湖北省赤壁市第一初级中学九年级化学上册 6.2《二氧化碳制取的研究》导学案（无答案）（新版）新人教版.doc

二氧化碳制取的研究一、目标与策略 明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！学习目标：l 了解金刚石和石墨的物理性质和主要用途。l 知道碳单质的化学性质。l 了解木炭、活性炭的吸附性。l 通过对金刚石、石墨和c60的初步了解，认识结构与性质、性质与用途之间的关系。l 一种元素可以形成多种单质。通过碳在不同条件下可以生成一氧化碳和co2的事实，初步领悟物质的多样性和复杂性。l 了解实验室制取co2的反应原理。l 学习实验室制取co2的装置、操作步骤和co2的收集方法。l 了解实验室中制取气体的思路和方法。重点难点：l 碳单质的性质及用途；l 碳单质性质不同的原因；l 实验室中制取co2的反应原理、装置设计等。学习策略：l 从生活中学化学，了解生活中常见碳单质的特点和用途，由此深入地思考，造成性质不同的原因是什么？l 联系氧气的制取，你能得到制取二氧化碳的方法吗？二、学习与应用（一）c + o2 - co2请完成上述方程式，并说出从方程式能了解到哪些信息？（1）质的方面： （2）量的方面： （3）粒子方面： （二）什么是纯净物？什么是混合物？（三）单质是由同种元素组成的纯净物，把纯净物改为物质是否正确？请举出例子。知识点一：碳的单质 （一）同一种元素可以组成不同的单质：如金刚石 、石墨和c60都是由 元素组成的单质，但由于碳原子在这些物质里的 不同，即结构不同，导致它们在性质尤其是 上有很大的差异。由此可知：物质的 和 决定物质的性质。要点诠释：金刚石和石墨在一定条件下可相互转化，属于 变化。同种元素可以组成不同单质。因此，我们不能说“由同种元素组成的物质叫单质”。（二）金刚石 、石墨和c60的性质比较及用途：名称金刚石石墨c60外观 色透明、正八面体形状的固体，有璀璨夺目的光泽 色不透明的细鳞片状的固体，有金属光泽c60分子形似足球。有金属光泽的固体，其微晶粉末呈黄色导电性 几乎不导电硬度天然存在的 的物质质软（最软的矿物之一）质脆导热性很差 很差用途 等 等制备新材料、制作新器件、医学应用等（注：人们对c60性质的认识正在不断的深入）要点诠释： 决定 决定物质的组成 物质的 物质的 反映 反映金刚石、石墨和c60都是由碳元素组成的单质，但由于碳原子的排列不同（见图161），物理性质有很大的差异，用途也有较大不同。（三）木炭、活性炭的吸附性：木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，由于木炭和活性炭均具有 的结构，因此它们具有较强的 能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等。据此，木炭和活性炭在制糖工业、食品工业、防毒面具制作等方面有重要的应用。要点诠释：（1）吸附是物理现象，与吸收具有不同的含义。由于木炭疏松多孔，有很大的表面积，因此它具有吸附性，活性炭的吸附性比木炭更强。吸附作用是将气体或溶液里的微小粒子吸附在固体表面，没有生成新物质，属于 变化。吸收一般为化学变化，如：co2气体被氢氧化钠溶液吸收的过程中生成了碳酸钠或碳酸氢钠等物质，就是化学变化。（2）“碳”和“炭”的区别：“碳”是 的名称，是核电荷数为6的一类原子的总称。比如碳元素、碳单质、含碳化合物、一氧化碳等，这儿不能用“炭”。而“炭”指的是具体物质，它表示由碳元素组成的某种单质木炭、 、焦炭等。一般在未指明具体单质时，习惯上用碳，如“炽热的碳”、“当碳燃烧时”。知识点二：碳的化学性质（一）稳定性：常温下碳单质很 ，几乎与所有物质都不发生化学反应。（二）可燃性：（1）高温下碳在氧气（或空气）中完全燃烧生成co2，并放出大量的热。方程式： （2）如果燃烧不充分，则生成co，同时也放出热。方程式： （三）还原性：高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。如图162所示可用木炭还原氧化铜。注意问题：酒精灯加网罩可使火焰集中并提高 ；试管口要略 ；装置的 要好；实验结束时，先撤出 ，然后再 （防止 ），待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止生成的铜再被氧化成氧化铜）。实验现象：黑色固体变 ，并有使澄清的石灰水 。实验结论： （化学方程式） 要点诠释：（1）所有碳单质的化学性质都 （相同/不同）。比如金刚石、石墨和c60以及木炭等都是由碳元素组成的，其碳原子的最外层电子的数目一样多（都是4个）。（2）碳单质的化学性质在常温下稳定。但随着温度的 ，能和许多物质发生化学反应。反应的条件不同，产物也不同。如：碳和氧气在 条件下反应，氧气充足时生成的是 ，而氧气不充足时主要生成 。（3）性质决定用途：碳在常温下具有 性，所以古代用墨写的字经久不褪色。碳具有 性，可用作燃料。碳具有 性，用作还原剂，可用来冶炼金属。如2fe2o33c4fe3co2，在该反应中，碳得到氧、被氧化生成二氧化碳，碳是还原剂。氧化铁失去氧、被还原成铁，是氧化剂 。（4）碳的还原性还体现在反应co2c2co中，该反应吸收大量的热。知识点三：实验室制取二氧化碳的研究（一）实验室制取二氧化碳的药品和原理：（1）药品： （或-）与 。（2）反应原理： 要点诠释：（1）药品选用应注意的问题：不能用浓盐酸。因为浓盐酸易 ，氯化氢气体易混入产生的二氧化碳内。不能用硫酸。虽然硫酸也能跟碳酸钙反应生成二氧化碳：h2so4+caco3 = caso4+h2o+co2 但由于产物硫酸钙 水，形成的沉淀会附着在块状大理石或石灰石的表面，阻碍反应继续进行，所以实验室用大理石（或石灰石）制取二氧化碳时，一般都选用稀盐酸。为使实验装置更简化，一般不用粉末状碳酸钙或碳酸钠晶体（na2co3+2hcl =2nacl+h2o+co2），粉末状固体或小粒状晶体物质的表面积大，与酸反应速率 。（2）化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：a碳在氧气（或空气）中燃烧：c+o2co2 b碳在高温下还原金属氧化物：2cuo+c2cu+co2 2fe2o3+3c4fe+3co2 c石灰石高温分解： caco3 cao+co2 d大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：caco3+2hcl = cacl2+h2o+co2 e蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。请你对方法ae进行评价，只有d适合用于实验室制取二氧化碳，其它都不是实验室制取二氧化碳的方法，那么它们的缺点在何处： （二）装置的设计与选择：（1）任何实验装置的设计都是由反应物的状态、反应时所需的条件、反应过程和生成物的性质等方面的因素决定的。（2）以下装置（图163）都可以用来制取二氧化碳：可根据实验室的条件以及你所要制取气体的量来选择，若制取的量很少，可选用试管；量多时，可选用其他大容量的容器。（3）装置连接注意的问题：长颈漏斗的下端管口必须插入到 以下，否则生成的气体 。导管深入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管口排出。（三）收集、检验、验满的方法：（1）收集：二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，所以通常采用 排空气法收集。收集时要注意将导管插到 。如图164所示。（2）检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到 ，说明有co2生成。（3）验满：由于二氧化碳是无色气体，是否收集满了观察不到，因而常用 置于集气瓶口来验满。（4）存放：验满后要用玻璃片盖住集气瓶口 在桌上。（四）操作顺序：按实验要求连接装配好仪器；检查装置的气密性；装入块状大理石（或石灰石）；由长颈漏斗注入稀盐酸并控制加入的速度；收集气体；检验是否集满。可简单记忆为：“连检装注集验”。类型一：考查碳单质的物理性质及用途例1.“轻轨电车”（如图167）是近年来新兴的城市高架交通工具，具有污染小的特点。当轻轨电车开动时，轻轨电车上裸露的“电刷”沿架空电线滑动。电刷材料中含有石墨。选择石墨作电刷材料是因为其具有下列性质： ； 。思路点拨：本题可从石墨的优良性能和轻轨电车对电刷的要求两方面综合考虑。举一反三：【变式1】金刚石可装在钻探机的钻头上，是由于 ；石墨可作铅笔芯，是由于 ，可作润滑剂，是由于 ；可作电极，是由于 ；活性炭可作防毒面具的滤毒剂，是由于 。【变式2】下图168是碳的几种单质的结构示意图，图中小圆圈均代表碳原子。 甲 乙 丙 （1）在物质甲的结构中，每个碳原子最多连有 个碳原子。（2）根据乙物质层与层之间能发生滑动，具有滑腻感的特点，写出它的一种用途 。（3）图中物质丙的化学式为c60，已知硅的一种单质也有与物质丙相同的原子数和类似的结构，有科学家尝试把物质丙的一个分子放进硅的这种单质的一个分子中，反应形成一种新型分子，该分子的化学式为 。类型二：考查碳单质的化学性质例2.用木炭还原氧化铜的实验如图169所示。（1）酒精灯加灯罩的目的 ；（2）刚开始预热，试管中立即产生气泡，但石灰水不变浑浊，原因是 ；（3）继续加热，观察到石灰水逐渐变浑浊，黑色粉末中出现红色物质。请你写出带点部分的化学方程式 ；（4）停止加热时，应先将导管从试管中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒出。这样操作的原因是 。思路点拨：本题考查木炭的还原性实验，可回想实验操作的过程及注意事项等进行回答。举一反三：【变式3】埋木桩前，要把埋入地下的一端用火烤焦，埋入地下的木桩才不容易腐烂，这是利用了 ( ) a木炭具有吸附性 b木炭能够隔绝空气和水分 c木炭具有可燃性 d木炭常温下化学性质稳定【变式4】下列关于碳的化学性质叙述正确的是 ( )a碳的化学性质不活泼b碳的化学性质很活泼c碳具有可燃性，碳在空气中燃烧的产物只有co2 d碳在高温下能和二氧化碳反应，还能还原许多金属氧化物类型三：考查co2的实验室制法例3.现用大理石和稀盐酸制取二氧化碳气体（如图1610示）：（1）写出该反应的化学方程式： 。（2）下图是制取二氧化碳的装置图，指出图中小试管a的作用： 。（3）怎样判断集气瓶中已集满二氧化碳气体？ 。思路点拨：本题考查co2的实验制法，可根据其反应原理、验满方法、注意事项来解答。举一反三：【变式5】请根据下列实验装置图回答有关问题（如图1611示）：（1）请填写标号仪器的名称： ， ；（2）实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，应选择的发生装置为（填写装置代号，下同） ，将药品加入装置前，应进行的操作是 ；（3）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时，应选用的收集装置是 ；用该装置收集的气体所具有的物理性质是 ，制取二氧化碳气体时发生反应的化学方程式为 。【变式6】小明同学在实验操作考核中，要完成的题目是“二氧化碳的制取、收集和验满”。 （1）上图1612是实验桌上摆放好的该实验所需的用品，小明同学发现其中缺少了一种实验仪器和一种药品，请你写出所缺仪器的名称 ；所缺药品是 ；（2）写出制气反应的化学方程式： ；（3）下图1613是小明实验时的主要步骤，这些步骤的正确顺序是（填字母标号，下同） ，其中操作有误的是 。三、总结与测评要想学习成绩好，总结测评少不了！课后复习是学习不可或缺的环节，它可以帮助我们巩固学习效果，弥补知识缺漏，提高学习能力。（一）知识结构气体名称氧气二氧化碳反应原理(化学方程式) 发生装置收集装置检验方法 验满方法将带火星的木条平置 ，木条复燃则证明满了将燃着的木条平置于瓶口，木条 证明满了（二）规律方法（1