化學第六單元

碳和碳的氧化物

課題3二氧化碳的實驗室制取它給大地帶來勃勃生機它讓我們走進夢幻世界它有鬼斧神工面對危險，它奮不顧身撲向烈火。二氧化碳它是誰？二氧化碳(CO2)二氧化碳在生產和生活中的用途非常廣泛。那么，在實驗室里如何制取二氧化碳呢?二氧化碳在我們的日常生活中有很多用途如何大量的制取二氧化碳呢？1.知道實驗室制取二氧化碳所用的藥品、發生裝置、操作步驟、檢驗和收集方法。2.初步解釋選擇所用儀器、裝置及收集方法的原因。3.通過實驗、問題討論，培養學生求實、創新、合作的科學品質。教學目標我們已經學習過氧氣的實驗室制法。請回憶一下，在實驗室里制取氧氣的方法有哪幾種?高錳酸鉀制備氧氣2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑過氧化氫制備氧氣2H2O22H2O＋O2↑MnO2實驗試劑實驗裝置

聯系所學知識和日常生活，列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應，與同學們交流：碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳蠟燭燃燒可生成二氧化碳

木炭還原氧化銅，生成銅和二氧化碳生物體的呼吸作用可產生二氧化碳

…………石灰石與稀鹽酸在常溫下反應石灰石高溫分解這些方法中哪些適用于實驗室制取CO2？【說一說】交流討論：聯系所學知識和日常生活，列舉能生成CO2的反應。3.碳在氧氣中燃燒生成CO24.木炭還原氧化銅生成CO21.生物體的呼吸作用可產生CO2C+O2===CO2點燃C+2CuO===

2Cu+CO2高溫2.石蠟+氧氣

二氧化碳+水點燃反應條件要求高2CO+O2===2CO2點燃CO+CuO==Cu+CO2↑△5.一氧化碳燃燒生成CO26.一氧化碳還原氧化銅生成CO2產生氣體不純凈產生氣體不純凈在我們所學過的反應中，有哪些反應可以產生二氧化碳呢?實驗室里能選用這些反應來制備二氧化碳嗎?生成二氧化碳的反應優點能否用于實驗室制取CO2

不能，制得的氣體可能不純。不能，制得的氣體可能不純。不能，條件較難滿足。不能，條件較難滿足。點燃C＋O2CO2

操作方法簡單原料廉價易得氣體易收集氣體易收集石蠟＋氧氣二氧化碳＋水點燃2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑高溫2CuO＋C2Cu＋CO2↑高溫可供選擇的原料：石灰石(主要成分CaCO3)、碳酸鈉(Na2CO3)、稀鹽酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4).可供選擇的儀器：小試管、藥匙。探究方法：方案現象1234結論：

探究實驗

實驗室制取二氧化碳的藥品的選取實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理實驗藥品選擇原則反應速率要適中操作安全方便制得的氣體要純凈便于收集確定實驗室制取二氧化碳的化學反應原理時，需要考慮的因素：VideoWebGraphic反應條件節能、易實現.實驗試劑廉價易得反應速率適中實驗步驟安全、簡單.反應生成物是否純度高、污染少、便于收集.含碳酸根離子的化合物能與稀鹽酸或稀硫酸產生較純凈的二氧化碳氣體。常見的含碳酸根離子的化合物有：Na2CO3、CaCO33.工業制法：高溫煅燒石灰石1.實驗室制法：_______與___________________________

2.反應原理：_________________________________

稀鹽酸大理石/石灰石(主要成分CaCO3)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑CaCO3

CaO+CO2↑主要成分是CaCO3大理石石灰石稀鹽酸HClCaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3H2CO3=H2O+CO2↑反應的化學方程式可以表示如下：碳酸不穩定，容易分解。(生石灰)含碳酸根離子的化合物能與稀鹽酸(HCl)或稀硫酸產生較純凈的二氧化碳氣體。Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑CaCO3＋H2SO4＝CaSO4＋H2O＋CO2↑CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑DLHX原理01DLHX原理02DLHX原理03反應太劇烈，不易控制，不利于氣體收集，故實驗室不用Na2CO3.實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理實驗驗室制取二氧化碳的藥品的選取Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑DLHX原理01(微溶于水)后來鄉愁是一層薄薄的硫酸鈣硫酸在外頭碳酸鈣在里頭DLHX原理02故實驗室不用稀硫酸代替稀鹽酸生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面組成反應繼續進行.CaCO3＋H2SO4＝CaSO4＋H2O＋CO2↑實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理實驗驗室制取二氧化碳的藥品的選取反應歷程CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑DLHX原理03CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2CO3H2CO3＝CO2↑+H2O(碳酸鈣)(氯化鈣)(碳酸)碳酸很不穩定，容易分解生成二氧化碳和水.實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理實驗驗室制取二氧化碳的藥品的選取CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑DLHX原理03DLHX藥品稀鹽酸(氯化氫氣體＋水)與石灰石(或大理石，主要成分都是碳酸鈣.)實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理實驗驗室制取二氧化碳的藥品的選取二氧化碳制取的研究實驗室制取二氧化碳的藥品的選取反應速率太快，不便于收集氣體.揮發出的HCl氣體使制得的氣體不純.與石灰石反應生成微溶于水的硫酸鈣，附著在大理石表面，阻止反應的進一步進行.生成CO2的反應實驗現象是否適用于實驗室制取1.碳酸鈉粉末+稀鹽酸/稀硫酸2.碳酸鈣粉末+稀鹽酸/稀硫酸3.塊狀石灰石+稀鹽酸4.塊狀石灰石+稀硫酸結論：實驗室常用_____________和_________反應制取二氧化碳。塊狀石灰石稀鹽酸劇烈反應，迅速產生大量氣泡。產生氣泡，速率適中。有少量氣泡產生，一段時間后反應停止。×√×

【思考】還記得實驗室制取氧氣的裝置是怎樣的嗎？該裝置的選擇依據是什么？怎樣收集氧氣？依據是什么？探究實驗

制取二氧化碳的裝置所需儀器：長頸漏斗、錐形瓶、雙孔橡皮塞、導氣管.

1.發生裝置:2.收集裝置：所需儀器：集氣瓶、玻璃片.實驗室里制取二氧化碳的裝置【問題】如何設計實驗室里制取二氧化碳的裝置？實驗室里制取氣體的裝置一般包括發生裝置和收集裝置.發生裝置確定制取氣體的發生裝置主要考慮

和

。反應物的狀態反應條件反應物的狀態固體與固體固體與液體液體與液體反應條件是否需要加熱是否使用催化劑發生裝置確定制取氣體的發生裝置主要考慮反應物狀態和反應條件

。氣體制取原理反應物的狀態反應條件二氧化碳稀鹽酸與石灰石（或大理石）氧氣高錳酸鉀分解過氧化氫分解固體液體加熱常溫、二氧化錳作催化劑①固體加熱型②固液常溫型固體+液體常溫常見的幾種固液常溫型的發生裝置的優點裝置簡單操作方便可以控制反應的發生與停止可以控制反應的速率便于添加液體藥品按右圖組裝好儀器，把大理石放在多孔隔板上，往長頸漏斗中加入稀鹽酸，當稀鹽酸與大理石接觸時，反應開始；反應一段時間后，用彈簧夾夾緊乳膠管，觀察到的現象是________________________________________________；如果需要繼續制取二氧化碳，接下來的操作是______________。長頸漏斗內打開彈簧夾液面上升，直至固體與液體分離，反應停止固體為塊狀或大顆粒狀實現固體和液體分離思考：常溫下制氧氣，能用如圖裝置嗎？不能。MnO2是粉末狀固體收集裝置確定制取氣體的收集裝置主要考慮：氣體密度氣體是否溶于水、是否與水反應.氣體氣體的密度與空氣的比較是否溶于水，是否與水反應.二氧化碳氧氣大不易溶于水大能溶于水，且與水反應.向上排空氣法向下排空氣法排水法可以選擇的收集裝置是

，原因是

。【例1】選擇正確的實驗裝置：制取二氧化碳可以選擇的發生裝置是

。思考：CO2不用排水法收集的原因

。A或B或DECO2的密度比空氣大CO2能溶于水，且能與水反應。ABCDEFG實驗室里制取二氧化碳的裝置實驗：二氧化碳的制取連接實驗裝置，檢查裝置氣密性。如何檢驗呢?用彈簧夾夾住膠管，在長頸漏斗中注入少量水至長頸漏斗下端液封，繼續加水至長頸漏斗中液面高于錐形瓶液面。方法步驟一DLHX一段時間后，若長頸漏斗液面與錐形瓶中液面形成穩定液面差。現象裝置的氣密性良好。結論(先裝固體后裝液體)(向上排空氣法)【辯證思維】若用排水法來收集二氧化碳，你怎么解釋?連接實驗裝置，檢查裝置氣密性.步驟一DLHX裝藥品步驟二DLHX收集氣體步驟三DLHX一體積水可以溶解一體積二氧化碳，并不是無限制的，而且水與二氧化碳反應生成的碳酸在常溫下極易分解，所以排水法是可行的。(二氧化碳能溶于水)實驗室里制取二氧化碳的裝置實驗：二氧化碳的制取(先上后下，先右后左)(先裝固體后裝液體)(向上排空氣法)連接實驗裝置，檢查裝置氣密性.步驟一DLHX裝藥品步驟二DLHX收集氣體步驟三DLHX拆除裝置步驟四DLHX實驗室里制取二氧化碳的裝置實驗：二氧化碳的制取防止氣體從長頸漏斗排出。排盡集氣瓶內的空氣，以收集到更純的二氧化碳。回顧實驗，思考并回答以下問題：長頸漏斗下端管口為什么要伸入液面以下?問題一集氣瓶內的導管為什么要伸入到接近集氣瓶底部?問題二將氣體通入到澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，則氣體為CO2。如何檢驗收集的氣體為二氧化碳?問題三將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則CO2已滿。怎樣證明集氣瓶中已充滿了二氧化碳?問題四連接儀器檢查裝置氣密性添加藥品制取收集檢驗驗滿實驗室制取二氧化碳的步驟：

關閉止水夾，向長頸漏斗注水，若形成一段穩定的水柱，則裝置氣密性良好。

檢查氣密性:

(1)長頸漏斗下端要_______________。(2)導管要伸近集氣瓶______。(3)導管不能伸入___________。伸入液面以下底部液面以下（防止氣體逸出）(排盡空氣)

(利于氣體排出)

①③②檢驗：

驗滿：將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則是CO2。CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則收集滿。放置：正放，密度比空氣大。發生裝置收集裝置觀察下列氣體制備裝置，思考總結：實驗室里制取氣體的裝置組成及如何選擇?思考：某同學在檢驗二氧化碳時，將燃燒的木條伸入集氣瓶中，發現木條熄滅，以此證明該氣體是二氧化碳。這種方法正確嗎？不正確。因為氮氣也同樣是不支持燃燒，且不能燃燒的氣體。同樣會使燃著的木條熄滅。制取原理反應物的狀態反應條件CO2稀鹽酸與石灰石(或大理石)O2過氧化氫分解高錳酸鉀分解液體常溫，MnO2作催化劑.實驗室里制取氣體的裝置的確定確定氣體發生裝置的依據固體＋液體固體常溫加熱固體與固體反應固體與液體反應液體與液體反應…….是否需要加熱加催化劑等實驗室里制取氣體的裝置的確定確定氣體發生裝置的依據反應物的狀態依據一DLHX反應條件依據二DLHX下圖是某同學制取二氧化碳的裝置圖，請說出其中的錯誤：

；2.

；3.

。長頸漏斗下端沒有插入液面以下錐形瓶中的導管插入到了液面以下應該用向上排空氣法收集氣體實驗室里制取氣體的裝置的確定確定氣體收集裝置的依據氣體的密度與空氣的比較(大或小)是否溶于水，是否與水反應。CO2O2比空氣的密度大比空氣的密度略大溶于水，與水發生反應。不易溶于水，不與水發生反應。依據一DLHX依據二DLHX氣體的密度氣體的溶解性排水法收集氣體排空氣法收集氣體排水法收集氣體DLHX條件DLHX優點不易溶于水且不與水反應的氣體收集到的氣體較為純凈收集到的氣體濕潤(含有水蒸氣)當集氣瓶口有大氣泡排出時當導管口連續并比較均勻地放出氣泡時DLHX不足DLHX注意DLHX集滿標志實驗室里制取氣體的裝置的確定確定氣體收集裝置的依據收集到的氣體干燥收集到的氣體不純向上排空氣法向下排空氣法收集的氣體不與空氣成分發生反應且不污染空氣條件類型ρx<ρ(空氣)ρx

>ρ(空氣)優點不足排空氣法收集氣體導管必須伸入接近集氣瓶底部，以便排盡瓶內的空氣。與空氣的密度相近且難溶于水時，一般用排水法收集。實驗室里制取氣體的裝置的確定確定氣體收集裝置的依據實驗室制取二氧化碳的操作步驟驗（滿）查裝收放排空氣法收集氣體如圖①：密度比空氣大的氣體從______端進，密度比空氣小的氣體從______端進。ba如圖②：密度比空氣大的氣體從______端進，密度比空氣小的氣體從______端進。dc記住“上輕下重”原則，即密度小的氣體從集氣瓶上部進入，密度大的氣體從集氣瓶下部進入。排水法收集氣體（測氣體體積）（1）先將瓶內裝滿水，氣體從______端進。（2）測量收集到氣體的體積，應將______端與量筒連接。ef短進長出；進入量筒中水的體積，即為收集到氣體的體積。氣體檢驗（除雜、干燥）先將瓶內裝入用于檢驗（除雜、干燥）的試劑，氣體從______端進。g長進短出；除雜時，除雜試劑應足量。【拓展提升】制得的二氧化碳里可能含有什么雜質？怎么除去？HClH2O飽和NaHCO3溶液濃硫酸資料卡片：濃鹽酸與稀鹽酸均有揮發性，濃鹽酸的揮發性更強。例

如圖是實驗室制取與收集氣體的裝置圖，據此回答有關問題。（1）儀器①的名稱是

。課堂練習二氧化碳的實驗室制取試管素養考點1

（2）實驗室用石灰石與稀鹽酸制取二氧化碳氣體，應選用的發生裝置和收集裝置的組合是（填序號）

，反應的化學方程式為

；該組合裝置還可以用來制取氧氣，其化學方程式為

。（3）實驗室利用F裝置收集氫氣時，氣體應從

端（填“a”或“b）通入。ACCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑b2H2O2

2H2O+O2↑D基礎鞏固題1．

如圖是小科完成CO2的制取、收集和驗滿的主要操作過程，其中需要糾正的是（）。A．氣密性檢查 B．添加試劑 C．制取并收集氣體 D．氣體驗滿

ABCDC2．下列實驗基本操作中，正確的是（）。A．氧氣驗滿B．加熱液體C．滴加液體D．收集二氧化碳基礎鞏固題3.

實驗室用如圖裝置制取CO2。（1）反應的化學方程式為

。（2）用向上排空氣法收集CO2的原因是