資源簡介

二氧化碳制取的研究
［教學目標］
⑴了解實驗室中制取CO2的反應原理。
⑵探究實驗室中制備CO2的裝置。
⑶了解實驗室中制取氣體的思路和方法。
［教學重難點］
探究實驗室中制取CO2的裝置，并制取CO2。
［教學準備］演示實驗
［課時安排］：2課時
［教學過程］
第 課時
［復習引入］：抽兩同學上來書寫化學方程式：
C＋O2CO2
2C＋O22CO
C＋2CuO2Cu＋CO2↑ →條件是高溫，也不好控制
我們實驗室能否采用碳燃燒和木炭還原CuO的方法來制取較純凈的CO2 另外人呼吸時也會呼出CO2，采用呼氣的方法來制取行不行？
［過渡］：前面我們學習了O2的制取，今天我們按照實驗室制取O2的思路“反應原理、發生裝置、收集裝置、檢驗等”來探究CO2的制備。
［板書］：一、實驗室制取CO2的反應原理
［投影］：資料：含碳酸根離子的化合物〔如碳酸鈉Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3等〕能與稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反應生成二氧化碳。
〖探究〗：①石灰石+稀鹽酸；②石灰石+稀硫酸；③Na2CO3+稀鹽酸；觀察現象，判斷哪一種方案較好？
現象：石灰石與HCl反應速度適中；CaCO3與H2SO4反應逐漸變慢；Na2CO3與酸反應瞬間結束，不便收集。
結論：1、藥品：大理石或石灰石(主要成分是CaCO3)與稀鹽酸。
注意：石灰石/大理石≠碳酸鈣(CaCO3)，稀鹽酸≠HCl
①不用Na2CO3，因為Na2CO3粉末與稀鹽酸反應速率太快，來不及收集。
②不用稀硫酸，因為稀硫酸與大理石反應生成微溶物(CaSO4)，覆蓋在大理石表面，使反應不能繼續進行。
③不用濃鹽酸，因濃鹽酸有揮發性，會使生成的二氧化碳氣體不純。
2、反應原理：
［講解］：碳酸鈣與鹽酸反應：
3(固)+2(液)===2+23(碳酸)
碳酸不穩定易分解：H2CO3===H2O+CO2↑
總的化學方程式：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
［設問］：我們如何設計一套完整的裝置制取CO2
［板書］：二、實驗室制取CO2的裝置
CO2和O2的實驗室制取及相關性質比較：先填O2歸納后填CO2(P.114)。
制取原理 反應物狀態 反應條件 發生裝置
CO2 稀鹽酸與大理石(或石灰石)反應 固體+液體 常溫 固-液常溫型
O2 加熱高錳酸鉀 固體 加熱 固-固加熱型
加熱氯酸鉀 固體 加熱，催化劑
分解過氧化氫溶液 液體 常溫，催化劑 固-液常溫型
A、固-固加熱型　　 　　B、固-液常溫型
［歸納］：根據實驗室里制取O2的裝置的選擇，歸納選擇發生裝置應考慮的因素。
1、氣體發生裝置：P.113。
選擇依據： EQ \B\lc\{(\a\al(反應物的狀態：,反應條件(是否加熱、加催化劑),))
［思考］：實驗室制取二氧化碳應選用怎樣的裝置？為什么 (填上表)
CO2：固-液常溫型
2、氣體的收集裝置：P.114。先填O2歸納后填CO2(P.114)。
氣體的密度與空氣的比較(大或小) 是否溶于水，是否與水反應 收集方法
CO2 比空氣大(44>29) 溶于水，與水反應 只能用向上排空氣法
O2 比空氣略大(32>29) 不易溶于水，不與水反應 向上排空氣法、排水法
［歸納］：歸納選擇氣體收集裝置應考慮的因素。P.114。
選擇依據： EQ \B\lc\{(\a\al(密度,溶解性：不易溶于水，不與水反應──排水集氣法,))
［思考］：根據CO2的密度(Mr)、溶解性，可采用什么樣的收集方法？(填上表)
CO2：只能用向上排空氣法。(不能用排水法)
［思考］：①Zn(固)+H2SO4(液)=ZnSO4+H2↑已知氫氣難溶于水，相對分子質量為2，選用什么發生裝置？有哪些收集方法？
②2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)===CaCl2+NH3↑+H2O已知氨氣極易溶于水，相對分子質量為17，選用什么發生裝置？有哪些收集方法？
［設計］：根據上述分析，試設計制取二氧化碳的裝置。
以下儀器可供設計制取二氧化碳的裝置時選擇，你也可以另選或自制儀器，還可以利用代用品。(P.114圖)。
［思考］：(1)如果想制取較多的二氧化碳怎么辦？(試管→錐形瓶/平底燒瓶/廣口瓶)
(2)反應過程中想隨時給“斟”點酸，又該怎么辦呢？(單孔塞→雙孔塞，長頸漏斗(液封))
(3)如何控制反應速率、得到平穩的氣流 ( 雙孔塞，分液漏斗，不液封)
(4)生活用品，為我所用 (礦泉水瓶、注射器)
(5)一般不能選用的儀器：燒杯、酒精燈、斜勾狀導管、水槽，為什么？
［分析小結］：各裝置的原理、優缺點。
長頸漏斗：下端要液封。優點：可以方便添加液體藥品。
分液漏斗：下端不液封。優點：可以控制反應速率(得到平穩的氣流)。(可用Na2CO3)
［作業］：
第 課時
［復習］：實驗制取CO2氣體的藥品、原理、裝置、收集
抽寫P116.3化學方程式，復習點評總結各步轉化中可能存在多個反應。
［講解］：補充講解各種改進裝置及優點。
自選儀器：注射器、塑料瓶(配橡膠塞)、有孔塑料板、燒杯、破底試管、U形管、漏斗、具支試管、抽拉銅絲。植物油液封排水收集裝置。
［思考］：(1)如何才能控制反應的發生和停止 (試管中增加有孔塑料板、彈簧夾、長頸漏斗、或用U型管、破底試管等)
(2)如何使用多功能瓶？(向上排空氣法、排水？)
使用有孔塑料板(U形管)+彈簧夾、破底試管：可以控制反應的發生和停止。
多功能瓶：向上排空氣法收集時，驗滿時應將燃著的木條伸到短管口處。
［過渡］：如何利用我們設計的裝置制取CO2氣體，需要哪些步驟
三、制取CO2的步驟：一查二裝三注入，四固(簡易裝置)五收六撤除
1．檢查裝置的氣密性；
2．加入藥品(先固后液)；
3．固定裝置：簡易裝置
4．制取并收集氣體。
5．驗滿方法：用燃著的木條放在集氣瓶口，若熄滅，則滿，反之則不滿。
6．撤除回收。
［思考］：如何驗證所制出的氣體是CO2
四、CO2氣體的檢驗：
檢驗：將氣體通入澄清石灰水中，如果石灰水變渾濁，證明生成的氣體是CO2。
注：O2的驗滿和檢驗都是用帶火星的木條，而CO2的驗滿是用燃著的木條，檢驗是用澄清石灰水。
［實驗］：制取并收集一瓶CO2，并檢驗。
［總結］：實驗室里制取氣體的一般思路和方法：反應原理、實驗裝置、檢驗方法。
五、CO2的工業制法：
煅燒石灰石：CaCO3CaO+CO2↑
［練習］：P.116，練習與應用：1、2、3、5、6。(6題碳酸鈣為純凈物)
［作業］：
O2的量不好控制，過多是雜質，過少會生成CO
簡易裝置
O2、CO2
CO2
O2
CuO/Fe2O3
HCl
抽拉
銅絲
大理石
稀鹽酸
銅絲網
破底試管
廣口瓶
有孔
塑料板
彈簧夾
植物油
水
PAGE
90

展開更多......

收起↑