资源简介

(共22张PPT)
5.2 二氧化碳的实验室制法
核心素养目标
1.科学探究与实践能力：
通过 “实验室制取二氧化碳” 的实验操作，掌握气体制取的一般思路，学会根据反应物状态和反应条件选择发生装置，根据气体性质选择收集方法，培养实验设计与操作能力。
能对比分析实验室制取二氧化碳与氧气的异同，设计简易装置控制反应发生与停止，增强实验改进和问题解决能力。
2.化学观念与科学思维：
建立 “实验室制取气体需综合考虑反应原理的可行性、原料的易得性、装置的简便性” 的基本观念，理解碳酸钙与稀盐酸反应的原理及药品选择依据。
3.科学态度与社会责任：
认识化学实验中规范操作的重要性，培养严谨的实验习惯和安全意识。
通过了解二氧化碳制取在工业与实验室方法的差异，体会化学方法的多样性和实用性，增强 “化学服务于生产生活” 的社会责任感。
学习重难点
学习重点
1.反应原理与药品选择。
2.实验装置的选择与组装。
3.操作步骤与检验方法。
学习难点
1.装置改进与控制反应。
2.对比思维与知识迁移。
3.误差分析与细节处理。
实验室制取二氧化碳的原理
PART 01
1.实验室制取二氧化碳的原理
许多化学反应都可以产生二氧化碳，而有些并不适合于实验室制取二氧化碳。如碳酸钙高温分解可以生成二氧化碳，但高温需要消耗大量的热能；一氧化碳燃烧、碳在氧气中充分燃烧、碳酸氢铵受热分解都可以生成二氧化碳，但产物中均易混入其他气体。在一般的实验室条件下，怎样方便地制得比较纯净的二氧化碳气体？
CO2↑ + CaO
CaCO3
高温
2CO2
2CO + O2
点燃
CO2
C + O2
点燃
NH3↑ + CO2↑+H2O
NH4HCO3
△
1.实验室制取二氧化碳的原理
【基础实验】
如图，在试管 A 中加入适量大理石（或石灰石），试管 B 中注入少量澄清石灰水；随后向试管 A 中注入少量稀盐酸，迅速塞上带导管的橡皮塞，并将导管伸入澄清石灰水中，观察实验现象。
二氧化碳的制备和检验
实验现象：试管A中有气泡生成，试管B中澄清石灰水变浑浊。
1.实验室制取二氧化碳的原理
在实验室里，常用块状的石灰石或大理石（主要成分均为碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳。其化学方程式如下：
CaCl2 + CO2↑+H2O
CaCO3 + 2HCl
△
除了石灰石(主要成分CaCO3)与稀盐酸(HCl)，这里还有碳酸钠(Na2CO3)、稀硫酸(H2SO4)等，那么，它们能用来实验室制取二氧化碳吗？
1.实验室制取二氧化碳的原理
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
实验室制取二氧化碳的装置
PART 02
1.发生装置
根据实验室制取二氧化碳的原理，结合实验室制取氧气实验的经验，如何设计实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置？
从图的 A~C 三套装置中，选出适合于实验室制取二氧化碳的发生装置，说出理由。
×
√
√
1.发生装置
反应符合“固体液体 气体”，且在常温下进行，因此选用固液常温型发生装置
装置简单
长颈漏斗便于在反应过程中添加稀盐酸；长颈漏斗末端要深入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。
2.收集装置
实验室中收集某种气体使用的方法，主要取决于这种气体的性质。
例如，不与空气反应的气体，密度比空气大的可以用向上排空气法收集；密度比空气小的可以用向下排空气法收集。不易溶于水且不与水反应的气体可以用排水法收集。
向上排空气法
向下排空气法
排水法
二氧化碳密度比空气大，实验室收集二氧化碳时可以采用向上排空气法
3.实验步骤
（1）组装装置，检查装置的气密性；
（2）将块状石灰石（或大理石）装入锥形瓶，塞紧双孔橡皮塞;
（3）由长颈漏斗加入稀盐酸,使液面浸没长颈漏斗末端；
（4）用向上排空气法收集气体；
（5）验满
操作步骤
检验气体
将制取的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳(不能用燃着的木条检验CO2 ，因为氮气等气体也能使燃着的木条熄灭)
验满
将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳气体已收集满
3.实验步骤
实验室制取气体的一般思路
PART 03
1.实验室制取气体的一般思路
（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。
（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）。
1.实验室制取气体的一般思路
（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。
Ⅰ 固固加热型
Ⅱ 固（液）液常温型
1.实验室制取气体的一般思路
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
1.实验室制取气体的一般思路
选择实验室气体制取装置的一般思路
随堂测试
1.确定某种气体的实验室制法时不需考虑的是（ ）
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
2.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
B
随堂测试
3.某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空。
（1）写出仪器a、b的名称：a ；b 。
（2）写出实验室用B装置制取二氧化碳的化学方_______________________；
用D装置来收集二氧化碳气体时，检验收集满的方法是
___________________________________________________________
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
将燃烧的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满二氧化碳
铁架台
长颈漏斗
谢谢观看

展开更多......

收起↑