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(共32张PPT)
第六单元　碳和碳的氧化物
必做实验3　二氧化碳的实验室制取
【实验目的】学习组装石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳的实验装置,并能制取和收集二氧化碳。
实验 用品 实验 仪器 烧杯、集气瓶、锥形瓶、导管、胶皮管、双孔橡胶塞、长颈漏斗、镊子等
实验 药品 大理石(或石灰石)、阿稀盐酸、澄清石灰水
反应原理 　CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑　
发生 装置 装置 选择依据:反应物的状态和反应条件
A　 　B　 　C　 　D
类型 固液不加热型
装置优点 A 装置简单 注意事项 加入药品不能太多,防止
　 　
B 　 　 长颈漏斗末端要伸入液面以下,防止　
　
C 　 　 分液漏斗末端不伸入液面以下
D 　 　 大理石或石灰石放在　 　
可以随时添加液体药品
可以控制反应速率
可控制反应的发生与停止
产生气体的速率太快,不便于收集
产生的气体从长颈漏斗末端逸出
多孔隔板上
收集 装置 装置 选择依据:气体的　 　、溶解性及能否与水反应

向上排空气法
注意事项 导管要伸到集气瓶底部,目的是
　 　
密度
排尽集气瓶内的空气
(续表)
实验步骤 以装置B制取二氧化碳为例:
1.查:连接好装置后,先检查　 　;
2.装:在锥形瓶中加入少量大理石(或石灰石),再从长颈漏斗中注入稀盐酸(先固后液);
3.收:用集气瓶收集产生的二氧化碳气体;
4.检:用燃着的木条检验二氧化碳是否收集满
注意事项:1.不能使用浓盐酸,因为浓盐酸具有　 　,会挥发出氯化氢气体,使收集的气体不纯;2.不能使用稀硫酸,因为稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙,覆盖在大理石(或石灰石)表面,阻止反应进行;3.不能用碳酸钠(或碳酸钾)粉末代替大理石(或石灰石),因为碳酸钠(或碳酸钾)是粉末状固体,与稀盐酸接触面积大,反应剧烈,不利于控制反应速率及气体的收集
装置的气密性
挥发性
检验
将产生的气体通入　 　中,若观察到
　 　,则证明该气体是二氧化碳
验满
将燃着的木条放到　 　,若木条熄灭,则证明已收集满
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
集气瓶口
【实验分析与评价】
(1)在实验中发现二氧化碳未收集满,可能的原因是　 　 ,解决方法是
　 　。
(2)检验二氧化碳时,澄清石灰水始终未变浑浊,可能的原因是 。
　石灰水已变质(或盐酸浓度较大,或二氧化碳中混有氯化氢气体,合理即可)
药品的量不足(合理即可)
继续加入药品(与上一空对应,合理即可)
【实验拓展】
一、装置的创新
图1:　 　;同学们在实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,并对制取装置进行了改进(如图所示),该装置具有的优点是图2:　 　。
可以控制反应速率
可以控制反应的发生与停止
二、多功能瓶的使用
1.排空气法收集二氧化碳
　　用图1装置收集二氧化碳,气体应从导管　 　(选填“a”或“b”)端通入;若利用图2装置收集,二氧化碳应从
　 　(选填“c”或“d”)端通入。
d
a
2.二氧化碳的验满
用图1装置收集二氧化碳,检验气体已经收集满的方法是
　 　。若利用图2装置收集,检验气体已经收集满的方法是
　 　。
将燃着的木条放在导管c端,若木条熄灭,证明已经收集满
将燃着的木条放在导管b端,若木条熄灭,证明已经收集满
3.二氧化碳的除杂、干燥
制取的二氧化碳中往往含有水分和氯化氢气体。
①除杂:先用　 　除去HCl气体;
②干燥:再通过盛有　 　的装置进行干燥,不能用碱性干燥剂。
浓硫酸
饱和碳酸氢钠溶液
三、易错警示
检验二氧化碳一定要用　 　,不能用燃着的木条,因为能使燃着的木条熄灭的气体不一定是CO2,还有可能是N2、稀有气体等其他气体。
澄清石灰水
碳单质的性质及用途
1.(2022·江西节选)央视栏目《典籍里的中国》展现了中国智慧,其中有许多古今对比。
(1)记录——古代用墨书写的典籍保存至今而不变色,体现了碳在常温下的化学性质:　 　。
【解析】 古代用墨书写的典籍保存至今而不变色,体现了碳在常温下的化学性质稳定。
稳定性(或不活泼)
碳单质的结构和性质
1.1　丰富多彩的物质世界里,含碳物质占有重要地位。
(1)金刚石和石墨均是由碳元素组成的单质,但两者物理性质差异较大,原因是　 　。
(2)活性炭有较强的吸附能力,是因为活性炭具有
　 　的结构。

疏松多孔
碳原子排列方式不同
(3)石墨烯是一种革命性材料,它也是由碳元素组成的一种单质。如果它在氧气中燃烧不充分,易产生的气体是
　 　(填化学式)。
(4)我国古代已经掌握用焦炭和铁矿石炼铁的反应,写出焦炭和氧化铁反应的化学方程式:　 　。
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
CO
【解析】 (1)金刚石和石墨均是由碳元素组成的单质,由于碳原子排列方式不同,两者物理性质差异较大。
(2)活性炭具有疏松多孔的结构,故有较强的吸附能力。
(3)石墨烯是由碳元素组成的一种单质。它在氧气中燃烧充分时生成二氧化碳,燃烧不充分时生成一氧化碳,其化学式为CO。
(4)焦炭和氧化铁高温下生成铁和二氧化碳。
一氧化碳和二氧化碳的主要性质
2.(2018·江西)关于氧气和二氧化碳的说法正确的是 ( )
A.构成:都是由分子构成的,且都含有氧分子
B.性质:常温下均为气体,且都易溶于水
C.用途:氧气可用作燃料,二氧化碳可用作化工原料
D.转化:在自然界中氧气和二氧化碳可以相互转化
D
二氧化碳的实验室制取及性质
3.(2022·江西节选)根据下图装置回答有关问题:
(1)实验室制二氧化碳的化学方程式为
　 　。图一中,与装置A相比,选用装置B制二氧化碳的优点是　 　。将产生的二氧化碳通入图二装置,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,饱和澄清石灰水变浑浊,根据玻璃管中的现象可知二氧化碳的化学性质是　 　;若试管中导管口有连续、均匀的气泡冒出,但饱和澄清石灰水未变浑浊,其原因是　 　。
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
盐酸有挥发性,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体
可以控制反应速率
二氧化碳能与水反应生成碳酸
【解析】 实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳;装置B使用分液漏斗,可以通过分液漏斗控制液体滴加的速率,来控制反应速率;将产生的二氧化碳通入图二装置中,观察到试纸Ⅰ不变色而试纸Ⅱ变红,说明二氧化碳能与水反应生成碳酸;试管中导管口有连续、均匀的气泡冒出,但饱和澄清石灰水未变浑浊,其原因是盐酸有挥发性,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体,氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸与氢氧化钙反应。
4.(2021·江西节选)根据下图回答有关问题:
(1)实验室制取并收集二氧化碳需在上图中选用A、C、G与
　　(填字母)组合;检验二氧化碳是否集满的方法是
　 　 。
把燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明气体已收集满
F
(2)将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,为探究二氧化碳是否与氢氧化钠发生了反应,思成同学利用图甲所示装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成曲线(如图乙)。据图乙分析,能说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应的时间段是
　 　。ab段二氧化碳浓度不变的原因是
　 　。
水中二氧化碳已经达到饱和
t2~t3
【解析】 (1)实验室制取二氧化碳的反应为固液不加热型反应,发生装置选锥形瓶(A)用于盛放药品、长颈漏斗(G)用于添加盐酸;二氧化碳密度大于空气,收集装置选择向上排空气法装置,需要使用集气瓶(C)和双孔橡胶塞(F)用于导出气体;二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,检验二氧化碳是否集满的方法是把燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明气体已收集满。
(2)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能溶于水并和水反应;图乙中t2~t3段二氧化碳浓度明显减小至零,说明二氧化碳和氢氧化钠发生了反应;ab段二氧化碳浓度不变的原因是水中二氧化碳已经达到饱和。
5.(2020·江西节选)下图中E是小组同学组装的实验室制二氧化碳气体的发生装置,该装置的优点是
　 　;为了解装置具有该优点的原因,他们在装置E中连接压强传感器(如图F),从而测定实验中试管内气体压强变化的情况(如图G)。下列说法正确的是
　 　(填序号,双选)。
Ⅱ、Ⅲ
能控制反应的发生和停止
Ⅰ.ab段试管中液面逐渐上升
Ⅱ.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触
Ⅲ.c点的对应操作是打开弹簧夹
6.(2019·江西节选)根据下列实验装置改进,请回答有关问题:
实验一:
①仪器a的名称是　 　;制取二氧化碳的化学方程式为　 　 。
②改进装置的优点是
　 　。
可以控制反应速率(节省药品,或控制反应的发生和停止,或方便及时排出废液等)
长颈漏斗
CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑

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