资源简介

02
01
了解实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
探究实验室里制取二氧化碳的装置，掌握二氧化碳的鉴别方法
了解在实验室里制取气体的一般思路和方法
掌握如何根据原理选择装置及根据气体的性质确定收集方法
04
03
猜一猜：有一种物质，农民说它是“植物的粮食”；
消防官兵赞美它是“灭火先锋”；
环境学家却指责它是造成全球变暖的“罪魁祸首”
设计物质转化路径的一般思路
启示
实验室制取氧气的反应原理
含氧化合物
一定条件
氧气
KMnO4
H2O2
只含有
一种氧化物
依据元素守恒——寻找反应物
目标物
单质O2
化合物CO2
反应物
C、O元素来源于几种物质
寻找的起点——已知的化学反应
根据变化观、元素观和以上思路，梳理、设计生成CO2的化学反应
回顾
一、实验室制取二氧化碳的化学反应原理
交流讨论：列举你所知道的能生成二氧化碳的反应：
动植物呼吸
石蜡燃烧
C＋O2 点燃 CO2
2HCl +Na2CO3=2NaCl＋H2O＋CO2↑
CaCO3 高温 CaO+CO2↑
3C＋2Fe2O3 高温 4Fe＋3CO2↑
P38
P133
P113
P9
气体不纯，不利于收集
这些反应可否用于简易制取二氧化碳？
√
温度高，不易操作
从生成气体是否纯净、产生气体的速度是否适中、操作是否简便、易于收集等方面来考虑。
反应速率过快，不易收集
含碳酸根离子的化合物(如Na2CO3 、CaCO3) 能与
稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4 )在常温下反应生成CO2气体。
资料信息
上述四个反应都能产生二氧化碳，都适合用来实验室制取二氧化碳吗？
探究制取二氧化碳的药品及反应原理
探究1 实验室制取二氧化碳的药品选择
石灰石(主要成分CaCO3)
CaCO3粉末
实验现象：
制取二氧化碳原理的实验探究
实验内容
实验现象
实验分析
CaCO3粉末和稀盐酸

石灰石和稀硫酸

石灰石和稀盐酸

碳酸钠粉末和稀盐酸
有大量气泡产生，反应剧烈
开始反应有气泡，一会儿就无气泡产生
反应速率太快，不易收集
反应一会儿就停止
产生气泡速率比较适中
适合实验室制取二氧化碳
有大量气泡产生，反应剧烈
反应速率太快，不易收集
1.实验室不用浓盐酸与石灰石反应制取CO2的原因：
浓盐酸具有______性，使制得的气体中混有______气体。
稀硫酸与石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，附着在石灰石表面，阻碍了反应的进行。
HCl
2.实验室不用稀硫酸与石灰石反应制取CO2的原因：
挥发
3.实验室也不用碳酸钠、粉末状石灰石制取二氧化碳，原因是：
反应速率太快，不便控制。
实验室制取二氧化碳的反应原理：
1.药品：大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸
2.反应原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2CO3
H2CO3 H2O+CO2↑
总反应为：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
思考：
（1）实验室制取氧气的装置是什么？选择依据是什么？
（2）怎样收集氧气？为什么这样收集？
（3）实验室制取二氧化碳应选择什么装置？
1.发生装置的选择
依据反应物的状态和反应条件
②固固加热型
①固液常温型
制取二氧化碳的装置
适用于反应物为固态和液态，反应不需加热等条件制取气体。
适用于反应物为固态，反应在加热条件下制取气体。
回忆实验室制取氧气的原理和装置
2H2O2 2H2O＋O2↑
2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
发生装置
收集装置
发生装置
收集装置
1. 选择发生装置
依据：反应物的状态、反应条件
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
反应原理
发生装置
氧气
高锰酸钾加热分解
过氧化氢分解
二氧化碳
大理石与稀盐酸反应
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}反应物状态
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}反应条件
固
加热
固+液
常温
固+液
常温
固液常温装置
①根据提供的仪器，组装实验室制取CO2的发生装置；
②小组代表展示，对比并评价装置的优、缺点。
②小组代表展示，对比并评价装置的优、缺点。
装置简单
便于添加液体药品
控制反应速率
依据气体的溶解性、气体的密度
排水法
向上排空气法
向下排空气法
收集不易溶或难溶于水且不与水反应的气体
收集密度比空气大的气体
收集密度比空气小的气体
2.收集装置的选择
制取二氧化碳的装置
查阅资料：
空气的平均相对分子质量为29，若某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气大；若某气体的相对分子质量小于29，则这种气体的密度比空气小。
①二氧化碳的相对分子质量为44，则二氧化碳的密度大于空气；
②二氧化碳能溶于水并与水反应。
收集二氧化碳用向上排空气法
向上排空气法
1.发生装置: 固液不加热型
2.收集装置：
连接仪器，检查装置气密性
装入大理石（或石灰石），塞紧双孔橡胶塞
由长颈漏斗加入稀盐酸，使液面浸没长颈漏斗末端
收集气体
检验气体是否集满
谐音简记为“茶庄莫收盐”
制取二氧化碳的实验步骤
（1）长颈漏斗下端管口为什么要伸入液面以下？
（2）集气瓶内的导管为什么要伸入到接近集气瓶底部？
防止气体从长颈漏斗排出。
排尽集气瓶内的空气，以收集到更纯的二氧化碳。
（3）怎样检验所得气体是二氧化碳？
（4）怎样检验二氧化碳气体已满？
将气体通入到澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则气体为CO2。
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则CO2已满。
讨论：
1.怎样检验生成的气体是二氧化碳？
2.用集气瓶收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？
检验二氧化碳和证明是否集满的方法如图所示。
确定制取气体的化学反应原理
设计制取气体的实验装置
验证得到的气体就是所要制取的气体
发生装置
收集装置
依据：反应物状态、
反应条件
固固
加热型
固液
常温型
依据：气体的性质
排水法
向上排空气法
向下排空气法
根据气体的性质(如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证
综合考虑反应速率大小，气体是否易于收集、是否纯净，操作是否简单、安全，
是否会产生污染，以及试剂的价格等因素
思考：如何做到节约、安全、随时控制反应发生或停止?
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
思考：利用下列反应原理和装置制取的CO2中可能混有______和________杂质。
洗气要点：
1.长进短出
2.先除杂再干燥
气体的净化（除杂）
HCl
水蒸气
CO2（HCl、H2O）
除去HCl
除去H2O
课堂总结
二氧化碳制取的研究
实验药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
反应原理：CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑
操作步骤：“茶庄莫收盐”
发生装置：固液常温型
检验与验满
装置
确定
收集装置：向上排空气法
A.制取 B.收集 C.检验 D.验满
1.某同学在实验室制取二氧化碳的过程中,进行制取、收集、检验、验满的四步操作如下图所示,其中正确的是( )
C
2.如图是小科完成CO2的制取、收集和验满的主要操作过程，其中需要纠正的是（　　）
A B C D
D
A．气密性检查 B．添加试剂
C．制取并收集气体 D．气体验满
(1)实验室用稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳应选用的装置是_______（填序号）；其中，发生装置中产生二氧化碳的化学方程式为 。
3.如图是实验室的部分实验装置，回答有关问题：
BC
A
B
C
D
E
CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
(2)检验二氧化碳是否集满的方法： 。
将燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否熄灭
4. 化学兴趣小组同学用以下装置制取并检验二氧化碳，请回答下列问题。
(1)仪器a的名称是________。
(2)装置A、B均可用于实验室
制取二氧化碳，装置B相对于
装置A的优点是________________。
锥形瓶
可控制反应速率
稀盐酸
石灰石(或大理石)
(3)装置C可用来收集和检验二氧化碳。
①收集满二氧化碳气体的集气瓶应该____(填“正”或“倒”)放在桌面上。
②检验二氧化碳，瓶中应盛放____________(填试剂名称)，气体应从____(填“m”或“n”)端通入。
正
澄清石灰水
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