中的液體可根據(jù)氣體性質(zhì)選用。（4）選用排空氣法應(yīng)注意導(dǎo)管應(yīng)插入集氣瓶底部，排水法導(dǎo)管應(yīng)伸到集氣瓶頸部。3、放置方法：（1）比空氣大的氣體，蓋嚴(yán)后正放，比空氣小的氣體，蓋嚴(yán)后倒放。【練習(xí)】1、實(shí)驗(yàn)室常用加熱NH4Cl和Ca(OH)2固體混和物的方法制取氨氣(NH3)并生成CaCl2和一種相對分子質(zhì)量最小的氧化物，已知氨氣密度比空氣小,且易溶于水。1.試寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式

2.實(shí)驗(yàn)室制備并收集氨氣氣體應(yīng)選用裝置_____與____相連3.為什么不能用排水取氣法收集氨氣?AD2、硫化氫是沒有顏色，有臭雞蛋氣味的有劇毒氣體。它的密度比空氣略大，能溶于水，1體積水能溶解2.6體積的硫化氫，溶于水形成氫硫酸。硫化氫是一種可燃性氣體，

2H2S+3O2===2H2O+2SO2

實(shí)驗(yàn)室里常用塊狀固體硫化亞鐵（FeS）與稀硫酸反應(yīng)來制取。（1）實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫的發(fā)生裝置可用

；（填“用氯酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置”或“制取二氧化碳的發(fā)生裝置”）（2）應(yīng)用

法收集硫化氫；（3）為了防止多余的氣體逸出污染環(huán)境，可將其通入

中。點(diǎn)燃3、甲烷的實(shí)驗(yàn)室制法是：用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固態(tài)藥品，經(jīng)研磨均勻混合后裝入反應(yīng)裝置中，加熱產(chǎn)生甲烷氣體。甲烷是一種無色、無味，比空氣輕，極難溶于水的氣體。（1）本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物的狀態(tài)為

，反應(yīng)條件為

。（2）此實(shí)驗(yàn)的氣體發(fā)生裝置與

氣體的發(fā)生裝置相同。（3）甲烷氣體是否難溶于水，密度是否比空氣大。利用此性質(zhì)應(yīng)用

法或

法來收集甲烷。4、老師拿了兩瓶無標(biāo)簽的試劑，分別使固體和液體，取少量試劑在試管中混合，立即產(chǎn)生一種無色氣體，我們對氣體開展了一系列探究；（1）①此氣體是什么物質(zhì)？驗(yàn)證它的實(shí)驗(yàn)方案：產(chǎn)生此氣體的化學(xué)方程式可能是

。②我想制取該氣體，采用下圖中的發(fā)生裝置

（填序號），收集裝置