二氧化碳制取的研究

化子坪镇中学马忠强冯士东,课题2二氧化碳制取的研究,（1）了解实验室中制取二氧化碳的原理。,教学目标,（2）探究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。,（4）通过实验室制取H2、O2、CO2装置的比较，找出它们的异同点，渗透对比的方法以及物质的性质决定制法的思想方法。,（3）了解实验室中制取气体的思路和方法,学习重点和难点,根据实验室制取二氧化碳的化学反应原理，通过活动和探究，研究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。,资料一：,1、含碳酸根离子的化合物例：碳酸钠Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）反应生成二氧化碳。2、把燃着的木条放入二氧化碳中，木条，把燃着的木条伸入氮气中，木条。3、向石灰水中吹气，现象，说明二氧化碳能让石灰水变浑浊。4、标准状况下，CO2的密度为1.977g/L,空气的密度为1.293g/L。5、二氧化碳易溶于水，且与水反应。,活动与探究一,探究内容：实验室制取二氧化碳的原理。可供选择的原料：石灰石（主要成分CaCO3）、碳酸钠（Na2CO3）、稀盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）可供选择的仪器：小试管、药匙。探究方法：,一、实验室制取二氧化碳的反应原理,实验1：稀盐酸与大理石（或石灰石）反应,我们通过下面四个对比实验进行探亲究,注意观察反应现象，并分析原因，然后填写下表,现象,分析,有大量气泡产生，大理石逐渐溶解,该反应在常温下进行，反应速度适中，便于控制。,大理石与稀盐酸反应生成了碳酸和氯化钙：,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3,碳酸很不稳定，分解成水和二氧化碳：,H2CO3=H2O+CO2,总反应方程式为：,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,实验2：稀硫酸与大理石（或石灰石）反应,现象,分析,刚开始有大量气泡产生，一时间后，气泡逐渐减少，反应逐渐停止。,虽然该反应能生成二氧化碳：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石表面，形成一层薄膜，使大理石与酸不能接触，反应难以进行。,结论,实验室制取二氧化碳能不能用稀硫酸代替稀盐酸,实验3：稀盐酸与碳酸钠粉未反应,现象,分析,结论,反应非常剧烈，短时间产生大量气泡,碳酸钠粉未的表面积很大，与盐酸接触面积大，反应速度很快，不易控制,实验室不能用碳酸钠粉未或大理石粉未等粉未状物质制取二氧化碳,该反应的化学方程式为：,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,实验4：稀硫酸与碳酸钠粉未反应,现象,分析,结论,反应非常剧烈，短时间产生大量气泡,碳酸钠粉未的表面积很大，与稀硫酸接触面积大，反应速度很快，不易控制,实验室不能用碳酸钠粉未或大理石粉未等粉未状物质制取二氧化碳,该反应的化学方程式为：,Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2,问题与问讨论,1实验室制取二氧化碳能不能用浓盐酸代替稀盐酸？,2通过前面的探究实验及上述讨论，你认为实验室应该用什么药品制取二氧化碳？,答：不能。因为浓盐酸具有挥发性，使收集的二氧化碳不纯。,答：在实验室用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳。（大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙）,化学反应方程式为：,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,实验室制取二氧化碳的反应原理：,1、药品：石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸2、反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3H2CO3=H2O+CO2总反应为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,资料二：实验室里制取气体装置的确定,实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。,气体发生装置,反应物的状态,反应条件（是否需要加热、加催化剂）,固体和固体反应,固体和液体反应,液体和液体反应,其它,气体收集装置,排空气法,排水法（不易溶于水、不与水发生反应）,密度比空气大的向上排空气法,密度比空气小的向下排空气法,二、实验室制取二氧化碳的装置,反应物：,大理石（或石灰石）,稀盐酸,固态,稀溶液,生成物：,氯化钙,二氧化碳,水,气体,问题与讨论,1、实验室常用哪两种方法制取氧气？写出化学方程式，并对比反应物状态、反应条件。,2、分析制取装置有什么不同，为什么？,2H2O22H2O+O2,MnO2,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2,加热高锰酸钾制取氧气,分解双氧水制取氧气,由于反应物的状态和反应条件不同，所以所采用的气体发生装置也不同,1、二氧化碳和氧气相关性质比较,三、探究实验室制取二氧化碳的装置,二氧化碳,氧气,反应物的状态,反应条件,气体密度比空气大或小,是否与水反应,固体的液体反应,常温,大,能溶于水并能与水反应,固体,加热,略大,不能,想一想：实验室制取二氧化碳的装置是否与制取氧气的装置相同？为什么？,下列仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择，你也可以另选或自制仪器，还可以利用代用品。,以下是设计的部份装置可供参考,1、气体发生装置,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,想一想：上述装置各有什么优缺点？,验证二氧化碳气体的方法,1、检验方法,将生成的气体通入澄清的石灰水中，若石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳,2、验满方法将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满。,三、实验室里制取二氧化碳,实验步骤：,检验方法,澄清石灰水变浑浊,验满方法,讨论并归纳实验室制取二氧化碳的操作步骤,连接仪器,检查气密性,加大理石,加稀盐酸,收集气体,认真写出探究活动报告,自已设计探究活动报告册,实验室制取二氧化碳的装置,注意事项：1、固体药品应事先直接加入锥形瓶中；2、长颈漏斗的作用是加入液体药品；3、长颈漏斗的下端管口应伸入反应液面以下；4、锥形瓶中的导气管不应伸入反应液面以下，应刚露出胶塞为宜；5、伸入集气瓶中的导气管口应位于集气瓶底部，而不应位于集气瓶口。,5,灭火器原理,吸滤瓶,碳酸钠浓溶液,浓盐酸,注意：,切勿让侧管对着别人或自己！,6,常用灭火器,液态二氧化碳灭火器,泡沫灭火器,干粉灭火器,课堂练习1,下图为实验室制取二氧化碳的装置图，有哪些错误？为什么？请改正？,长颈漏斗没有插入液面下,出气导管太长，伸入了液面下,没有用向上排空气法收集,C,课堂练习2,1实验室制取氧气的发生装置应选择_，收集装置应选择_。2实验室制取氢气的发生装置应选择_，收集装置应选择_。3实验室制取二氧化碳的发生装置应选择_，收集装置应选择_。,A,DE,BC,EF,BC,D,F,课堂练习3,甲烷是一种无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小。在空气中燃烧发出明亮的蓝色火焰，放出大量的热，生成水和二氧化碳。在实验室中用碱石灰和乙酸钠两种固体混合加热来制取。,阅读下面一段文字，然后回答下列问题：,（1）在上述文字中用“”画出甲烷的物理性质,（2）在上述文字中用“-”画出甲烷的化学性质,（3）写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式,（4）实验室制取甲烷应该选用怎样的装置？怎样收集甲烷？,CH4+2O2=2H2O+CO2,点燃,-=-,-,答：可选用实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置；收集甲烷可用排水法或向下排空气法。,（5）想一想，甲烷有什么用途？,答：可作燃料、化工原料,思考：1、如果用浓盐酸代替稀盐酸与石灰石反应行不行？,答：不行，因为浓盐酸易挥发，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。,不能用。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。,3、可否用硫酸代替盐酸与石灰石反应制CO2,为什么？,5、足量的盐酸跟250克碳酸钙反应，可以生成二氧化碳多少克？,解：,设生成二氧化碳x克。,答：可以生成二氧化碳110克。,12,CaClCaCl2CO2,CO3,C