資源簡介

二氧化碳制取的研究
［教學目標］
1.知識與技能：
（1）通過探究比較，了解實驗室制取二氧化碳的理想原料。
（2）通過探究實驗室制取二氧化碳的裝置，培養學生的創新能力，并利用設計的裝置制取二氧化碳。
（3）通過比較，歸納實驗室取氣體的思路和方法。
2.過程與方法：
（1）探究實驗室制取二氧化碳的裝置，并利用設計的裝置制取二氧化碳。
（2）通過對二氧化碳制取的探究，提高和鍛煉我們收集、加工簡單信息的能力。
3.情感、態度與價值觀：
認識積極開展科學探究是學好化學的重要途徑，在探究中培養集體協作精神。
［教學重點、難點］
重點：實驗室制取二氧化碳的化學反應原理、實驗裝置和制取方法。
難點：從實驗室制取氣體的設計思路出發，研討實驗室制取二氧化碳氣體的方法。
【新課導入】
同學們，有這樣一種物質：農民伯伯說它是“植物糧食”；消防官兵贊它是“滅火先鋒”；建筑師們稱它為“粉刷匠”；環境學家卻指責它是造成全球變暖的罪魁禍首，你們知道這是什么物質嗎？(二氧化碳)
CO2受到如此多的關注，同學們知道哪些途徑能產生二氧化碳氣體嗎？這些方法能否用于實驗室制取二氧化碳？實驗室該如何制取二氧化碳呢？
【知識再現】
討論并寫出有CO2生成的化學方程式
①C + O2 CO2
②C+ 2CuO 2Cu + CO2↑
③2C+ Fe3O4 3Fe + 2CO2↑
……………
人或動植物的呼吸作用都可產生二氧化碳氣體
教師引導：在實驗室中制取氣體要考慮多種因素：正確有效的反應，反應是否容易控制、速率是否適中，生成氣體是否純凈，條件是否容易滿足、原料是否容易獲得且價格是否低廉，原料和產物是否有毒有害等
代表發言：①碳和氧氣反應的結果比較復雜。如果氧氣充足，那么最后制得的氣體中混有雜質氧氣；如果氧氣不足，那么最后制得的氣體中混有一氧化碳。
②③條件在實驗室中不容易達到。
【信息傳遞】
化學家發現常溫下含有碳酸根離子的物質可與酸反應可以生成二氧化碳氣體。如碳酸鈉粉末（ Na2CO3 ）、碳酸鈣粉末（ CaCO3 ）、石灰石或大理石（主要成分為CaCO3 ）都能與稀鹽酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）反應產生二氧化碳。
【實驗探究】：
一、實驗室制取二氧化碳的理想原料
編號 實驗內容 實驗現象 實驗分析 備注
1 Na2CO3粉末和稀鹽酸 Na2CO3價格：1850-1930元/噸 石灰石價格： 60-80元/噸 濃鹽酸有揮發性
2 石灰石和稀鹽酸
3 Na2CO3粉末和稀硫酸
4 石灰石和和稀硫酸
【討論與交流】
(1)不用稀硫酸是因為硫酸與石灰石反應生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在石灰石的表面，阻止石灰石與稀硫酸的反應，所以反應進行一段時間后，就會停止。
(2)不用碳酸鈉是因為碳酸鈉與稀鹽酸和稀硫酸反應時速度過快，不容易控制反應過程，不利于收集氣體。
(3)不用濃鹽酸是 因為濃鹽酸有強揮發性，可揮發出氯化氫氣體，使得到的二氧化碳不純。
[板書]一 、實驗室制取二氧化碳的原料與原理
原料：大理石或石灰石和稀鹽酸
原理：CaCO3＋2HCl = CaCl2＋H2O＋CO2↑
【實驗探究】
二、實驗室制取二氧化碳裝置的確定
【溫故知新】氧氣的實驗室制取裝置
(
2 H
2
O === 2 H
2
O +O
2
↑
MnO
2
)
【討論總結】
1.實驗室制取氣體的裝置由哪幾部分組成？
（發生裝置和收集裝置）
2.確定氣體發生裝置時應考慮哪些因素？
（1）反應物的狀態（如液態、固態）（2）反應條件（如加熱，不加熱）
3.收集氣體一般有哪些方法？
（1）排空氣法①向上排空氣法（適用于密度比空氣大的氣體）
②向下排空氣法（適用于密度比空氣小的氣體）
（2）排水法（適用于不易溶或不溶于水氣體）
4.確定收集裝置時應考慮哪些因素？
（1）氣體的密度（2）氣體的溶解性
【信息傳遞】
在標準狀況下，二氧化碳的密度比空氣的密度大，二氧化碳能溶于水，在通常狀況下，1體積水中能溶解1體積的二氧化碳。
[板書]二、實驗室制取二氧化碳裝置的確定
注意事項:
1.長頸漏斗下端口要伸入液面以下
2.導氣管剛剛露出橡皮塞即可
3.集氣瓶口向上且導氣管盡可能伸到集氣瓶底部
【創意大比拼】
請大家用提供的實驗儀器，結合化學反應原理，設計制取二氧化碳的其他實驗裝置。如果你有更好的創意，畫出簡圖即可。
【信息傳遞】
二氧化碳的檢驗與驗滿
檢驗: 將反應產生的氣體通入澄清的石灰水,石灰水變渾濁，該氣體為二氧化碳
驗滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，燃著的木條熄滅，證明已收集滿
【討論】
實驗室制取二氧化碳的實驗步驟
1.按要求連接好儀器
2.檢查裝置的氣密性（先將導管一端放入盛水的燒杯中，再用雙手握住試管。）
3.加藥品（先加固體，后加液體）
4.氣體的檢驗（將氣體通入澄清的石灰水中）
5.收集氣體（用向上排空氣法）
6.驗滿（用燃著的木條平放在集氣瓶口）
【體驗實踐】
請大家用你們設計的最簡易的實驗裝置制取、收集、驗證二氧化碳
【小結】
1. 實驗室制取CO2的原料和反應原理
2．實驗室制取CO2的操作步驟：
連 → 檢 → 裝 → 收 → 驗
3．實驗室制取氣體的方法和思路：
①研究選擇合適的反應物和反應條件（如加熱、常溫、加催化劑等）；
②選擇合適的實驗裝置；
③驗證所制得的氣體。
【課堂反饋】
1.實驗室制取二氧化碳，選用的反應物最好的是（ ）
A. 碳酸鈉和稀硫酸 B. 石灰石和稀硫酸
C. 大理石和稀鹽酸 D. 石灰石和濃鹽酸
2.確定某種氣體的實驗室制法時不需考慮的是（ ）
A. 反應所需的藥品和條件 B.實驗裝置
C．氣體的驗證 D.氣體的用途
3.實驗室制取二氧化碳分為如下五步（1）檢查裝置的氣密性（2）按要求裝備好儀器（3）向長頸漏斗中加入稀鹽酸（4）向錐行瓶中加入石灰石（5）收集氣體，其正確的操作順序是（ ）
A.（1）（2）（3）（4）（5） B.（2）（1）（4）（3）（5）
C.（1）（4）（3）（2）（5） D.（1）（2）（4）（3）（5）
4.下圖是某同學制取二氧化碳的裝置圖，
請說出其中的錯誤：
（1） ；
（2） ；
（3）
5. 甲烷的實驗室制法：用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固態藥品，經研磨均勻混合后裝入反應裝置中，加熱產生甲烷氣體。甲烷氣體是無色、無味，密度比空氣小，極難溶于水的氣體。
（1）本實驗的氣體發生裝置可選用 發生裝置。
（2）甲烷氣體的收集方法可采用 或 收集。
硫化氫是一種密度大于空氣，能溶于水的氣體，實驗室用硫化亞鐵塊狀固體和稀鹽酸反應制備（無須加熱），其發生裝置應用 ，收集裝置選 。

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