化学人教版九年级上册第六单元课题2 二氧化碳制取的研究.doc

第六单元课题2 二氧化碳制取的研究三维教学目标1、知识与技能（1）掌握实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制备二氧化碳的装置；（2）了解实验室制取气体的一般思路和方法。2、过程与方法（1）通过三种能得到二氧化碳的反应原理的分析，得出选择大理石（或石灰石）与稀盐酸反应原理制备二氧化碳的原因，引导学生得出实验室制备气体时还需要考虑的一些基本因素，提高学生分析、判断、筛选的能力，使学生的知识得到整合和升华；（2）通过对二氧化碳和氧气有关性质的比较，了解制备二氧化碳和氧气时，其发生装置与收集装置的异同，初步确立实验室制取气体的一般思路和方法；（3）让学生在组装及设计制取气体装置的过程中，体验、反思和完善实验设计。3、情感态度与价值观（1）增强学生对化学实验的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣；（2）通过分析和探究实验室制取和收集二氧化碳的方法，对学生进行具体问题具体分析的辨正唯物主义教育。教学重点1、实验室制取二氧化碳反应原理、装置的探究；2、归纳实验室制备气体的一般规律。教学难点实验室制备气体的知识整合和能力的培养。教具准备1、课件；2、药品和仪器：石灰石（块状）、碳酸钠、稀盐酸（10%）、稀硫酸、试管、锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、集气瓶、长颈漏斗、带导气管的双孔塞、带导气管的单孔塞、带弯管的单孔塞、水槽、酒精灯、玻璃片。教学过程【课前自测】1、测得某物质中只含有碳元素，这种物质 （ ）A一定是一种单质B一定是石墨 C可能是二氧化碳D可能是一种单质，也可能是几种碳的单质的混合物2、下列变化中，发生了化学变化的是（ ） A石墨导电 B在一定条件下石墨转化为金刚石 C金刚石切割玻璃 D活性炭吸附二氧化碳气体3、鉴别空气、氧气和二氧化碳三瓶气体最简便的方法是（ ） A.用燃着的木条分别伸入三瓶气体中 B.通过实验测定气体的密度 C.将少量澄清石灰水分别倒入三瓶气体中 D.观察气体的颜色4、常温下，碳的化学性质 ，在点燃的条件下，碳跟充足的氧气反应生成 ，当氧气不充足，则生成 。5、 是自然界存在的最硬物质， 是最软的矿物之一，它们物理性质的差异为 。【正确答案】1、D； 2、B； 3、A； 4、比较稳定、CO2、CO； 5、金刚石、石墨、碳原子的排列不同。【新课导入】二氧化碳与日常生活、工农业生产密切相关，大气中二氧化碳含量为0.03%，人和动植物的呼吸作用都要产生二氧化碳，那么实验室中是如何制取二氧化碳的？这是本节课要研究的课题。我们学习了几种生成二氧化碳的反应，如：（1）碳在空气中燃烧；（2）高温条件下木炭还原氧化铜；（3）高温条件下木炭还原氧化铁。【问题思考】以上反应适合实验室制取二氧化碳吗？请同学们讨论、分析原因。制取CO2有实验室制法和工业制法，今天重点学习实验室制法。除学过的制取二氧化碳的反应外，能生成CO2的反应还有很多，实验室制取CO2用哪种方法好？下面我们共同探究实验室制取二氧化碳的方法。【活动与探究】（补充）实验台上面提供了四种药品：大理石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸，请三位同学们做下面3个实验，比较三个实验的现象。实验编号实 验 药 品实验现象实验分析1碳酸钠和稀盐酸2石灰石和稀盐酸3石灰石和稀硫酸【讨论】哪一种方法更适用于实验室制取二氧化碳？【结论】实验室用大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳。实验编号实 验 药 品实验现象实验分析1碳酸钠和稀盐酸产生大量气泡，反应剧烈反应太快，不利于收集2石灰石和稀盐酸产生许多气泡，速度适中适合3石灰石和稀硫酸产生少量气泡，一会儿停止不适宜【投影】一、药品：块状大理石（石灰石）、稀盐酸二、反应原理 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3H2CO3=CO2+H2O总反应方程式： CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O【问题思考】1.我们已知道实验室制取CO2的原理，你能根据实验室制取CO2的原理设计出CO2的发生装置吗？下面我们就来进行这方面的探究和实践;2.实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置，请结合实验室制取氧气的知识以及课本材料，小结确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。【结论】气体发生装置：由反应条件和反应物状态决定。 气体收集装置：由气体溶解性和气体密度决定。【活动与探究】你认为制取二氧化碳的装置应选择哪些仪器？怎样组合？请同学们根据上述比较，分析设计实验室制取CO2的装置。3位同学上讲台操作教学课件中的软件，验证自己的设计是否正确。【教师点拨】【问题思考】二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较反应物的状态反应条件气体的密度比空气的大或小是否溶于水、是否与水发生反应二氧化碳氧气根据上述比较，分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置各有什么不同。【教师点拨】 制取二氧化碳的发生装置用高锰酸钾制取氧气的发生装置 收集装置 收集装置 【问题思考】1、如果要利用所设计的装置制取一瓶二氧化碳，需要哪些步骤？2、如何验证制取的气体是二氧化碳？3、如何验证二氧化碳已经收集满？【教师讲解】【视频】1、（1）按要求连接好仪器；（2）检查装置气密性；（3）加入药品；(4)制取并收集气体；(5)验满。2、检验：将制得的气体通入澄清的石灰水中，若石灰水变浑浊，说明制取的气体是二氧化碳。3、验满：把燃着的木条伸到集气瓶口，如果木条熄灭，就说明二氧化碳已经收集满。【提问】我们已经学习了氧气和二氧化碳的制取，请问：实验室制取气体的思路是什么？【回答】【投影】1、药品2、反应原理3、装置（发生装置和收集装置）4、检验（验证和验满）【提问】1、 实验室制取气体的装置由哪几部分组成？2、 确定气体发生装置时应考虑哪些因素？3、 收集气体一般有哪些方法？4、 确定收集装置时应考虑哪些因素？【回答】【结论】1. 两部分装置：发生装置和收集装置； 2. 反应物的状态和反应条件； 3. 向上/向下排空气法及排水法；4. （1）气体的密度与空气比较；（2）气体在水中的溶解性。【课堂练习】1、实验室制备并收集CO2，有以下操作步骤：检查装置的气密性 连接装置 加入大理石 加入稀盐酸 收集 验满 其中排列顺序正确的是（ ）A. B. C. D.2、下列气体只能用向上排空气法收集的是 （ ）A. H2 B.O2 C.CO2 D.O2和CO2 3.检验CO2气体是否收集满的方法是 （ ）A. 将燃着的木条伸入集气瓶内 B.将带火星的木条放在集气瓶口 C.将少量澄清的石灰水倒入集气瓶中、振荡 D.将燃着的木条放在集气瓶口 4.实验室收集CO2的正确方法是（ ）A排水法 B向下排空气法 C向上排空气法 D排水法和向上排空气法5.已知氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度小于空气，极易溶于水。实验室常用碱石灰和硫酸铵两种固体混合加热的方法制取氨气。根据所学的知识判断，实验室制取氨气时发生装置应选择（ ）装置，收集装置应选择（ ）装置。6、硫化氢是没有颜色，有臭鸡蛋气味的有剧毒气体。它的密度比空气略大，能溶于水，1体积水能溶解2.6体积的硫化氢，溶于水形成氢硫酸。 硫化氢是一种可燃性气体， 2H2S+3O2=2H2O+2SO2 实验室里常用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸反应来制取。（1）实验室制取硫化氢的发生装置可用 ；（填“用氯酸钾制取氧气的发生装置”或“制取二氧化碳的发生装置”）（2）应用 法收集硫化氢；（3）为了防止多余的气体逸出污染环境，可将其通入 中。7.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、 。 8.某同学利用下图制取二氧化碳的装置图，回答下列问题：（1）当左边气体发生装置连接好了之后，接着应进行的步骤是： 。如何进行 。（2）实验时，加入试剂的顺序 。（3）收集时，导管接近集气瓶底部的原因 。（4）长颈漏斗下端插入液面以下的原因是 。（5）实验时，二氧化碳始终收集不满的原因，可能是 。 【答案】1.C; 2.C; 3.D; 4.C; 5.A,C; 6. (1)制取二氧化碳的发生装置(2)向上排空气法（3）水7.（1）长颈漏斗下端没有插入液面以下（2）锥形瓶中的导管插入到了液面以下（3）不能用向下排空气法收集气体；8. （1）检查装置的气密性；向长颈漏斗中加水，使得长颈漏斗的下端浸入液面以下，堵住导管继续向长颈漏斗中加水，如发现长颈漏斗中液面不下降，说明装置的气密性良好； （2）先加石灰石再加稀盐酸；（3）排尽集气瓶中的空气，以便收集较纯净的CO2；（4）防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出；（5）装置的气密性不好;长颈漏斗的下端未浸入液面。【总结】课题2 二氧化碳制取的研究一、药品：块状大理石（石灰石）、稀盐酸二、反应原理 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O三、实验室制取CO2的装置四、制取CO2的步骤：1检查装置的气密性；2加入药品；3制取收集气体。五、验证CO2气体的方法1检验方法：将导管通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2；2验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明CO2已收集满。六、实验室制取气体的思路：药品原理装置检验【课后作业】1、实验室制CO2选用的合适药品为（ ）A木炭燃烧B燃烧COC石灰石跟稀硫酸反应 D大理石（或石灰石）跟稀盐酸反应2、两份质量相同的碳酸钙，一份与足量的稀盐酸充分反应，一份煅烧使其完全分解，两种方法所得CO2的质量 （ ）A、一样多 B、煅烧得到的多 C、与盐酸反应得到的多 D、无法比较3、下列各组仪器中，不能用来组装实验室制取二氧化碳装置的是（ ）A、长颈漏斗、集气瓶、酒精灯 B、长颈漏斗、集气瓶、试管C、长颈漏斗、锥形瓶、集气瓶 D、平底烧瓶、长颈漏斗、集气瓶4、请根据下图回答问题：实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是_，收集氧气的装置是_，写出用高锰酸钾制取氧气反应的化学方程式_。实验室里用过氧化氢溶液与二氧化锰固体混合制取氧气，为了控制反应进行的速率，可选用的发生装置是_，写出用过氧化氢溶液制取氧气反应的化学方程式_。实验室里常用_和_在常温下反应制取二氧化碳，可选用的气体发生装置是_，收集二氧化碳的装置是_ _，请写出实验室制取二氧化碳反应的化学方程式_。实验室里可用氢氧化钙与氯化铵的固体混合物加热制取氨气，则制取氨气所需的气体发生装置为_，氨气极易溶于水，密度比空气小，一般可用_ 装置收集氨气。5、下列是实验室常用的仪器： 双孔请回答下列问题：(1) 图中仪器的名称是 ，仪器的名称是 。(2) 实验室制取二氧化碳的化学方程式： 。(3) 组合一套制取CO2的发生装置，你选用的仪器是 (填编号)。该发生装置还可用于实验室制取氧气，请写出反应的化学方程式： 。(4) 仪器使用时下端管口插到液面以下的主要目的是 。6、（计算题）实验室用碳酸钙与盐酸反应制取二氧化碳，如果制取8.8g 二氧化碳，至少需要多少克碳酸钙？【正确答案】1、D A和B选项制得的气体不纯，C选项不能用硫酸代替盐酸与石灰石反应制CO2, 因为开始时生成微溶于水的硫酸钙薄膜，附着在石灰石的表面，使它不能接触到稀硫酸，阻止反应继续进行； 2、A；3、A； 4、 B,D或F, 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 A，2H2O2 MnO2 2H2O+O2 大理石（或石灰石）和稀盐酸，A或C，D。CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 B,E；5、(1) 试管 酒精灯 (2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 2H2O2 2H2O+O2 (3) (或 或 或) (4)防止气体从长颈漏斗逸出6、解：设需要碳酸钙质量为XCaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2100 44 X 8.8g 100 44 1008.8g44X 8.8gX 20g 答：需要碳酸钙质量为20g。连接中考考题错解及分析【试题】1、实验室常用亚硫酸钠（Na2SO3）固体与稀硫酸在常温下反应制二氧化硫气体。二氧化硫气体是无色有刺激性气味的有毒气体，它的密度比空气大，可溶于水生成亚硫酸（H2SO3）。（1）试写出实验室制取二氧化硫气体的化学方程式：（特别提示：该反应与碳酸钙和稀盐酸的化学反应原理相似） 。 （2）制取二氧化硫时，发生装置应选用下图所示的 装置（填代号，下同）；收集二氧化硫气体时，应选用下图所示 _的装置。（3）上述实验装置中，请你任意挑选两种化学仪器，写出它们的名称： ，_。(4)二氧化硫气体与硫化氢气体常温下混合反应，生成黄色固体硫（单质）和水。试写出此反应的化学方程式 。【错答】（1）Na2SO3 + H2SO4 Na2SO3 + H2O + SO2；（2）A；C；（4）SO2 + 2H2S 3S ；+ 2H2O【原因分析】（1）化学式写错，气体符号没标（2）条件不用加热，没考虑生成SO2可溶于水；（4）固体符号没标【正确答案】（1）Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2 （2）B ；D（3）酒精灯 ；试管；铁架台等 （4）SO2 + 2H2S 3S + 2H2O）【试题】2、石灰厂为了测定一批石灰石样品中碳酸钙的质量分数，取用4 g石灰石样品，把20 g稀盐酸分4次加人样品中(样品中除碳酸钙外，其余的成分既不与盐酸反应，也不溶于水)，充分反应后经过滤、干燥等操作，最后称量，得实验数据如下表：稀盐酸的用量第一次加入5 g第二次加入5 g第三次加入5 g第四次加人5 g剩余固体的质量3 g2 gl g1 g(1)该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是 ；（2）计算用该样品可制得CO2的质量。（写出计算过程）【错答】 100 解：设该样品可制取CO2的质量为X CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2100 44 4g X100 4g44 = X 444gX = 100 =1.76g答：该样品可制取CO2的质量为1.76g。【原因分析】（1）算成碳酸钙的相对分子质量（2）直接用石灰石4克去算，没有用里面的有效成分碳酸钙4 g 75%3g去算。【正确答案】 75%； 解： 设该样品可制取CO2的质量为XCaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2100 444 g 75%3g X100 3g44 = X 443gX = 100 =1.32g答：该样品可制取CO2的质量为1. 32g疑难问题及解答1、用浓盐酸代替稀盐酸与石灰石反应有哪些缺点？答：浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢气体，导致不纯。2、实验室为何不用碳酸钙粉末跟稀盐酸反应制取CO2？答：碳酸钙粉末跟稀盐酸反应生成CO2，但反应速度太快，不利于收集，因此不用于实验室制取CO2气体。优秀中考题精选1 (5分)请根据下列装置图，回答有关问题： (1)实验室用B、C装置制取二氧化碳的化学方程式为 ； (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是 (填字母)； (3)实验室收集氢气可用D或E装置的原因分别是 、 ； (4)实验室收集二氧化碳，验满的方法是 。【答案及解析】1 (1)CaC03+2HClCaCl2+H2O+CO2 (2)A (3)氢气密度比空气小 难溶于水且不与水反应 (4)将燃着的木条放在集气瓶口，观察到木条熄灭2、结合下列实验装置回答相关问题： (1)写出A装置中a、b仪器的名称：_、 _ ；(2)用石灰石与盐酸反应制CO2的化学方程式为 ，收集装应选_（填编号）；用双氧水制O2的化学方程式为 ；(3)若用B作制气装置，与A相比，其优点是 _ ；（写一点）(4)用KClO3和MnO2制O2 ，若选用A作发生装置，则还要增加_（填仪器名称），并把A作如下改动：_。MnO2【答案及解析】(1)铁架台、试管 ； (2)CaCO3 + 2HCl=CaCl2 +H2O +CO2 C 2H2O2 =2H2O+O2 (3)便于加液体；或控制反应速率；或节约药品等 ；(4)酒精灯；将试管横放，并使试管口稍向下倾斜。板书设计 课题2 二氧化碳制取的研究一、药品：块状大理石（石灰石）、稀盐酸二、反应原理 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O三、实验室制取CO2的装置四、制取CO2的步骤：1检查装置的气密性；