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二氧化碳制取的研究（第一课时）
课时目标
1．了解实验室制取气体的一般思路
2．认识实验室制取CO2的药品及反应原理
3．学会设计实验室制取CO2的装置，并能操作制取
课堂导学
知识点一 二氧化碳制取的研究
1．选择适当的反应，包括反应物和反应条件
下列反应都有CO2生成，请初步筛选适合用于实验室制取CO2的反应
(1)生物体的呼吸作用可产生二氧化碳
(2)碳在空气中燃烧生成二氧化碳
(3)蜡烛燃烧也可以生成二氧化碳
(4)木炭高温还原氧化铜，生成铜和二氧化碳
(5)石灰石高温分解：CaCO3CaO＋CO2↑
(6)大理石(或石灰石)与稀盐酸反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(7)大理石(或石灰石)与稀硫酸反应：CaCO3＋H2SO4===CaSO4＋H2O＋CO2↑
(8)碳酸钠与稀盐酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑
以上反应，根据反应条件可以否定的是①__________________；根据生成气体是否纯净可以否定的是②__________。反应(6)(7)(8)均在常温下能发生反应，且生成的气体可通过导管引出，收集方便，是否这三个反应都适合用于实验室制取CO2呢？现就这三种方案展开对比实验，将实验现象记录在下表：
实验序号 实验药品 实验现象
实验一 大理石与稀盐酸 反应剧烈，产生大量气泡
实验二 大理石与稀硫酸
实验三 碳酸钠与稀盐酸
　　通过对比现象，发现适合用于实验室制取CO2的药品是大理石(或石灰石)与稀盐酸，化学方程式为：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。实验室不用大理石与稀硫酸反应制取CO2的原因是：③_____________________________________________；不用碳酸钠与稀盐酸反应制取CO2的原因是：④____________________________________________。
拓展小结：
选择适当的反应需考虑以下几个因素：(1)反应是否安全；(2)反应速率是否适中；(3)操作是否简便；(4)实验过程是否环保；(5)实验方案的可操作性是否强等。
2．选择合适的实验装置
阅读教材P113－114，了解确定装置时应考虑的因素，然后从下图中选择适合的装置，将其字母序号填写在下面表格内：
　
常见气体 气体性质 制取药品 反应物状态 反应条件 发生装置 收集装置
O2 密度比空气⑤____，⑥___溶于水 高锰酸钾 ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
氯酸钾和二氧化锰
二氧化锰、过氧化氢溶液
CO2 密度比空气 ____，能溶于水 大理石与稀盐酸
拓展小结：
确定制取气体的发生装置时，应考虑反应物状态和反应条件等因素；确定收集装置时，应考虑气体的溶解性和密度等因素。　　　
3．确定气体成分及收集时验满的方法
(1)O2的检验及验满
①检验O2的方法是：____________________________________________；
②向上排空气法收集氧气时的验满方法是：__________________________________________；
排水法收集氧气时，表明氧气已集满的现象是：__________________________________________。
(2)CO2的检验及验满
①检验CO2的方法是：______________________________________________。
②向上排空气法收集CO2时的验满方法是：__________________________________________。
典例解析
例1 下图是初中制取气体实验常用的仪器，请依图回答下列问题：
(1)分别写出仪器②、⑥的名称：____________、______________。
(2)把胶塞塞进容器口的操作是：用手先将容器固定，然后将胶塞__________________________。
(3)小华想通过加热高锰酸钾制取并收集氧气，制取的化学方程式为：_________________________________。组合发生装置应选择________；若使用排水法收集，则组合收集装置应选择______________。
(4)小红想在实验室制取并收集CO2，则她应选择的装置是__________。制取CO2的化学方程式为：_____________________________________，验证产生的气体是否为CO2的方法是_____________________________________________。
(5)小红在收集CO2的过程中，发现发生装置中有气泡产生，把燃着的木条平放到集气瓶口，却始终不见它熄灭，原因可能是________________________________。
解析：学生应熟悉实验室制取三大气体(O2、H2、CO2)的药品和仪器、反应原理、制取和收集装置的选择、实验操作的细节等。
答案：(1)锥形瓶　长颈漏斗　(2)慢慢转动旋进容器口　(3)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　①③④⑦(或①③④⑧)　⑦⑩　(4)②⑤⑧(或②⑤⑥⑨)　CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑将生成气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则为CO2　(5)装置气密性不好(其他答案合理即可)
变式训练
1．下列装置中，不能用作实验室制取二氧化碳发生装置的是(　　)
　A. B. C. D.
2．下表气体中既能用排水法又能用向下排空气法收集气体的是(　　)
空气 甲烷 二氧化硫 氨气 氯化氢
标准状况时的密度(g/L) 1.29 0.72 2.86 0.77 1.63
20℃时气体的溶解度(g) 0.033 40 680 500
A．甲烷　　　 B．二氧化硫　　　　 C．氨气　　　　 D．氯化氢
右图是小明设计的实验室制取气体的装置，请完成下列问题。
(1)写出图中A，B仪器的名称：A____________；B____________。
(2)若用该装置制取CO2，锥形瓶底部应放入__________，往A仪器中应加入________________。反应的化学方程式为______________________________。
(3)若用该装置制取O2，则反应的化学方程式为____________________________。
课堂小结
一、二氧化碳制取的研究
1．选择适当的反应，包括反应物和反应条件
实验室制取CO2的药品是______________，反应的化学方程式为：____________________________________________________。
2．选择合适的实验装置，如右图。
(1)选择发生装置需要考虑______________；
(2)选择收集装置需要考虑______________；
3．确定气体成分及收集时验满的方法
(1)检验CO2的方法：______________________________________________________。
(2)验满的操作是___________________________________________________________。
课时达标
1．实验室制备CO2，最适宜的一组试剂是(　　)
A．木炭与氧化铜　　 B．碳酸钠与稀盐酸
C．大理石与稀硫酸　　 D．石灰石与稀盐酸
2．下列装置不能用于实验室收集气体的是(　　)
A. B. C. D.
3．下图是实验室制取和收集气体常用的实验装置，请依图回答：
(1)分别写出图中序号①②的仪器名称：______________、____________。
(2)实验室可通过加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，反应的化学方程式为____________________________。若用此方案来制取氧气，则应选择的发生装置为________，选择的理由是________________________________________。
(3)实验室制取并收集CO2可选择________，反应的化学方程式为___________________________________________________。
课后作业
A 双基过关
1. 下列四种实验室制取CO2的方案，其中正确方便的是（ ）。
A. 在空气中燃烧木炭制二氧化碳 B. 用碳酸钙粉末与稀盐酸反应制二氧化碳
C. 用大理石与稀盐酸反应制二氧化碳 D. 用碳酸钠粉末与稀硫酸反应制二氧化碳
在实验室里，利用下列物质和装置制取气体的方法正确的是（ ）。
A. 二氧化锰和氯酸钾制取氧气
B. 大理石和稀盐酸制取二氧化碳
C. 二氧化锰和5%的过氧化氢溶液制取氧气
D. 高锰酸钾制取氧气
家用的热水瓶中常附着一层水垢（主要成分是CaCO3），要除去水垢，所采用的方法是（ ）
A. 用洗洁精洗涤 B. 用食盐水洗涤
C. 用食用白醋（白醋主要成分是醋酸）洗涤 D. 用肥皂水洗涤
某班同学在实验室里制取二氧化碳，老师观察到了四个同学的如下操作，其中正确的是（ ）
5. 空气在标准状况下的密度是1.29g/L，以下四种气体中既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集的是气体（　　）
气体 A B C D
标准气压下的密度/（g L-1） 1.997 1.429 0.771 0.717
溶解性 可溶 微溶 易溶 难溶
可用推拉注射器活塞的方法检查如右图所示的装置气密性，当缓慢拉活塞时，如果装置气密性良好，可观察到（ ）。
A. 长颈漏斗下端口产生气泡 B. 瓶口液面上升
C. 长颈漏斗内有液面上升 D. 注射器内有液体
7. 老师为同学们提供了如下实验装置：
(1)写出带有标号的仪器名称：a、b分别是 ， ；
(2)实验室制取CO2应选用的发生装置和收集装置分别是 (填选项字母)
其依据是 ；
（3）写出实验室制取CO2反应的化学方程式 。
8. 老师为同学们提供了如下实验装置：
（1）写出仪器a名称：___________。
（2）实验室用加热高锰酸钾制取氧气时采用A装置作发生装置，写出高锰酸钾制取氧气的化学反应方程式：______________________________。若要收集一瓶氧气，供“硫在氧气中燃烧”实验使用，最好选择的气体收集装置是E，理由是①________________________________，②___________________________。
（3）实验室制取二氧化碳发生装置可选用装置B，长颈漏斗的作用是________________________________。
（4）实验室一般不选择E装置收集CO2的原因是________________________________。
B能力提高
9. 请根据下列装置图回答：
（1）写出下列仪器的名称：①___________，⑤___________。
（2）如果用大理石和稀盐酸制取并收集CO2，应选用上图中的_______（填序号，下同）；若用加热固体KMnO4来制取并用排水法收集一瓶O2，应选用上面图中的_______。
（3）氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。实验室可通过加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，同时生成氯化钙和水，实验室制取氨气的化学方程式为：____________________________________________，收集氨气可选择上图中的___________。
参考答案
课堂导练
① (4)(5) ② (1)(3) ③ 大理石和稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，阻止大理石和稀硫酸进一步反应 ④ 反应太剧烈，不利于收集气体 ⑤ 大 ⑥ 不易 ⑦ 固体 ⑧ 加热 ⑨ A　 ⑩ C或E 固体 　加热 A C或E 固体和液体 常温 B C或E 大　 固体和液体 常温 B E 将带火星的小木条伸入在集气瓶中，若小木条复燃，则是氧气 将带火星的小木条横放在集气瓶口，若小木条复燃，则满 气泡从集气瓶口冒出确定气体成分及收集时验满的方法 向集气瓶中滴入少量澄清石灰水并振荡，若变浑浊，则是CO2 将燃着的木条横放在集气瓶口，若木条熄灭，则满
变式训练
1.D　2.A　3.(1)长颈漏斗　锥形瓶　(2)大理石　稀盐酸 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ (3)2H2O22H2O＋O2↑
课堂小结
1. 石灰石或大理石 稀盐酸 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
2. （1）反应物状态和反应条件（2）气体的溶解性和密度　　　
3. （1）向集气瓶中滴入少量澄清石灰水并振荡，若变浑浊，则是CO2
（2）将燃着的木条横放在集气瓶口，若木条熄灭，则满
课时达标
1．D　2.A　3.(1)长颈漏斗　集气瓶　(2)2KClO3===2KCl＋3O2↑　B　反应物为固体且反应需加热　(3)AD CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑
课后作业
A 双基过关
1. C 2. C 3. C 4. B 5. D 6. A
7. (1) 大试管 集气瓶
(2) B、E ； 实验室制取CO2原料是固体和液体，因而采用“固液不加热型”发生装置，CO2气体密度大于空气且易容于水因而只能采用上排空气法。
（3）CaCO 3+ 2HCl = CaCl2 + H2 O + CO2↑
8. （1）集气瓶
（2）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 收集的氧气较纯净 集气瓶内可以保留一些水
（3）方便添加液体药品
（4）CO2能溶于水，且与水反应
B能力提高
9. （1）水槽 铁架台
（2）②③⑦⑧⑩或②③④⑦⑧⑨
①②⑤⑥⑧⑩
（3）2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
②⑦
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