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6.2 二氧化碳制取的研究
【学习目标】
1．初步懂得所选药品、装置的原因。
2．掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、装置的选取、操作步骤，检验、验满及收集。
3．让学生通过相互交流归纳出实验室制取气体的思路和方法。
4．在实验探究过程中体验、反思，熟悉基本实验技能，培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。
【教学重难点】
重点：实验室制取二氧化碳的原理、实验装置及收集方法。
难点：初步确立实验室制取气体的一般思路和方法。
【教学方法】
启发诱导法、观察交流法、合作探究法。
【教学过程】
新课导入：
我们已经学习过氧气的实验室制法，除氧气外，二氧化碳也是一种与人类生产、生活有密切关系的气体。那么实验室里如何制取二氧化碳呢？
今天我们一起来研究在实验室里是如何制取二氧化碳的。
新课学习：
一、二氧化碳制取的研究
（一）实验室制取二氧化碳的原理
呈现视频，指导学生阅读课本，完成下面思考。
1．分析视频中能生成二氧化碳的反应，为何不适合制取二氧化碳？
（1）蜡烛燃烧、呼吸作用都可以产生CO2，所得气体不纯。
（2）木炭还原氧化铜和石灰石高温分解，取材不便，反应条件不易控制。
2．实验室制取二氧化碳药品的确定
实 验 药 品 实验现象 实验分析
1 石灰石和稀硫酸 产生少量气泡；反应慢 反应慢不易收集
2 石灰石和稀盐酸 产生许多气泡；速度适中 容易收集，适合
3 碳酸钠和稀盐酸 产生大量气泡；反应快 反应太快不易收集
3．解析不适合药品的原因
（1）不用稀硫酸。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。因为碳酸钠与稀盐酸反应时速度过快，不容易控制反应过程，不利于收集气体。
（3）不用浓盐酸。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。
4．制取二氧化碳的药品和原理
大理石或石灰石和稀盐酸；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（二）实验室制取二氧化碳的装置
呈现视频，指导学生阅读课本，完成下面思考。
1．制取气体的发生装置
（1）选择依据：药品状态、反应条件
（2）①固液不加热如图A；②固固加热如图B；
2．收集气体的装置
（1）排水法
条件：不溶于水且不与水反应。优点：收集的气体纯净；缺点：收集的气体不干燥。
（2）向上排空气法
条件：密度比空气大且不与空气反应。优点：收集的气体干燥；缺点：收集的气体不纯净。
（3）向下排空气法
条件：密度比空气小且不与空气反应。优点：收集的气体干燥；缺点：收集的气体不纯净。
（三）实验室制取二氧化碳
呈现视频，指导学生阅读课本，完成下面思考。
1．实验药品
大理石或石灰石和稀盐酸。
2．实验原理
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
3．实验装置
固液不加热，向上排空法。
4．实验步骤
①连接装置；②检查装置的气密性；③向锥形瓶中加入大理石；④从长颈漏斗加入稀盐酸；⑤收集二氧化碳；⑥检验；⑦验满。
5．收集气体
向上排空气法：密度比空气大且不与空气反应；能溶于水且与水反应，不能用排水法。
6．检验
将气体通入澄清石灰水，若石灰水浑浊，则是二氧化碳。原理：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O。
7．验满
用燃着的木条放在瓶口，木条熄灭则收集满。
8．注意事项
①长颈漏斗的下端要伸到液面以下（防止产生的气体从长颈漏斗口逸出）；②锥形瓶中的导管只能刚刚露出橡皮塞（有利于产生的气体排出）；③集气瓶中的导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。
课堂练习：
1．实验室只用向上排空气法收集CO2的原因是（ ）
A．常温下化学性质不活泼 B．CO2能溶于水
C．CO2密度比空气的大 D．CO2能溶于水且密度比空气的大
【答案】D
【解析】二氧化碳密度比空气大，并且能溶于水。
2．下列有关二氧化碳说法正确的是（ ）
A．木炭在足量氧气中充分燃烧可产生二氧化碳
B．二氧化碳可用燃着的木条鉴定
C．二氧化碳在实验室可以用块状石灰石和浓硫酸反应制备
D．干冰用于制造舞台云雾是因为二氧化碳能溶于水
【答案】A
【解析】A．木炭在足量氧气中充分燃烧可产生二氧化碳，符合题意；
B．能使然着的木条熄灭的气体有很多，二氧化碳用澄清的石灰水来验证，不符合题意；
C．实验室用块状大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，不符合题意；
D．干冰用于制造舞台云雾是因为干冰易升华吸收热量，不符合题意。
故选A。
3．下列有关CO2实验的图示正确的是（　　）
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
【答案】D
【解析】A．制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸入液面以下防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，故A错误；
B．二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故B错误；
C．验满时要把燃着的木条放在集气瓶中，而不是伸入集气瓶内，故C错误；
D．通过观察紫色石蕊试液变红色就可以验证二氧化碳能和水反应，故D正确。
故选D。
4．实验室常用块状大理石和稀盐酸制取CO2气体。
（1）写出实验室制取CO2的化学方裎式　 　。
（2）若用右图所示装置（固定装置省略）制CO2：连接好装置后，需检查装置的气密性。具体操作方法是：先　 　（填字母，下同），后　 　若导管口有气泡，放手后导管内上升一段稳定的水柱，则气密性良好。
A．用手捂住试管 B．将导管一端浸入水中
（3）实验窒收集CO2可用的方法是　 　（填字母）。
A．排水法 B．向下排空气法 C．向上排空气法
（4）实验室常用澄清石灰水检验CO2，写出反应的化学方程式　 　。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）B；A；
（3）C；
（4）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
【解析】（1）实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，同时生成氯化钙、水，反应的化学方程式是：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）在连接好装置后，将导管一端伸入水中，用手捂住试管，若导管口有气泡冒出，且松手后导管内形成一段水柱，则气密性良好；故填：B；A；
（3）二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以可用向上排空气法收集，故填：C；
（4）检验二氧化碳气体用澄清的石灰水，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O。故填：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。
课堂小结：
本节课我们通过多项学习活动，初步懂得了所选药品、装置的原因。掌握实验室制取二氧化碳：
1．反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
2．装置的选取（包括发生装置和收集装置）
3．操作步骤：连接装置、检查气密性、加入反应物、收集气体、检验、验满。
4．检验：把产生的气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，则产生的气体是CO2。
5．验满：把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已收集满。
相互交流归纳出实验室制取气体的思路和方法。在实验探究过程中体验、反思，熟悉基本实验技能，培养了观察和分析问题的能力。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
【课后反思】
本节课我在上课过程中，注重让学生自己观察、自己发现、自己概括，充分调动学生自主学习的积极性，从而较好地突破实验室制取二氧化碳反应发生装置这一教学难点，学生也可在活动中产生深刻体验。

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