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6.2二氧化碳制取的研究 学案
教学目标
1.了解实验室制取气体的方法和设计思路
2.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
3.掌握实验室制取二氧化碳的化学反应原理和实验装置．收集方法．检验和验满的方法
知识精讲
知识点一 二氧化碳的实验室制法
1、药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸。
2、原理：CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑。
注意：①不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发，使制得的CO2不纯（混有氯化氢气体）；
②不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与CaCO3反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石（或石灰石）的表面，阻止反应的进行；
③不能用Na2CO3 或K2CO3代替大理石（或石灰石），因为Na2CO3．K2CO3与稀盐酸的反应速率太快，不便于收集。
3、装置的选择。
①发生装置：选用与过氧化氢溶液制O2相同的发生装置。
②气体收集方法：向上排空气法（因为CO2能溶于水，密度比空气大）。
4、验证方法：将气体通入澄清的石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则该气体为CO2。
化学方程式：CO2 + Ca(OH)2CaCO3↓+ H2O。
5、验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
实验室制取CO2的实验操作过程：
①检查装置的气密性；
②装入大理石，塞紧胶塞；
③固定装置；
④从长颈漏斗加入稀盐酸至长颈漏斗下端管口液封；
⑤收集气体，导管一定要伸入集气瓶底部；
⑥检验是否集满。
例题1、在实验室里制取二氧化碳气体，可选择的药品是(　D　)
A．碳酸钠粉末与浓盐酸
B．块状石灰石与稀硫酸
C．石灰石
D．块状大理石和稀盐酸
例题2、实验室制取氧气．氢气．二氧化碳等气体，可以共同使用的仪器装置是（　B ）
A．简易气体发生装置　　
B．试管并附有带塞导管
C．酒精灯　　　　
D．带导管的烧瓶
例题3、可生成二氧化碳的反应很多，例如：①酒精的燃烧；②木炭在空气中燃烧；③碳与氧化铜反应；④高温煅烧石灰石；⑤石灰石（块状）与稀硫酸；⑥石灰石（块状）与稀盐酸；⑦碳酸钙粉末与浓盐酸；⑧人和动物的呼吸作用。其中可用于实验室制CO2的是（ C ）
A．④⑥ B．⑤⑥ C．⑥ D．全部
变式1、下图是A～E的仪器装置示意图。
(1)在实验室里，装置A一般用于制取反应物状态为__________．反应条件为____________的气体；装置B一般用于制取反应物状态为____________．反应条件为__________的气体。装置C．D．E都是用来收集气体的实验装置，用装置C收集气体的方法叫____________；用装置D收集气体的方法叫__________；用装置E收集气体的方法叫____________。
(2)实验室常用氯化铵(NH4Cl)晶体和熟石灰[Ca(OH)2]粉末混合加热来制取氨气，同时生成氯化钙和水。
①写出上述制取氨气反应的化学方程式____________________。
②实验时应该选取上述____________(填写字母)作为制取氨气的发生装置。
③根据下表提供的数据分析，实验时收集氨气应选用上述装置__________(填写字母)而不用__________装置，其原因是____________。
气体 空气 氧气 氢气 氨气 二氧化碳
密度/(g·L－1) 1.29 1.43 0.09 0.77 1.98
溶解度/L — 0.031 0.018 680 0.88
【答案】(1)固态和液态　常温　固态和固态　加热　排水集气法　向上排空气集气法　向下排空气集气法　(2)①2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2　②B　③E　C和D　氨气的密度比空气的密度小，而且氨气极易溶于水
变式2、在实验室里分别用集气瓶收集O2．CO2．H2三种气体，如下图所示，由此可得，a中是_______，b中是_______，c中是_______。
【答案】H2 O2 CO2
知识点二 二氧化碳的工业制法
1、煅烧石灰石：CaCO3 CaO+CO2↑
生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2OCa(OH)2
当堂检练
1、利用如图所示装置，能完成实验室制取气体的是( )
A．用①③制取氧气
B．用②③制取二氧化碳
C．用②④制取氧气
D．用①⑤制取二氧化碳
2、实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；
②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是( )
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤
3、下列有关制取干燥的氧气或二氧化碳的实验设计中错误的是(　　)
(提示：浓硫酸不与二氧化碳反应，易吸水，可作干燥剂)
【答案】
C 2、D 3、C
4、实验室制二氧化碳最适宜的仪器是(　　)
A．广口瓶、集气瓶、酒精灯
B．漏斗、广口瓶、集气瓶、水槽
C．长颈漏斗、广口瓶、集气瓶
D．长颈漏斗、大试管、集气瓶、酒精灯
5、常温下，某气体能溶于水，密度比空气大，收集该气体可采用的方法是(　　)
A．向上排空气法
B．向下排空气法
C．排水法或向下排空气法
D．排水法或向上排空气法
6、在实验室里制取二氧化碳气体，可选择的药品是(　　)
A．碳酸钠粉末与浓盐酸
B．块状石灰石与稀硫酸
C．石灰石
D．块状大理石和稀盐酸
7、下图是A～E的仪器装置示意图。
(1)在实验室里，装置A一般用于制取反应物状态为__________、反应条件为____________的气体；装置B一般用于制取反应物状态为____________、反应条件为__________的气体。装置C、D、E都是用来收集气体的实验装置，用装置C收集气体的方法叫____________；用装置D收集气体的方法叫__________；用装置E收集气体的方法叫____________。
(2)实验室常用氯化铵(NH4Cl)晶体和熟石灰[Ca(OH)2]粉末混合加热来制取氨气，同时生成氯化钙和水。
①写出上述制取氨气反应的化学方程式____________________。
②实验时应该选取上述____________(填写字母)作为制取氨气的发生装置。
③根据下表提供的数据分析，实验时收集氨气应选用上述装置__________(填写字母)而不用__________装置，其原因是____________。
气体 空气 氧气 氢气 氨气 二氧化碳
密度/(g·L－1) 1.29 1.43 0.09 0.77 1.98
溶解度/L — 0.031 0.018 680 0.88
【答案】
4、C 5、A 6、D 7、C(1)固态和液态　常温　固态和固态　加热　排水集气法　向上排空气集气法　向下排空气集气法　(2)①2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2　②B　③E　C和D　氨气的密度比空气的密度小，而且氨气极易溶于水
8、如图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图，试根据题目要求回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________；装置A中发生反应的化学方程式为___________
__________，装置C中观察到的现象______________________________。
(2)装置D中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳的密度比空气大，它不能燃烧，也不能支持燃烧。由此可知，二氧化碳在生活中可用于________________。
(3)实验室用装置E来收集二氧化碳时，二氧化碳应从_______(填“c端”或“d端”)通入。
9、某化学兴趣小组利用如图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结合装置图，回答下列问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：a_______，b_______。
(2)用双氧水和二氧化锰制取氧气时，可选用的发生装置是_______(填上图字母)，可选用C装置收集氧气，其原因是_____________________。
(3)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气(NH3)，应选择的发生装置是_______(填上图字母)。
(4)该小组设计了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。
①当打开K1、关闭K2时，利用Ⅰ、Ⅱ装置，可进行的实验是_______(填字母)。
a.大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b.锌与稀硫酸反应制取氢气
②当打开K2、关闭K1时，可以利用Ⅰ、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质。实验室制取二氧化碳的化学方程式是____________________________；若要证明二氧化碳能与水发生反应，应向烧杯的水中加入_____________________。
【答案】
10、(1)长颈漏斗 CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 紫色石蕊试液变红
(2)灭火 (3)c端
11、(1)酒精灯 锥形瓶 (2)B 氧气的密度比空气大
(3)A (4)①b ②CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑ 紫色石蕊试液
课堂小结
1、二氧化碳的实验室制法与氧气制法、收集之间的区别。
2、工业制得二氧化碳的方法（主要考虑成本等因素）。
课后作业
1、检验集气瓶内是否收集满了CO2，正确的操作是（　 　）
A．倒入澄清石灰水并振荡
B．燃着的木条伸入集气瓶内
C．将燃着的木条放在瓶口
D．将一润湿的石蕊试纸平置瓶口
2、下列有关气体的制备与收集方法中，不正确的是（ ）
A．二氧化碳既可以用排水法收集，又可以用向上排空气法收集
B．制备气体时，一定要先检验气装置的密性
C．密度比空气小，且不溶于水的气体，既可用向下排空气法又可用排水法收集
D．一氧化碳只能用排水法收集
3、下图是他们设计的一个二氧化碳发生装置，对其优缺点的评价，错误的是（　　 ）
A．所用材料均为家庭废品，有较好的资源利用意识
B．使用碱石灰（主要成份为NaOH和生石灰，可以吸收水蒸气）有利于得到干燥的二氧化碳气体
C．将石灰石放入铜丝网，不用时可使反应中止，体现便利使用的设计思想
D．利用拉动铜丝的设计，要注意保证气密性良好，方能使实验成功
4、在实验室宜用来制取二氧化碳的是（　　 ）
A．一氧化碳燃烧
B．石灰石与盐酸反应
C．木炭与氧化铜反应
D．高温煅烧石灰石
5、 为证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，可在鸡蛋壳上滴加 （ ）
A. 酒精 B. 水 C. 石灰水 D. 稀盐酸
【答案】
1、C 2、A 3、B 4、B 5、D
6、集气瓶被誉为“万能瓶”，如下图装置是其中的一种。当被收集的气体从a口进入时，瓶内空气从b口排出，相当于向上排空气法收集气体。若将被收集的气体从b口进入，则它可收集的气体为 （ ）
①H2 ②O2 ③CO2 A. 只有① B. 只有①和②
C. 只有③ D. ①②③均可
7、如图是某同学设计的实验室制取CO装置图，请指出图中的错误，并在下列表格中加以改正：
错误 改正
(1) (1)
(2) (2)
(3) (3)
8、在化学实验室开放日，老师拿出两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体。同学们对此气体展开了一系列探究。
（1）如果推测此气体是二氧化碳，验证它的实验方案如下：
猜想 实验步骤 现象与结论
此气体可能是CO2
产生此气体的化学方程式可能是_____________________________________________。
（2）若想制取该气体，采用的发生装置可选取下图中的______________________，收集装置应选用______________（填序号）。
（3）如用下图中F装置收集该气体，气体应由____________端导入（填“a”或“b”）。
A B C D E F
9、（1）实验室用大理石与酸制取二氧化碳，使用的酸是 （选填“浓盐酸”“稀盐酸”“浓硫酸”或“稀硫酸”），其化学方程式为 。
（2）若设计一种由活塞可以开闭导管的装置，使其达到活塞随开随产生CO2 气体，随关随停止出CO2 气体的要求，请从下面仪器中选用一些最基本的仪器完成该设计：
①按装置自上而下的安排顺序应选用的仪器是 。
②这套装置能随开随用，随关随停的原因是 。
【答案】
6、A 7、错误:(1)长颈漏斗下端管口在液面以上 (2)发生装置中导管太长 (3)集气瓶中导管伸入太短
改正：(1)长颈漏斗下端管口伸入液面以下 (2)发生装置中导管伸入瓶内只需露出橡皮塞少许 (3)导管伸入集气瓶中接近瓶底
8、（1）
猜想 实验步骤 现象与结论
—— 将产生的气体通入澄清石灰水中 如澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳
CaCO3 + 2HClCaCl2 + H2O + CO2↑
（2）B E或F
（3）a
9、（1）稀盐酸 CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
（2）① FDA ②活塞开放，气体导出，酸液上升与CaCO3 接触而反应生成CO2 ；活塞关闭，CO2 不导出而使内部压强加大，压下酸液脱离CaCO3 而使反应停止
10、某学生为了测定一种以碳酸钙为摩擦剂的牙膏中碳酸钙的含量，用烧杯称取这种牙膏膏体100.0 g，向烧杯中逐渐加入稀盐酸至不再有气体放出（除碳酸钙外，这种牙膏中的其他物质不与盐酸反应生成气体），共用去盐酸200.0 g。反应完毕后称得烧杯内物质的质量为278.0 g。（所有质量数据均不含烧杯质量）。请计算这种牙膏中碳酸钙的质量分数？
11、某气体在标准状况下密度为1.98 g/L，该气体易溶于水，在实验室收集此气体时可用( )
A．排水法
B．向上排空气法
C．向下排空气法
D．以上方法均可以
12、2010年全国“两会”代表和委员们首次使用环保“石头纸”制作的便笺和文件袋。“石头纸”是一种低碳经济的绿色产品，它的主要成分是一种难溶性钙盐。某化学兴趣小组的同学对“石头纸”的成分进行如右图所示的实验探究，观察到澄清石灰水变浑浊。请回答下列问题：
（1）生活中 的主要成分和”石头纸”的主要成分相同。
（2）装置A．B中发生反应的化学方程式分别为：
；
。
（3）请说出你在日常生活中符合“低碳生活”的做法 。（列举一例
【答案】
10、B 11、B
12、（1）鸡蛋壳等（答案合理均可）
（2）CaCO3 + 2HClCaCl2 + H2O + CO2 ↑
Ca(OH)2 + CO2CaCO3 ↓+ H2O
（3）双面用纸等（答案合理均可）
四 、课堂运用

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