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(共28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
化学观念：理解实验室制取二氧化碳的反应原理，认识到化学反应可以通过控制反应物和反应条件来实现物质的转化。
科学思维：通过对比、分析、归纳的思维过程推理出实验室制取二氧化碳时选取的发生装置和收集装置，并总结气体制取选取发生装置和收集装置的依据。
科学探究与实践：经历二氧化碳的实验室制取和性质的探究过程，提高提出问
题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论等科学探究能力。
科学态度与责任：通过了解二氧化碳的实验室制取方法，发展对物质世界的探究欲，保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣，对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识，培养实验安全意识和环保意识。
素养目标
二氧化碳在生产生活以及实验室都有很多用途，某化学实验室需要制备二氧化碳用于实验研究，作为实验室助手，请你设计一套实验室制取二氧化碳的方案，并完成实验操作。
情境导入
2CO ＋O2 2CO2
点燃
（2）蜡烛燃烧：
C ＋ O2 CO2
点燃
C ＋ 2CuO 2Cu ＋ CO2↑
高温
石蜡＋氧气 二氧化碳 + 水
点燃
新知探究
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
列举你所知道的能生成CO2的反应。
（1）生物体的呼吸作用
（3）木炭燃烧：
（4）木炭还原氧化铜：
（6）一氧化碳燃烧：
CO ＋ CuO
（5）一氧化碳还原氧化铜：
Cu ＋ CO2
反应条件是高温，
不易操作
CO ＋ CuO
2CO ＋O2 2CO2
点燃
Cu ＋ CO2
（2）蜡烛燃烧：
C ＋ O2 CO2
点燃
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
高温
石蜡＋氧气 二氧化碳 + 水
点燃
新知探究
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
这些方法中哪些适用于实验室制取二氧化碳？
（1）生物体的呼吸作用
（3）木炭燃烧：
（4）木炭还原氧化铜：
（5）一氧化碳还原
氧化铜：
（6）一氧化碳燃烧：
可能产生一氧化碳，不纯净
含有氮气等其他气体，不纯净
反应物中CO是气体，可能混入生成物，不纯净
新知探究
试剂：块状大理石（主要成分是碳酸钙）、碳酸钠粉末、
碳酸钙粉末、稀盐酸（氯化氢气体的水溶液）。
　
　　
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
实验室制取二氧化碳反应原理的实验探究
新知探究
　　实验：等质量的碳酸钙粉末、碳酸钠粉末、块状大理石分别与
等体积、等浓度的稀盐酸反应。
　　
碳酸钠粉末
碳酸钙粉末
块状大理石
稀盐酸
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
新知探究
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
碳酸钙粉末、碳酸钠粉末、块状大理石分别与稀盐酸反应
新知探究
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
1.实验室制取二氧化碳的反应原理
生成CO2的反应 实验现象 是否适用于实验室制取
1.碳酸钠粉末+稀盐酸/稀硫酸
2.碳酸钙粉末+稀盐酸/稀硫酸 3.块状大理石+稀盐酸
4.块状大理石+稀硫酸
大量气泡，
反应很快
大量气泡，反应
速率适中
少量气泡，反应
一会儿就停止
不适用
适用
不适用
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2↑ + H2O
新知探究
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
实验室制取二氧化碳试剂选取原则：
①原料廉价易得；
②收集的气体纯净;
③反应速率适中，便于控制;
④反应条件容易达到;
⑤试剂环保......
新知探究
不能，因为浓盐酸具有挥发性，能挥发出HCl气体，使收集的CO2不纯。
因为稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面，阻止了大理石与稀硫酸继续反应。
1. 实验室制取二氧化碳能不能用浓盐酸代替稀盐酸？
2. 为什么不用稀硫酸和大理石反应制二氧化碳？
任务一 探究实验室制取二氧化碳的反应原理
3. 为什么不用碳酸钠制二氧化碳
因为碳酸钠与稀盐酸反应时，速率过快，不利于气体收集。
新知探究
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
实验室制取氧气的装置
发生装置
收集装置
发生装置
收集装置
制取二氧化碳该用什么装置呢？
固体加热型
固液常温型
新知探究
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
气体 制取原理 反应物的状态 反应条件
CO2
O2
稀盐酸与大理石
（或石灰石）
加热高锰酸钾
分解过氧化氢溶液
固体和
液体
固体
固体（催化剂）和液体
常温
加热
常温
新知探究
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
气体收集装置
气体收集的方法
选择依据
排水法
向上排空气法
向下排空气法
不溶于水，且不与水反应
密度比空气的大
密度比空气的小
实验室制取二氧化碳的收集方法：向上排空气法
　　选择并设计制取二氧化碳的装置
锥形瓶
平底烧瓶
烧杯
试管
集气瓶
长颈漏斗
双孔
带导管的橡胶塞
水槽
酒精灯
分液漏斗
新知探究
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
长颈漏斗
分液漏斗
新知探究
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
长颈漏斗和分液漏斗都是用于添加液体试剂的仪器。
活塞，可以控制液体试剂的滴加量和滴加速率
新知探究
便于随时添加试剂
可以控制反应速率
1
2
3
4
装置简单
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
便于随时添加试剂
2.实验室制取二氧化碳的装置
新知探究
检查装置气密性
装试剂
收集气体
检验和验满
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
实验室制取二氧化碳的操作步骤——检查装置气密性
①先将导管的一端浸入水中；
②两手紧握试管外壁；
③水中的导管口如果有气泡冒出，松开手一段时间后能形成一段水柱，说明气密性良好
新知探究
检查装置气密性
装试剂
收集气体
检验和验满
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
实验室制取二氧化碳的操作步骤——装试剂
①先向锥形瓶中装入大理石或石灰石（固体）。
②再向长颈漏斗中添加稀盐酸（液体）。
新知探究
检查装置气密性
装试剂
收集气体
检验和验满
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
实验室制取二氧化碳的操作步骤——检验
将气体通入澄清石灰水中，如果澄清石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳；反之，则该气体不是二氧化碳。
澄清石灰水
新知探究
检查装置气密性
装试剂
收集气体
检验和验满
任务二 设计实验室制取二氧化碳的装置
实验室制取二氧化碳的操作步骤——验满
将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，则二氧化碳已收集满；反之，则二氧化碳没有收集满。
气体 反应原理 发生装置 收集装置
CO2
O2
二氧化碳和氧气的实验室制取比较
新知探究
任务三 归纳总结实验室制取气体的一般思路和方法
稀盐酸与大理石
（或石灰石）反应
固液常温型
向上排空气法
加热高锰酸钾
分解过氧化氢
固体加热型
固液常温型
向上排空气法
排水法
新知探究
　　实验室制取气体的一般思路和方法：
反应原理
任务三 归纳总结实验室制取气体的一般思路和方法
发生装置
收集装置
检验
验满
　　3.实验室制取气体的一般思路和方法
课堂小结
二氧化碳的实验室制取
反应原理
石灰石或大理石、稀盐酸
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2↑ + H2O
制取装置
发生装置：固液常温型
收集装置：向上排空气法
检验、验满
实验室制取
气体的一般
思路与方法
原理、装置（发生+收集）、检验、验满
1.下列哪个反应可用于实验室制取二氧化碳（ ）
C
A.C+O2 CO2↑
B.C+2CuO 2Cu+CO2 ↑
C.CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2 ↑
D.CaCO3 CaO+CO2 ↑
高温
点燃
高温
当堂反馈
2.确定某种气体的实验室制法时不需考虑的是（ ）
A.反应所需的试剂和条件
B.实验装置
C.气体的验证
D.气体的用途
D
当堂反馈
A.① ② ③ ④ ⑤ B. ② ① ④ ③ ⑤
C. ① ④ ③ ② ⑤ D. ① ② ④ ③ ⑤
3.实验室制取二氧化碳分为如下五步：
①检查装置的气密性； ②按要求装备好仪器 ；③向长颈漏斗中加入稀盐酸 ；④向锥形瓶中加入石灰石 ；⑤收集气体。其正确的操作顺序是（ ）
B
当堂反馈
4.下图是某同学制取二氧化碳的装置图，请说出其中的错误：
（1） ；
（2） ；
（3） 。
长颈漏斗下端没有伸入液面以下
锥形瓶中的导管伸入到了液面以下
应该用向上排空气法收集气体
当堂反馈课题3　二氧化碳的实验室制取
化学观念:理解实验室制取二氧化碳的反应原理,认识到化学反应可以通过控制反应物和反应条件来实现物质的转化。
科学思维:通过对比、分析、归纳的思维过程推理出实验室制取二氧化碳时选取的发生装置和收集装置,并总结制取气体时选取发生装置和收集装置的依据。
科学探究与实践:经历二氧化碳的实验室制取和性质的探究过程,提高提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据等科学探究能力。
科学态度与责任:通过了解二氧化碳的实验室制取方法,发展对物质世界的探究欲,保持对化学学习和科学探究的浓厚兴趣,对化学学科促进人类文明和社会可持续发展的重要价值具有积极的认识,并培养学生的实验安全意识和环保意识。
教学重点:实验室制取二氧化碳的原理、装置设计和操作步骤。
教学难点:构建实验室制取气体的一般思路和方法。
[展示]二氧化碳在灭火、制汽水、植物光合作用等方面的应用的图片。
[情景引入]二氧化碳在生产、生活以及实验室都有很多用途,某化学实验室需要制取二氧化碳用于实验研究,作为实验室助手,请你设计一套实验室制取二氧化碳的方案,并完成实验操作。
任务一　探究实验室制取二氧化碳的反应原理
教师活动 学生活动
[布置任务]联系所学知识和日常生活,列举你所知道的能生成CO2的反应 [小组交流、讨论、总结] (1)生物体的呼吸作用可产生CO2
[提问]根据实验室制取气体时试剂选择的原则想一想,这些方法中哪些适用于实验室制取二氧化碳 [实验]根据提供试剂做以下实验,并填写表格。 生成CO2的反应实验现象是否适用于实验室制取1.碳酸钠粉末+稀盐酸/稀硫酸大量气泡,反应很快不适用2.碳酸钙粉末+稀盐酸/稀硫酸3.块状石灰石+稀盐酸大量气泡,反应速率适中适用4.块状石灰石+稀硫酸少量气泡,反应一会儿就停止不适用
[总结]有二氧化碳生成的化学反应很多,但不一定都适用于实验室制取二氧化碳,这里首先要考虑可操作性,在可操作的前提下,再考虑哪个更简便易行、原料是否易得、反应是否可控、是否利于收集等。 [讲解]实验室制取二氧化碳的反应物是块状石灰石(或大理石)和稀盐酸,石灰石(或大理石)的主要成分是碳酸钙;稀盐酸的主要成分是氯化氢和水,石灰石或大理石中的碳酸钙与稀盐酸中的氯化氢反应,生成氯化钙和碳酸,CaCO3+2HClCaCl2+H2CO3,碳酸不稳定,很容易分解成二氧化碳和水,H2CO3H2O+CO2↑。将第一个反应式中的碳酸用水和二氧化碳加以替换,这样,就得到了该反应的总化学方程式:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ (2)蜡烛燃烧可生成CO2。 (3)碳在氧气中充分燃烧生成CO2:C+O2CO2。 (4)木炭还原氧化铜生成CO2:C+2CuOCO2↑+2Cu。 (5)一氧化碳燃烧生成CO2:2CO+O22CO2。 (6)一氧化碳还原氧化铜生成CO2:CO+CuOCO2+Cu。 [讨论交流]反应(1)呼出的气体中含有氮气等其他气体,不纯净;反应(2)和(3)蜡烛或木炭在氧气中燃烧时若燃烧不充分还可能产生一氧化碳,产生的气体不纯净;反应(4)反应条件是高温,不易操作;反应(5)和(6)反应物中CO是气体,混入生成物中,造成气体不纯净。以上六个反应都不适合用于实验室制取二氧化碳。 [观察讨论] 观察实验现象,选出廉价的原料,反应能持续进行,且反应速率适中的反应,用于实验室制取二氧化碳
任务二　设计实验室制取二氧化碳的装置
教师活动 学生活动
[过渡]我们已经知道了实验室制取二氧化碳的反应原理,接下来就让我们来设计装置制取二氧化碳吧!实验室制取气体的装置一般分为发生装置和收集装置两部分,还记得实验室制取氧气的装置图吧!你能分清其中的哪些部分属于发生装置吗 [布置任务]从实验室制取气体的原理出发,根据反应物的状态(如固体与固体反应、固体与液体反应、液体与液体反应等)、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,请完成表格 [回答]属于发生装置的部分为A、B。 项目制取原理反应物的状态反应 条件CO2稀盐酸与大理石(或石灰石)固体和液体常温O2加热高锰酸钾固体加热分解过氧化氢溶液固体和液体常温
[布置任务]确定气体的收集装置: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,完成表格。 [学生活动]选择以下实验仪器(见PPT),小组合作组合一套制取二氧化碳的装置并介绍装置的特点。 [提示]长颈漏斗和分液漏斗都是用于添加液体试剂的仪器,其中分液漏斗有活塞,可以控制液体试剂的滴加量和滴加速度。 [教师点评学生实验] [提问]实验室制取气体时,除了要确定反应原理和实验装置外,还要对制取的气体进行检验和验满。那么如何检验收集的气体为二氧化碳呢 用向上排空气法收集二氧化碳时,怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳 [填写表格] 项目CO2O2密度比空 气大或小大大是否溶于 水,是否与 水反应可溶于水 并能与水 反应难溶于水 且不与水 反应
[交流合作] 1.选择发生装置B;选择收集装置C。 2.优化方案,设计一套安全可行的装置,进行实验。 3.检验二氧化碳用澄清石灰水;验满二氧化碳将燃着的木条放在集气瓶瓶口
任务三　归纳总结实验室制取气体的一般思路和方法
教师活动 学生活动
[问题探究]通过对比实验室制取氧气和二氧化碳的思路和方法,请作为实验室助手的你总结出实验室制取气体的一般思路和方法,帮助同学们学习。 [总结] [讨论,展示,交流]
教师活动 学生活动
[知识总结]见PPT。 [情境回顾] 通过设计并优化实验方案,我们成功制取了二氧化碳,解决了实验室的实际问题。 [情感升华]二氧化碳在生产和生活中有着广泛的应用,我们要学会科学利用化学知识,为人类造福 [交流]归纳总结本堂课的知识,加深理解与记忆,培养严谨认真的科学思维能力和态度
课题3　二氧化碳的实验室制取
一、反应原理
石灰石(或大理石)、稀盐酸:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
二、实验装置
发生装置:固液常温型
收集装置:向上排空气法
三、CO2的检验
通入澄清石灰水中——变浑浊
四、CO2的验满
燃着的木条放在集气瓶口——熄灭
五、实验室制取气体的一般思路
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