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(共29张PPT)
第六单元 碳和碳的氧化物
课题3 二氧化碳的实验室制取
6.3 实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
实验室里制取二氧化碳的装置
核心素养目标
科学态度与责任：
通过亲历二氧化碳实验室制取的探究过程，养成严谨的实验操作习惯，体会化学实验的规范性与安全性。
化学观念：
建立 “实验室制取气体需综合考虑反应原理、装置设计、气体性质” 的系统认知，形成 “物质性质决定实验装置选择与检验方法” 的化学观念，理解制取气体的一般思路在不同气体制备中的普适性。
科学思维：
通过对比氧气与二氧化碳的制取原理、装置，发展类比推理与归纳总结能力
重点
实验室制取二氧化碳的反应原理（化学方程式）；
制取二氧化碳的装置设计（发生装置与收集装置的选择）；
二氧化碳的检验与验满方法。
难点
依据反应原理与物质性质设计合理的实验装置；
归纳实验室制取气体的一般思路，并迁移应用于其他气体的制取分析。
课前导入
课前导入
夏日里打开碳酸饮料时，涌出的气泡是二氧化碳；舞台上美轮美奂的烟雾效果，也离不开二氧化碳。这些生活中常见的二氧化碳，在实验室如何精准制取？是像制取氧气一样加热固体，还是有更合适的方法？今天，就让我们化身为 “气体制备工程师”，从反应原理、装置设计到气体检验，一步步探索实验室制取二氧化碳的奥秘，掌握气体制备的通用方法！
01
实验室里制取二氧化碳
实验 现象 分析
稀盐酸与块状大理石 产生气泡，速率适中 反应速率适中，便于气体收集，原料廉价易得
浓盐酸与块状大理石 剧烈反应，迅速产生大量气泡，并伴有白雾 浓盐酸有挥发性，会使制得的CO2中混有HCl气体；反应速率快，不易控制
稀硫酸与块状大理石 刚开始时产生气泡，然后速率减慢并逐渐停止 稀硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石的表面，阻止反应继续进行
稀盐酸与碳酸钠 剧烈反应，迅速产生大量气泡 碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，不便于收集气体
综上所述，实验室制取二氧化碳最理想的药品是：大理石（或石灰石）和稀盐酸
实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
在实验室里，常用稀盐酸与石灰石（或大理石，主要成分都是碳酸钙）反应来制取二氧化碳。反应的化学方程式可以表示如下：
CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2CO3
碳酸钙 氯化钙 碳酸
碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3 =CO2↑+ H2O
总的化学方程式是：
CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + CO2↑+ H2O
实验室里制取二氧化碳的装置
确定气体发生装置的依据
从实验室制取气体的原理出发，根据反应物的状态（如固体与固体、固体与液体、液体与液体等）、反应条件（如是否需要加热、使用催化剂等）来确定气体发生装置
气体 制取原理 反应物的状态 反应条件
二氧化碳 稀盐酸与石灰石（或大理石）反应 稀盐酸为液体，石灰石（或大理石）为固体 常温
氧气 高锰酸钾分解 高锰酸钾为固体 加热
过氧化氢分解 过氧化氢为液体 常温，二氧化锰为催化剂
实验室里制取二氧化碳的装置
确定气体收集装置的依据
根据气体的性质选择气体收集方法（排空气法或排水法），确定气体收集装置。
气体 气体的密度与空气的比较（大或小） 是否溶于水，是否与水反应
二氧化碳 相同条件下，二氧化碳的密度比空气大 能溶于水，与水反应
氧气 相同条件下，氧气的密度比空气略大 不易溶于水，也不与水反应
实验室里制取二氧化碳的装置
可供选择的装置
实验室里制取二氧化碳的装置
导气管稍出橡胶塞即可，不能伸到液面以下：便于气体导出
伸到集气瓶底部：将瓶内空气排尽，使收集到的气体更纯
长颈漏斗下端伸到液面以下：防止生成的气体从长颈漏斗口逸出
实验室制取二氧化碳一般使用固液不加热型装置，如锥形瓶、长颈漏斗或分液漏斗等。
实验室里制取二氧化碳
实验室里制取二氧化碳的步骤
1.检查装置气密性：
连接装置，将导管一端放入水中，用手握住试管，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好。
2.装药品：
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。
3.收集气体：
用向上排空气法收集二氧化碳，将导管伸入集气瓶底部，使二氧化碳气体充满集气瓶。
实验室里制取二氧化碳的步骤
4.检验：
将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳。
5.验满：
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。
02
实验室里制取气体的一般思路和方法
通过研究二氧化碳和氧气的实验室制取，我们可以总结出实验室里制取气体的一般思路和方法。
（1）确定制取气体的化学反应原理：
在实验室条件下（如常温、加热、使用催化剂等），选择什么试剂、通过什么反应来制取这种气体。确定原理时，需要综合考虑反应的速率大小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实验操作是否安全、简单，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。
实验室里制取气体的一般思路和方法
实验室里制取气体的一般思路和方法
（2）设计制取气体的实验装置：
根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；根据气体的性质（如密度、是否溶于水、是否与水反应等）确定气体收集装置（如有必要，还应考虑设置除去杂质的装置和尾气处理装置等）。
（3）验证得到的气体就是所要制取的气体：
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。
实验室常见的气体发生装置
Ⅰ 固固加热型
Ⅱ 固（液）液常温型
实验室常见的固液常温型气体发生装置
实验室常见的气体收集装置
向上排空气法
向下排空气法
排水法
收集到的气体：干燥
收集到的气体：纯净
03
课堂小结
04
课堂练习
B
1.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：
①检查装置的气密性 ②按要求连接仪器 ③向长颈漏斗中注入酸液 ④向广口瓶中放入小块的大理石 ⑤收集气体。
下列操作顺序正确的是（ ）
A.①②③④⑤ B.②①④③⑤
C.①④②③⑤ D.②③④①⑤
2.确定某种气体的实验室制法时不需考虑的是（ ）
D
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
D
4.为了区别O2与CO2两瓶(或两种)无色气体，下列方法中不可行的是( )
A.分别通入紫色石蕊溶液中
B.用燃着的木条分别伸入瓶中
C.分别闻气味
D.用塑料可乐瓶分别盛满上述两种气体，各倒入1/5容积的水，盖紧瓶盖，振荡
C
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