资源简介

二氧化碳制取的研究
［教学目标］
1.知识与技能：
（1）通过探究比较，了解实验室制取二氧化碳的理想原料。
（2）通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生的创新能力，并利用设计的装置制取二氧化碳。
（3）通过比较，归纳实验室取气体的思路和方法。
2.过程与方法：
（1）探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。
（2）通过对二氧化碳制取的探究，提高和锻炼我们收集、加工简单信息的能力。
3.情感、态度与价值观：
认识积极开展科学探究是学好化学的重要途径，在探究中培养集体协作精神。
［教学重点、难点］
重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法。
难点：从实验室制取气体的设计思路出发，研讨实验室制取二氧化碳气体的方法。
【新课导入】
同学们，有这样一种物质：农民伯伯说它是“植物粮食”；消防官兵赞它是“灭火先锋”；建筑师们称它为“粉刷匠”；环境学家却指责它是造成全球变暖的罪魁祸首，你们知道这是什么物质吗？(二氧化碳)
CO2受到如此多的关注，同学们知道哪些途径能产生二氧化碳气体吗？这些方法能否用于实验室制取二氧化碳？实验室该如何制取二氧化碳呢？
【知识再现】
讨论并写出有CO2生成的化学方程式
①C + O2 CO2
②C+ 2CuO 2Cu + CO2↑
③2C+ Fe3O4 3Fe + 2CO2↑
……………
人或动植物的呼吸作用都可产生二氧化碳气体
教师引导：在实验室中制取气体要考虑多种因素：正确有效的反应，反应是否容易控制、速率是否适中，生成气体是否纯净，条件是否容易满足、原料是否容易获得且价格是否低廉，原料和产物是否有毒有害等
代表发言：①碳和氧气反应的结果比较复杂。如果氧气充足，那么最后制得的气体中混有杂质氧气；如果氧气不足，那么最后制得的气体中混有一氧化碳。
②③条件在实验室中不容易达到。
【信息传递】
化学家发现常温下含有碳酸根离子的物质可与酸反应可以生成二氧化碳气体。如碳酸钠粉末（ Na2CO3 ）、碳酸钙粉末（ CaCO3 ）、石灰石或大理石（主要成分为CaCO3 ）都能与稀盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）反应产生二氧化碳。
【实验探究】：
一、实验室制取二氧化碳的理想原料
编号 实验内容 实验现象 实验分析 备注
1 Na2CO3粉末和稀盐酸 Na2CO3价格：1850-1930元/吨 石灰石价格： 60-80元/吨 浓盐酸有挥发性
2 石灰石和稀盐酸
3 Na2CO3粉末和稀硫酸
4 石灰石和和稀硫酸
【讨论与交流】
(1)不用稀硫酸是因为硫酸与石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，阻止石灰石与稀硫酸的反应，所以反应进行一段时间后，就会停止。
(2)不用碳酸钠是因为碳酸钠与稀盐酸和稀硫酸反应时速度过快，不容易控制反应过程，不利于收集气体。
(3)不用浓盐酸是 因为浓盐酸有强挥发性，可挥发出氯化氢气体，使得到的二氧化碳不纯。
[板书]一 、实验室制取二氧化碳的原料与原理
原料：大理石或石灰石和稀盐酸
原理：CaCO3＋2HCl = CaCl2＋H2O＋CO2↑
【实验探究】
二、实验室制取二氧化碳装置的确定
【温故知新】氧气的实验室制取装置
(
2 H
2
O === 2 H
2
O +O
2
↑
MnO
2
)
【讨论总结】
1.实验室制取气体的装置由哪几部分组成？
（发生装置和收集装置）
2.确定气体发生装置时应考虑哪些因素？
（1）反应物的状态（如液态、固态）（2）反应条件（如加热，不加热）
3.收集气体一般有哪些方法？
（1）排空气法①向上排空气法（适用于密度比空气大的气体）
②向下排空气法（适用于密度比空气小的气体）
（2）排水法（适用于不易溶或不溶于水气体）
4.确定收集装置时应考虑哪些因素？
（1）气体的密度（2）气体的溶解性
【信息传递】
在标准状况下，二氧化碳的密度比空气的密度大，二氧化碳能溶于水，在通常状况下，1体积水中能溶解1体积的二氧化碳。
[板书]二、实验室制取二氧化碳装置的确定
注意事项:
1.长颈漏斗下端口要伸入液面以下
2.导气管刚刚露出橡皮塞即可
3.集气瓶口向上且导气管尽可能伸到集气瓶底部
【创意大比拼】
请大家用提供的实验仪器，结合化学反应原理，设计制取二氧化碳的其他实验装置。如果你有更好的创意，画出简图即可。
【信息传递】
二氧化碳的检验与验满
检验: 将反应产生的气体通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊，该气体为二氧化碳
验满：将燃着的木条放在集气瓶口，燃着的木条熄灭，证明已收集满
【讨论】
实验室制取二氧化碳的实验步骤
1.按要求连接好仪器
2.检查装置的气密性（先将导管一端放入盛水的烧杯中，再用双手握住试管。）
3.加药品（先加固体，后加液体）
4.气体的检验（将气体通入澄清的石灰水中）
5.收集气体（用向上排空气法）
6.验满（用燃着的木条平放在集气瓶口）
【体验实践】
请大家用你们设计的最简易的实验装置制取、收集、验证二氧化碳
【小结】
1. 实验室制取CO2的原料和反应原理
2．实验室制取CO2的操作步骤：
连 → 检 → 装 → 收 → 验
3．实验室制取气体的方法和思路：
①研究选择合适的反应物和反应条件（如加热、常温、加催化剂等）；
②选择合适的实验装置；
③验证所制得的气体。
【课堂反馈】
1.实验室制取二氧化碳，选用的反应物最好的是（ ）
A. 碳酸钠和稀硫酸 B. 石灰石和稀硫酸
C. 大理石和稀盐酸 D. 石灰石和浓盐酸
2.确定某种气体的实验室制法时不需考虑的是（ ）
A. 反应所需的药品和条件 B.实验装置
C．气体的验证 D.气体的用途
3.实验室制取二氧化碳分为如下五步（1）检查装置的气密性（2）按要求装备好仪器（3）向长颈漏斗中加入稀盐酸（4）向锥行瓶中加入石灰石（5）收集气体，其正确的操作顺序是（ ）
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.下图是某同学制取二氧化碳的装置图，
请说出其中的错误：
（1） ；
（2） ；
（3）
5. 甲烷的实验室制法：用无水醋酸钠和碱石灰两种固态药品，经研磨均匀混合后装入反应装置中，加热产生甲烷气体。甲烷气体是无色、无味，密度比空气小，极难溶于水的气体。
（1）本实验的气体发生装置可选用 发生装置。
（2）甲烷气体的收集方法可采用 或 收集。
硫化氢是一种密度大于空气，能溶于水的气体，实验室用硫化亚铁块状固体和稀盐酸反应制备（无须加热），其发生装置应用 ，收集装置选 。

展开更多......

收起↑