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課題2 二氧化碳的實驗室制取
實驗室里制取
二氧化碳的化學反應原理
PART 01
選擇制取氣體時藥品的一般原則：較易反應、反應速度適中、生成的氣體純凈、易于收集、操作簡便、原料廉價易得等。
有哪些反應能產生二氧化碳呢？它們能用來實驗室制取二氧化碳嗎？
動植物呼吸
木炭燃燒
蠟燭燃燒
碳還原氧化銅
× 產生的二氧化碳不純
× 制取成本太高
實驗室適合用什么藥品來制取二氧化碳呢？
1.實驗室里制取二氧化碳的反應原理
資料：含碳酸根離子（CO32-）的化合物都能與稀鹽酸(HCl)或稀硫酸 (H2SO4)等在常溫下反應生成CO2氣體。
[這種化合物可以是碳酸鈉Na2CO3，以及大理石或石灰石（主要成分是CaCO3）]
實驗探究—選擇適合制取二氧化碳的藥品
可供選擇的藥品：稀鹽酸、稀硫酸、碳酸鈉、大理石
實驗 現象
碳酸鈉和稀鹽酸反應 大量氣泡，反應很快
碳酸鈉和稀硫酸反應 大量氣泡，反應很快
大理石和稀鹽酸反應 大量氣泡，反應速度適中
大理石和稀硫酸反應 少量氣泡，反應一會兒就停止
實驗室制取二氧化碳最理想的藥品是：大理石（或石灰石）和稀鹽酸
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
思考交流
1.為什么不用碳酸鈉粉末或碳酸鈣粉末和酸反應制取二氧化碳？
反應速率太快，不易收集
2.能不能用濃鹽酸代替稀鹽酸？
不能，濃鹽酸具有揮發性，會揮發出HCl氣體，使制得的CO2不純
3.如果制得的CO2中含有HCl氣體，該怎么除掉雜質氣體？
將混合氣體通入飽和的碳酸氫鈉溶液，即可除掉HCl氣體
3.如為什么不用稀硫酸和大理石反應制取二氧化碳？
稀硫酸和大理石反應生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在大理石表面，阻止反應進行
實驗室里
制取二氧化碳的裝置
PART 02
制取二氧化碳該用什么裝置呢？
1.實驗室制取氣體的裝置：
發生裝置
收集裝置
1.發生裝置
反應物的狀態
反應條件
確定氣體發生裝置依據：
實驗室制取二氧化碳的藥品是固體和液體，反應條件是常溫，發生裝置可選擇固液常溫型，與過氧化氫和二氧化錳制取氧氣的裝置相似
常見的固液常溫型裝置及優點
裝 置
優點
便于隨時添加藥品
可以控制反應速率
可以控制反應的發生和停止
裝置簡單
2.收集裝置
氣體的密度
氣體的溶解性
確定氣體收集裝置依據：
二氧化碳的密度比空氣大，能溶于水且和水反應，因此只能用向上排空氣法來收集。
CO2
CO2
3.實驗室制取二氧化碳的裝置
圖1
圖2
長頸漏斗下端伸到液面以下：防止生成的氣體從長頸漏斗口逸出
導氣管稍出橡膠塞即可，不能伸到液面以下：便于氣體導出
伸到集氣瓶底部：將瓶內空氣排盡，使收集到的氣體更純
4.制取二氧化碳的實驗操作步驟
1. 連接儀器
2. 檢查裝置氣密性
3. 裝入大理石
4. 從長頸漏斗中加入稀鹽酸至浸沒漏斗下端
5. 收集氣體
6.檢驗氣體是否收集滿
如何檢查該裝置的氣密性？
連接好裝置，往長頸漏斗加水至液封，用彈簧夾夾住橡皮管，再加水形成一段穩定水柱，則氣密性良好。
檢驗
5.二氧化碳氣體的檢驗與驗滿
二氧化碳的檢驗：
將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，證明是CO2。
二氧化碳的驗滿：
將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，證明已收集滿。
驗滿
6.工業制取二氧化碳
高溫煅燒石灰石
CaCO3 CaO + CO2
高溫
7.二氧化碳和氧氣的制取實驗的比較
氣體 制取原理 反應物的狀態 反應條件 氣體的密度和空氣的比較 是否溶于水及和水反應 收集方法
二氧化碳
氧氣
稀鹽酸與大理石（石灰石）反應
固體和液體
常溫
大
能溶于水且與水反應
向上排空氣法
加熱高錳酸鉀
固體
加熱
大
不易溶于水且不與水反應
向上排空氣法、排水法
加熱氯酸鉀
固體
加熱
分解過氧化氫溶液
固體和液體
常溫，二氧化錳作催化劑
實驗室
制取氣體的一般思路和方法
PART 03
總結
1. 確定制取氣體的反應原理
2. 確定制取氣體時的實驗裝置
3. 確定如何驗證所制取的氣體
隨堂練習
1.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
D
隨堂練習
2.實驗室制取二氧化碳一般有五個步驟：
①檢查裝置的氣密性 ②按要求連接儀器③向長頸漏斗中注入酸液
④向廣口瓶中放入小塊的大理石 ⑤收集氣體。
下列操作順序正確的是（ ）
A.①②③④⑤ B.②①④③⑤
C.①④②③⑤ D.②③④①⑤
B
隨堂練習
1.某研究性學習小組欲利用下列裝置進行相關氣體制取的探究，請你分析并填空。
（1）寫出儀器a、b的名稱：a ；b 。
（2）寫出實驗室用B裝置制取二氧化碳的化學方程式
____________________________________________；
用D裝置來收集二氧化碳氣體時，檢驗收集滿的方法是
___________________________________________________________
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
將燃燒的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，證明已收集滿二氧化碳
鐵架臺
長頸漏斗
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