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课程编号

课型
同步
课题
二氧化碳的制备
教学目标
1．理解实验室制取二氧化碳的反应原理．实验装置和操作方法。
2．理解启普发生器的制气原理和适用范围。
3．使学生掌握在实验室中制取二氧化碳的药品．原理．装置．检验及验满
教学重点
重点：实验室制取二氧化碳的药品．原理．装置．操作及检验和验满的方法。
难点：实验室制取二氧化碳的装置设计与探究。
教学安排

版块
时长
1
知识梳理

2
典例解析

3
随堂检测

4
师生总结

初三化学暑假班（教师版）120015001231900000
-56515483235知识温习
知识温习
1296035-80010二氧化碳的制备
二氧化碳的制备


1、提问：是否记得氧气是如何制取的？
引导学生从反应原理、药品选用、实验装置、收集方法角度回答
405701548260图（1）
图（1）
495236542545图（2）
图（2）
答：1）反应原理：固+固 加热
实验装置：见右图（1）
反应原理：固液 常温
实验装置：见右图（2）
收集方法：向上排空气法或排水集气法
验满方法：用然着的木条放在集气瓶口，看火焰是否燃的更旺
2、提问：如若要制取CO2，可用什么样的方法？
答：a、吹气 b、木炭燃烧 c、一氧化碳燃烧 d、一氧化碳还原氧化铜 e、高温煅烧石灰石
强调要制还需收集较纯的二氧化碳，引导学生分析上述方法的弊端
答：确定实验室制取气体反应原理需考虑的因素：（1）制得的气体应较纯；（2）反应条件应容易满足；（3）反应速率要适中。
-22796569850每识每课
每识每课

“CO2超临界萃取技术”
现国内外正在致力于发展一种新型二氧化碳利用技术──CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品，可提取过去用化学方法无法提取的物质，且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业，如食品中，可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因，可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素、虾青素（英文称astaxanthin，简称ASTA）及银杏叶、紫杉中的有价值成分。
现国内外正在致力于发展一种新型二氧化碳利用技术──CO2超临界萃取技术。运用该技术可生产高附加值的产品，可提取过去用化学方法无法提取的物质，且廉价、无毒、安全、高效。它适用于化工、医药、食品等工业，如食品中，可以用来去除咖啡、茶叶中的咖啡因，可提取大蒜素、胚芽油、沙棘油、植物油以及医药用的鸦片、阿托品、人参素、虾青素（英文称astaxanthin，简称ASTA）及银杏叶、紫杉中的有价值成分。



-25019034925知识梳理
知识梳理
一．二氧化碳的制备
工业制法
反应原理
煅烧石灰石（固体 加热）：______________________________
实 验 室 制 法
实验室制取气体的条件

制得的气体纯度要高；反应的速度要适中；操作简单．安全。

反应原理
大理石跟稀盐酸：____________________
收集方法
向上排气法
检验收满
将燃着的木条放到瓶口，看是否熄灭

反
应
物
的
选
择
1．酸及酸的浓度的选择
①选用稀盐酸。因浓盐酸有__________，挥发出来的氯化氢气体会随着二氧化碳一起出来，使CO2不纯。
②不可选用硫酸，因硫酸跟碳酸钙反应，会生成__________覆盖在大理石表面，阻止反应进一步进行，一开始有气泡，后来就停止反应。
碳酸盐固体的选择
①选用废弃的大理石（或石灰石）来源广，价格便宜；且块状与酸液接触面不大，反应速度适中。
②不可选用粉末状的CaCO3或Na2CO3，更不可选Na2 CO3溶液。因跟酸液接触面太大，反应速度太快来不及收集，且Na2CO3来源少，价贵。




发
生
装
置
选
择
由于反应物是块状固体和液体，不需加热，在常温下就可进行。

上述各种装置都可用来制得CO2
A．是最简单的装置。
B．便于添加液体，长颈漏斗下端管口应伸入液体内，防止气体逸出。
C．改用分液漏斗可调节液体流量，控制反应速度。
D．是启普发生器，优点是可随时使用，随时使反应停止，节约药品，便于操作。
E．是具有启普发生器原理和优点的建议装置。





步
骤
①连接仪器
②检查装置的气密性（检查原理）
③装入固体药品
④装入液体药品
⑤收集气体（用__________收集，不能用__________）
⑥检验集气瓶中是否收集满气体（燃着的木条靠近__________，火焰有无熄灭）
检验装置气密性
【答案】
1．
2．
3．挥发性
4．微溶性的硫酸钙
5．向上排空气法
6．排水集气法
7．集气瓶口
二．比较氧气、二氧化碳实验室制法
-5715013970
氧气（O2）
二氧化碳(CO2)
药品
氯酸钾或双氧水
石灰石和稀盐酸
反应原理
2H2O22H2O +O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑
反应装置
使用范围
固~固反应，需加热制取气体
固~固反应，需加热制取气体
收集方法
排水法（O2不易溶于水）
向上排空法（O2比空气重）
不用排水法（CO2能溶于水）
向上排空法（CO2比空气重）
检验方法
带火星的木条伸入集气瓶内，木条着火，证明为氧气。
将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳。
验满方法
将带火星的木条放在集气瓶口，木条着火，证明为氧气已集满。
将燃着的火柴（或木条）放在集气瓶口，火柴（或木条）熄灭，证明为二氧化碳已集满。
注意事项
集气瓶装满水，不能有气泡
等产生的气泡均匀后才能收集
3．反应结束后先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯
若使用长颈漏斗时，要将长颈漏斗的下端没入液面以下
【知识点延伸】
4207510920751．怎样检查装置的气密性？
（1）液差法
图一将导管的一端伸入装有水的烧杯中，如果导管内的液面低于烧杯中的液面，
则说明装置的气密性良好。
图二将导管的末端封住，从长颈漏斗口加水，当水浸没漏斗的导管口处时，水在漏斗中形成水柱。
（2）热捂法
图一把导管的一端浸入水里，用手掌紧捂着试管的外壁（如仪器较大，温度较高，可用酒精灯微热）。如果装置不漏气，一开始会看到烧杯中导管口有气泡冒出，当手掌移开时，又看到烧杯的导管中有一段水柱。
A．怎样往锥形瓶中放入大理石？
答：横拿反应容器，用镊子把块状固体放入容器口，再使容器慢慢的竖起来，让块状固体缓缓的地沿着容器壁滑到容器底部。
B．反应物的状态不同对化学反应有影响？如何做比较试验？
答：操作：在两只试管内分别加入同质量的粉末状碳酸钙和块状碳酸钙，同时倒入约2ml同种稀盐酸
现象：粉末状碳酸钙与稀盐酸反应非常剧烈，瞬间就完成，块状碳酸钙与稀盐酸反应，速度适中，气泡均匀。
结论：①固体物质的颗粒越小（表面积越大），反应速率越快。②实验室制备气体，为了便于收集相关气体，要选择反应速率适中的实验设计。
三．气体的收集方法
气体的收集方法，主要决定于气体的某些物理性质，如密度．溶解性等。另外，还与该气体能否与水或空气中某些成分反应有关。
收集方法
装置图
收集原理
特点与注意
实例
排水法
被收集的气体应难溶于水，且不与水反应
使用该法收集到的气体较纯净；导管的位置应在瓶颈部
H2．CO．N2．O2．CH4等
排空气法
向上排
空气法
被收集气体的密度应比空气大，且不与空气中的任意成分反应
使用该法收集到的气体可能混有空气；导管的位置均应插入接近集气瓶底部，以尽可能地排尽空气
O2．CO2等
向下排
空气法
被收集气体的密度应比空气小，且不与空气中的任意成分反应
H2．CH4等
备注
气体收集满后，密度比空气大的气体应盖好毛玻璃片后瓶口向上正立于桌面上密度比空气小的气体则盖好毛玻璃片后倒立于桌面。
四．启普发生器
1．原理 荷兰科学家启普(Kipp)设计的气体发生器，使用时打开导气管上的活塞，不断产生气体。不用时关闭导气管上的活塞，在气体的压力下，酸液下降，大理石和盐酸脱离接触，反应停止。这种装置被称为启普发生器。
2．简易装置 根据启普发生器的原理，还可以制成简易启普发生器。例如图，用多孔塑料片把大理石和液体隔开，当弹簧夹打开时，大理石和盐酸接触，发生反应；当弹簧夹关闭后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。
4411980122555003．使用范围 块状固体与液体反应，反应不需要加热，生成的气体难溶于水。
4．检验气密性 (1)关闭启普发生器的导管活塞，向启普发生器中注入少量水，静置片刻。(2)观察漏斗中液面的变化情况，如果漏斗中的液面不下降则说明该启普发发器的气密性良好，否则说明气密性不好。
5．几种随开随用、随关随停的制气装置??
启普发生器是一种“随开随用，随关随停”操作简便的实验室常用气体发生装置．该装置利用块状块状（选填“块状”或“粉末状”）固体与液体发生反应，且不需加热，制备H2．CO2等气体．使用启普发生器先检查其气密性，再在D处缠绕一些铜丝网（或玻璃丝）铜丝网（或玻璃丝）（填“铁丝网”或“铜丝网”或“玻璃丝”等），以防止固体从狭缝处滑落至容器底部；反应液从A（填序号，下同）处加入，固体从C处加入．反应后的混合物从B处倒出．
打开止水夹，U形管内气体逸出，压强减小，酸液左降右升与固体反应；关闭止水夹，U形管内压强增大，将酸液压回，反应停止。
6．常见变形装置
把握启普发生器能“随开随用，随关随停”的原因：关闭活塞，压强增大，固液分离，反应停止；即要实现固液分离则需要固体悬置、能形成气压差。（注意上图某些装置是具有启普发生器的功能但不具有启普发生器的原理）
-52705201295课堂小憩
课堂小憩
趣味实验一：鸡蛋入瓶
　　将鸡蛋浸在10%的醋酸中，待鸡蛋壳变软后，将蛋取出，找一个瓶口略比鸡蛋小的广口瓶，往广口瓶中投入一燃着的酒精棉球，火焰熄灭后，迅速将鸡蛋的小头对准瓶口，鸡蛋很快被吸入瓶中。这是因为瓶中压强低于外界大气压的缘故。过一段时间蛋壳会稍变硬，似鸡蛋原样。这是为什么呢？你能说出其中的原因吗？
趣味实验二：蛋壳刻画
　　取一只红壳鸡蛋（红壳鸡蛋的蛋壳稍硬），洗净，用布轻轻擦干。取10 g～20 g的蜡，加热使之熔化，用毛笔蘸取蜡液，在蛋壳上绘图或写字，待白蜡冷凝后，把鸡蛋慢慢浸入10%的醋酸中，用筷子拨动鸡蛋，使它均匀地跟溶液接触约20～30分钟。当蛋壳表面产生较多的气泡，蛋壳上有明显的腐蚀现象即可。取出鸡蛋，用清水漂洗，晾干。用铁钉在鸡蛋的两端各打一孔，用嘴吹出蛋清和蛋黄。待蛋清和蛋白全部滴出后，用小刀轻轻刮去涂在壳上的白蜡，最后将蛋壳放在热水中浸一下，就能看到明显的图案花纹或字迹，被腐蚀的蛋壳表面很容易上色。
-17145150495例题解析
例题解析
知识点1 二氧化碳的制法
【例1】实验室制取二氧化碳用不到的仪器是（ ）
A．长颈漏斗 B．广口瓶 C．酒精灯 D．集气瓶
【难度】★
【答案】C
变式1：实验室制取最纯净的二氧化碳气体，最适宜的反应物是（ ）
A．碳酸钙和硫酸 B．石灰石和稀盐酸
C．石灰石和浓盐酸 D．碳酸钙粉末和稀盐酸
【难度】★
【答案】B
【方法提炼】二氧化碳制备的原理
知识点2：比较氧气、二氧化碳实验室制法
【例1】在实验室制取下列气体时，作反应容器的试管口及用排空气法收集气体的集气瓶口都向上的是（ ）
A．用石灰石和稀盐酸制二氧化碳 B．用加热高锰酸钾制氧气
C．用加热氯酸钾和二氧化锰制氧气 D．用锌粒和稀硫酸制氢气
【难度】★
【答案】：A
变式1：实验室制取CO2和O2的共同点是（ ）
A．气体发生装置相同 B．都可以用向上排空气法收集
C．反应时都需要加热 D．都可以用排水法收集
【难度】★
【答案】A或B
变式2：实验室用氯酸钾制取氧气和用大理石与盐酸反应制取二氧化碳相比，下列说法正确的是（ ）
A．都需要加热 B．前者反应物是固体，后者反应物是固体和液体
C．都是分解反应 D．前者可用向下排空气法收集，后者可用向上排空气法收集
【难度】★
【答案】B
变式3：气体的实验室制取是初中化学非常重要的一组实验，结合下列实验装置图回答有关问题：
①写出仪器的名称。a__________．b__________。
②可用来制取CO2的发生装置是 （填字母，下同）。收集装置是__________。
③实验室用H2O2溶液和MnO2制氧气的化学方程式是____________________，
5144770128905二氧化锰的作用是____________________。
④实验室制取二氧化碳一般有5个步骤：①检验装气密性；②按要求装配好仪器；③向长颈漏斗注入稀盐酸：④收集气体： ⑤向锥形瓶小放入几小块大理石。其中正确的顺序是__________。（填选项字母）
A．①②③④⑤ B．②①⑤③④ C．②①⑨④⑤ D．③④⑤②①
⑤实验室常用亚硫酸钠(Na2SO3)固体与浓硫酸反应来制取SO2。已知：SO2是一种没有颜色且有刺激性气味的有毒气体，易溶于水，密度比空气大，常温下在空气中不发生反应。
1)制取SO2的收集装置为__________（填字母）。
2)为了避免SO2对环境的污染，对SO2的收集装置作了改进（见右图），请你把集气瓶内的导管补充完整（图中“→”表示气体流向）。
【难度】★
2458720346075【答案】①铁架台，酒精灯 ②B，D ③2H2O2 2H2O + O2↑ ，催化作用
④ B ⑤ B 如右图：
变式4：现有下列实验装置，请回答下列问题：
0104140a
b
C
a
b
C
A B C D E
（1）仪器①名称是__________；
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制O2时该反应的化学方程式为____________________，反应前后，二氧化锰在固体混合物中质量分数是__________（“不变”或“变大”或“变小”），若将生成的气体用向上排空气法收集，验满方法是________________________________________；
（3）实验室用双氧水溶液与二氧化锰混合制O2时，为了控制产生氧气的反应速率，应选的发生装置是__________（填字母），该反应的化学方程式为____________________，基本反应类型是__________反应；
51358805778500-685800208280-800100208280-571500109220（4）若用D装置进行碳还原氧化铜的实验，a处的实验现象为____________________，发生反应的化学方程式是____________________；要检验反应后的气体中含有CO2，b处试剂的名称为__________；
-80010040640（5）实验室用大理石和稀盐酸制CO2时选用了装置E，实验一段时间后，关闭C处的活塞，观察到的现象是______________________________；若用右图装置进行“排空气法”收集制取的CO2，请把图中的“导气管”补画完整。
【难度】★
【答案】：（1）酒精灯
4674235186055 （2）2KClO3 2KCl + 3O2↑ 不变
用带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃说明氧气已收集满。
（3） 2H2O22H2O+ O2↑ 分解
（4）固体粉末由黑色变为红色，C+2CuO2Cu+CO2↑，
澄清石灰水（或石灰水）
（5）在气体的压力下，盐酸被压入球形漏斗内，大理石和盐酸脱离接触，反应停止；
[如右图：导管“长进短出”。若把导气管画成线条不得分]
【方法提炼】氧气与二氧化碳制备的异同点
知识点3 气体的收集方法
【例1】用排空气法收集气体，该气体的密度（ ）
A．一定比空气大 B．一定比空气小
C．可能比空气的大也可能比空气的小 D．应与空气的密度接近
【难度】★
【答案】C
【方法提炼】收集气体的注意点，如溶解性，密度，是否反应。
知识点4：启普发生器
3970020569595【例1】如下图所示装置可用于实验室制取某些气体，并能随开随用。下表中所选用的药品及制取的气体完全正确的一组是（ ）。
选项
选用的药品
制取的气体
固体M
液体N
A
大理石
稀硫酸
二氧化碳
B
锌
浓硫酸
氢气
C
大理石
稀盐酸
二氧化碳
D
碳酸钠
稀硫酸
二氧化碳

【难度】★
【答案】C
462153023495变式1：（1）实验室制取大量CO2气体，是否能用稀硫酸和大理石为原料？______（填“是”或“否”）为什么？_____________________________
（2）右图是实验室制备CO2的装置图。该装置的特点是：打开弹簧夹，大理石和盐酸接触，发生反应；关闭弹簧夹后，盐酸被反应产生的CO2气体压回长颈漏斗，与大理石分离，停止反应。用该装置制备CO2可起到节约药品和取用方便的效果。下图装置中哪些可以起到与右图装置相同的效果？_________（填写编号）
【难度】★
【答案】（1）否；因为大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止了硫酸与大理石的进一步反应；（2）
变式2：下图是一些气体的发生和收集装置，请按要求回答：
A B C D E F
②
水
有孔塑料板
①
A B C D E F
②
水
有孔塑料板
①
（1）写出上述编号仪器的名称：①__________，__________
（2）若实验室以KClO3为原料制取O2，应选择__________（填写仪器编号）装置进行组装。
（3）比较用过氧化氢溶液和用氯酸钾制取O2的方法，两者的共同点是__________。
A．发生装置相同 B．都可用MnO2作催化剂
502094592075铜丝
铜丝网
大理石
稀
盐
酸
铜丝
铜丝网
大理石
稀
盐
酸
C．反应的基本类型相同 D．完全反应后剩余固体成分相同
（4）为了更好地制取CO2气体，有同学将B装置改进为F装置。改进后该装置的优点是______________________________。
（5）李丽同学设计了实验室制取CO2装置（如右图所示），装置中出现了一个错误，你的纠正方法是____________________。锥形瓶中发生反应的化学方程式为______________________________。该装置是否具有启普发生器的工作原理__________（填“是”或“不”），理由是______________________________。
【难度】★
【答案】（1）①酒精灯 ②长颈漏斗
（2）AC（或A D）
（3）B．C
（4）随开随用，随关随停
（5）向下排空气法改成向上排空气法（或集气瓶口向上排气法）
CaCO3+2HCl → CaCl2 + CO2↑+ H2O
不，启普发生器是利用反应的压强差通过活塞来控制酸液和固体的接触与分离，此装置是通过手动控制酸液和固体的接触和分离。
【方法提炼】启普发生器的原理以及变形装置。
2349529845师生总结
师生总结
1、实验室制二氧化碳
（1）实验原理和药品（2）实验装置（3）收集方法（4）实验步骤（5）检验和验满
2、启普发生器
（1）原理 （2）简易装置 （3）使用范围 （4）检验气密性
3、O2、CO2气体的实验室制法比较
1、实验室制二氧化碳
（1）实验原理和药品（2）实验装置（3）收集方法（4）实验步骤（5）检验和验满
2、启普发生器
（1）原理 （2）简易装置 （3）使用范围 （4）检验气密性
3、O2、CO2气体的实验室制法比较

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