資源簡介

02
01
了解實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理
探究實驗室里制取二氧化碳的裝置，掌握二氧化碳的鑒別方法
了解在實驗室里制取氣體的一般思路和方法
掌握如何根據原理選擇裝置及根據氣體的性質確定收集方法
04
03
猜一猜：有一種物質，農民說它是“植物的糧食”；
消防官兵贊美它是“滅火先鋒”；
環境學家卻指責它是造成全球變暖的“罪魁禍首”
設計物質轉化路徑的一般思路
啟示
實驗室制取氧氣的反應原理
含氧化合物
一定條件
氧氣
KMnO4
H2O2
只含有
一種氧化物
依據元素守恒——尋找反應物
目標物
單質O2
化合物CO2
反應物
C、O元素來源于幾種物質
尋找的起點——已知的化學反應
根據變化觀、元素觀和以上思路，梳理、設計生成CO2的化學反應
回顧
一、實驗室制取二氧化碳的化學反應原理
交流討論：列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應：
動植物呼吸
石蠟燃燒
C＋O2 點燃 CO2
2HCl +Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑
CaCO3 高溫 CaO+CO2↑
3C＋2Fe2O3 高溫 4Fe＋3CO2↑
P38
P133
P113
P9
氣體不純，不利于收集
這些反應可否用于簡易制取二氧化碳？
√
溫度高，不易操作
從生成氣體是否純凈、產生氣體的速度是否適中、操作是否簡便、易于收集等方面來考慮。
反應速率過快，不易收集
含碳酸根離子的化合物(如Na2CO3 、CaCO3) 能與
稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4 )在常溫下反應生成CO2氣體。
資料信息
上述四個反應都能產生二氧化碳，都適合用來實驗室制取二氧化碳嗎？
探究制取二氧化碳的藥品及反應原理
探究1 實驗室制取二氧化碳的藥品選擇
石灰石(主要成分CaCO3)
CaCO3粉末
實驗現象：
制取二氧化碳原理的實驗探究
實驗內容
實驗現象
實驗分析
CaCO3粉末和稀鹽酸

石灰石和稀硫酸

石灰石和稀鹽酸

碳酸鈉粉末和稀鹽酸
有大量氣泡產生，反應劇烈
開始反應有氣泡，一會兒就無氣泡產生
反應速率太快，不易收集
反應一會兒就停止
產生氣泡速率比較適中
適合實驗室制取二氧化碳
有大量氣泡產生，反應劇烈
反應速率太快，不易收集
1.實驗室不用濃鹽酸與石灰石反應制取CO2的原因：
濃鹽酸具有______性，使制得的氣體中混有______氣體。
稀硫酸與石灰石反應生成微溶于水的硫酸鈣，附著在石灰石表面，阻礙了反應的進行。
HCl
2.實驗室不用稀硫酸與石灰石反應制取CO2的原因：
揮發
3.實驗室也不用碳酸鈉、粉末狀石灰石制取二氧化碳，原因是：
反應速率太快，不便控制。
實驗室制取二氧化碳的反應原理：
1.藥品：大理石（主要成分是CaCO3）與稀鹽酸
2.反應原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2CO3
H2CO3 H2O+CO2↑
總反應為：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
思考：
（1）實驗室制取氧氣的裝置是什么？選擇依據是什么？
（2）怎樣收集氧氣？為什么這樣收集？
（3）實驗室制取二氧化碳應選擇什么裝置？
1.發生裝置的選擇
依據反應物的狀態和反應條件
②固固加熱型
①固液常溫型
制取二氧化碳的裝置
適用于反應物為固態和液態，反應不需加熱等條件制取氣體。
適用于反應物為固態，反應在加熱條件下制取氣體。
回憶實驗室制取氧氣的原理和裝置
2H2O2 2H2O＋O2↑
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
發生裝置
收集裝置
發生裝置
收集裝置
1. 選擇發生裝置
依據：反應物的狀態、反應條件
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
反應原理
發生裝置
氧氣
高錳酸鉀加熱分解
過氧化氫分解
二氧化碳
大理石與稀鹽酸反應
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}反應物狀態
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}反應條件
固
加熱
固+液
常溫
固+液
常溫
固液常溫裝置
①根據提供的儀器，組裝實驗室制取CO2的發生裝置；
②小組代表展示，對比并評價裝置的優、缺點。
②小組代表展示，對比并評價裝置的優、缺點。
裝置簡單
便于添加液體藥品
控制反應速率
依據氣體的溶解性、氣體的密度
排水法
向上排空氣法
向下排空氣法
收集不易溶或難溶于水且不與水反應的氣體
收集密度比空氣大的氣體
收集密度比空氣小的氣體
2.收集裝置的選擇
制取二氧化碳的裝置
查閱資料：
空氣的平均相對分子質量為29，若某氣體的相對分子質量大于29，則這種氣體的密度比空氣大；若某氣體的相對分子質量小于29，則這種氣體的密度比空氣小。
①二氧化碳的相對分子質量為44，則二氧化碳的密度大于空氣；
②二氧化碳能溶于水并與水反應。
收集二氧化碳用向上排空氣法
向上排空氣法
1.發生裝置: 固液不加熱型
2.收集裝置：
連接儀器，檢查裝置氣密性
裝入大理石（或石灰石），塞緊雙孔橡膠塞
由長頸漏斗加入稀鹽酸，使液面浸沒長頸漏斗末端
收集氣體
檢驗氣體是否集滿
諧音簡記為“茶莊莫收鹽”
制取二氧化碳的實驗步驟
（1）長頸漏斗下端管口為什么要伸入液面以下？
（2）集氣瓶內的導管為什么要伸入到接近集氣瓶底部？
防止氣體從長頸漏斗排出。
排盡集氣瓶內的空氣，以收集到更純的二氧化碳。
（3）怎樣檢驗所得氣體是二氧化碳？
（4）怎樣檢驗二氧化碳氣體已滿？
將氣體通入到澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則氣體為CO2。
將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則CO2已滿。
討論：
1.怎樣檢驗生成的氣體是二氧化碳？
2.用集氣瓶收集二氧化碳時，怎樣證明集氣瓶中已充滿了二氧化碳？
檢驗二氧化碳和證明是否集滿的方法如圖所示。
確定制取氣體的化學反應原理
設計制取氣體的實驗裝置
驗證得到的氣體就是所要制取的氣體
發生裝置
收集裝置
依據：反應物狀態、
反應條件
固固
加熱型
固液
常溫型
依據：氣體的性質
排水法
向上排空氣法
向下排空氣法
根據氣體的性質(如可燃性或助燃性、與某些試劑反應有沉淀生成等)進行驗證
綜合考慮反應速率大小，氣體是否易于收集、是否純凈，操作是否簡單、安全，
是否會產生污染，以及試劑的價格等因素
思考：如何做到節約、安全、隨時控制反應發生或停止?
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
思考：利用下列反應原理和裝置制取的CO2中可能混有______和________雜質。
洗氣要點：
1.長進短出
2.先除雜再干燥
氣體的凈化（除雜）
HCl
水蒸氣
CO2（HCl、H2O）
除去HCl
除去H2O
課堂總結
二氧化碳制取的研究
實驗藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸
反應原理：CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑
操作步驟：“茶莊莫收鹽”
發生裝置：固液常溫型
檢驗與驗滿
裝置
確定
收集裝置：向上排空氣法
A.制取 B.收集 C.檢驗 D.驗滿
1.某同學在實驗室制取二氧化碳的過程中,進行制取、收集、檢驗、驗滿的四步操作如下圖所示,其中正確的是( )
C
2.如圖是小科完成CO2的制取、收集和驗滿的主要操作過程，其中需要糾正的是（　　）
A B C D
D
A．氣密性檢查 B．添加試劑
C．制取并收集氣體 D．氣體驗滿
(1)實驗室用稀鹽酸與石灰石反應制取二氧化碳應選用的裝置是_______（填序號）；其中，發生裝置中產生二氧化碳的化學方程式為 。
3.如圖是實驗室的部分實驗裝置，回答有關問題：
BC
A
B
C
D
E
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
(2)檢驗二氧化碳是否集滿的方法： 。
將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察木條是否熄滅
4. 化學興趣小組同學用以下裝置制取并檢驗二氧化碳，請回答下列問題。
(1)儀器a的名稱是________。
(2)裝置A、B均可用于實驗室
制取二氧化碳，裝置B相對于
裝置A的優點是________________。
錐形瓶
可控制反應速率
稀鹽酸
石灰石(或大理石)
(3)裝置C可用來收集和檢驗二氧化碳。
①收集滿二氧化碳氣體的集氣瓶應該____(填“正”或“倒”)放在桌面上。
②檢驗二氧化碳，瓶中應盛放____________(填試劑名稱)，氣體應從____(填“m”或“n”)端通入。
正
澄清石灰水
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