第5章基础实验4二氧化碳的实验室制取与性质-九年级化学（2024）上册

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二氧化碳的实验室制取与性质第5章奇妙的二氧化碳2024沪教版化学九年级上册【精做课件】授课教师：********班级：********时间：********根据反应原理和气体性质，灵活选择合适的实验装置，理解装置选择的依据和优化思路。​从微观层面理解二氧化碳的化学性质，如二氧化碳与水、澄清石灰水反应的本质，以及各性质之间的内在联系。​三、教学方法​实验探究法、讲授法、讨论法、多媒体辅助教学法​四、教学准备​（一）实验仪器​大试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、带导管的双孔橡皮塞、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片、水槽、铁架台、镊子、药匙、火柴、酒精灯、试管夹、烧杯、滴管。​（二）实验药品​大理石（或石灰石）、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蒸馏水、蜡烛、木条。​（三）多媒体设备​准备相关实验视频、动画，用于展示实验操作过程、微观反应原理等，辅助教学。​五、教学过程​（一）趣味导入（5分钟）​演示实验：教师进行“神奇的灭火”实验，在一个烧杯中放置一支点燃的蜡烛，将收集好的二氧化碳气体沿着烧杯壁慢慢倒入，蜡烛熄灭。​提问引导：提出问题“为什么二氧化碳能灭火？二氧化碳还有哪些神奇的性质？我们如何在实验室制取二氧化碳？”激发学生的好奇心和探究欲望，引出本节课的主题——二氧化碳的实验室制取与性质。​（二）知识讲解与实验探究（30分钟）​制取原理讲解：讲解实验室制取二氧化碳的反应原理，即大理石（或石灰石）的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，书写化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。对比分析选择大理石（或石灰石）和稀盐酸作为反应物的原因，强调不能用浓盐酸（易挥发，使收集的二氧化碳不纯）和稀硫酸（与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行）。​实验装置选择：展示常见的气体发生装置和收集装置，引导学生根据二氧化碳的反应原理（固体与液体不加热反应）和性质（密度比空气大，能溶于水），选择合适的实验装置。发生装置可选用锥形瓶和长颈漏斗或分液漏斗组合，收集装置采用向上排空气法。讲解各装置的作用和使用注意事项，如长颈漏斗要液封，防止气体逸出；分液漏斗可控制液体滴加速度，从而控制反应速率。​实验操作演示：教师进行实验操作演示，边操作边讲解步骤和注意事项。检查装置气密性，方法是将导管一端放入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。加入药品时，先将大理石（或石灰石）用镊子放入锥形瓶，再从长颈漏斗或分液漏斗加入稀盐酸。收集气体时，将导管伸到集气瓶底部，用向上排空气法收集，验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满。​学生实验操作：学生分组进行实验，制取二氧化碳气体。教师巡视指导，及时纠正学生的错误操作，如药品添加顺序、装置连接是否紧密等，确保实验安全、顺利进行。​二氧化碳性质探究​物理性质探究：展示一瓶收集好的二氧化碳气体，让学生观察颜色、状态，闻气味（注意闻气味的方法），得出二氧化碳是无色、无味的气体。通过前面“灭火”实验中二氧化碳能从一个容器倒入另一个容器，以及收集方法为向上排空气法，引导学生推理出二氧化碳密度比空气大。再进行“二氧化碳溶解性实验”，向一个充满二氧化碳的软塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能溶于水。​化学性质探究​与水反应：准备四朵用紫色石蕊溶液染成紫色的干燥小花，第一朵小花喷稀醋酸，小花变红，说明酸性物质能使紫色石蕊变红；第二朵小花喷水，小花不变色，说明水不能使紫色石蕊变红；第三朵小花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中，小花不变色，说明二氧化碳本身不能使紫色石蕊变红；第四朵小花先喷水，再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，小花变红。对比分析得出二氧化碳与水反应生成了酸性物质碳酸，书写化学方程式CO₂+H₂O=H₂CO₃。将变红的小花取出，用酒精灯小心加热，小花又变回紫色，说明碳酸不稳定，易分解，书写化学方程式H₂CO₃=H₂O+CO₂↑。​与澄清石灰水反应：将制取的二氧化碳气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊，讲解这是二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，书写化学方程式Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，强调该反应可用于检验二氧化碳气体。​不燃烧也不支持燃烧：将二氧化碳气体慢慢倒入放有高低不同两支燃着蜡烛的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大。​（三）生活应用与拓展（10分钟）​生活应用举例：让学生运用所学的二氧化碳性质知识，解释生活中的一些现象，如汽水打开后有气泡冒出（二氧化碳在加压下溶于水，打开瓶盖压强减小，二氧化碳逸出）、用石灰浆粉刷墙壁（石灰浆主要成分氢氧化钙与空气中二氧化碳反应生成坚硬的碳酸钙）等。同时，介绍二氧化碳在灭火、人工降雨、气体肥料、化工原料等方面的广泛应用，加深学生对二氧化碳性质的理解和认识。​拓展思考：提出问题，如“如果实验室没有稀盐酸，能否用其他酸代替来制取二氧化碳？”“如何设计实验证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应？”引导学生思考，拓展思维，培养学生运用知识解决实际问题的能力。​（四）课堂小结（5分钟）​知识回顾：与学生一起回顾本节课的主要内容，包括二氧化碳的实验室制取原理、实验装置、操作步骤，以及二氧化碳的物理性质和化学性质。​方法总结：强调实验探究在化学学习中的重要性，总结实验设计、操作和分析的方法，鼓励学生在今后的学习中积极运用科学方法探究更多物质的性质和变化。​（五）布置作业（5分钟）​让学生完成实验报告，总结实验过程中的收获和体会，分析实验中可能出现误差的原因，如二氧化碳收集不满的原因等。​布置课后作业题，如设计一个实验方案，区分氧气、二氧化碳和空气三种气体；查阅资料，了解二氧化碳在环境保护、能源开发等领域的新应用和研究进展，下节课进行交流讨论。​六、教学反思​在本节课教学中，实验探究激发了学生的学习积极性，学生对二氧化碳的制取和性质有了直观深入的理解。但部分学生在实验操作的规范性和对实验现象的分析推理能力上还有待提高。后续教学中，应加强对学生实验技能的训练，增加实验操作练习机会，引导学生深入思考实验现象背后的化学原理，进一步提升学生的科学素养和综合能力。5课堂检测4新知讲解6变式训练7考试考法8小结梳理学习目录1复习引入2新知讲解3典例讲解01学习组装石灰石（或大理石）与盐酸反应制取二氧化碳的实验装置，制取和收集二氧化碳。02通过实验探究二氧化碳的性质。实验目的实验用品实验试剂石灰石（或大理石）、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蜡烛、木条；实验仪器锥形瓶、集气瓶、烧杯、试管、长颈漏斗、导管、橡胶管、双孔橡皮塞、试管夹、酒精灯、毛玻璃片、火柴、梯形架、镊子。实验步骤实验现象实验结论（1）检查装置的气密性实验过程长颈漏斗内形成一段稳定的水柱，一段时间后液面不下降装置气密性良好实验步骤实验现象实验结论（2）瓶中加入少量石灰石（或大理石），在长颈漏斗中注入稀盐酸。用集气瓶收集产生的二氧化碳气体，并检验二氧化碳是否收集满石灰石（或大理石）与稀盐酸制取二氧化碳反应的化学方程式为：实验过程锥形瓶中产生大量气泡，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑实验步骤实验现象实验结论（3）将二氧化碳气体通入盛有少量澄清石灰水的试管中实验过程澄清石灰水变浑浊CO2＋Ca(OH)2

══

CaCO3↓＋H2O实验步骤实验现象实验结论（4）将二氧化碳气体通入盛有紫色石蕊溶液的试管中，观察现象。片刻后将试管加热，观察现象实验过程紫色石蕊试液变红；加热后变红的紫色石蕊试液又变回紫色，溶液中有气泡产生CO2＋H2O═══H2CO3、H2CO3═══CO2↑＋H2O△实验步骤实验现象实验结论（5）收集一瓶二氧化碳气体，并将二氧化碳缓缓倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中实验过程蜡烛熄灭CO2的密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧问题讨论实验室制取氧气和二氧化碳的比较气体试剂名称反应原理反应条件O2高锰酸钾

氯酸钾、二氧化锰

过氧化氢溶液、二氧化锰

CO2

2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑△2KClO3====2KCl+3O2↑MnO2△2H2O2====2H2O+O2↑

MnO2石灰石（或大理石）、稀盐酸CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑加热加热常温常温问题讨论实验室制取氧气和二氧化碳的比较气体试剂名称气体发生装置气体收集装置O2高锰酸钾

氯酸钾、二氧化锰

过氧化氢溶液、二氧化锰

CO2

石灰石（或大理石）、稀盐酸固固加热型固固加热型固液常温型固液常温型①排水法：②向上排空气法：向上排空气法：问题讨论实验室制取氧气和二氧化碳的比较气体检验方法验满方法O2

CO2

①排水法：②向上排空气法：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则为氧气

将气体通入澄清石灰水，若变浑浊，则为二氧化碳

集气瓶口有较大气泡从冒出将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃

将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭

中考链接1.（2024·陕西）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（

）A．检查气密性

B．装药品C．收集气体

D．气体验满A中考链接2.（2024·甘肃白银）小明同学用如图装置制取二氧化碳，请你指出该装置的两处错误：

、

。

长颈漏斗下端没有插入液面以下用向下排空气法收集二氧化碳中考链接3.（2024·广西）实验是学习化学的重要途径。回答问题：(1)仪器①的名称是

。(2)检查装置气密性是在添加药品

(填“前”或“后”)。(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，其反应的化学方程式是

，可选用的发生装置是

(填装置序号)。若用D装置收集CO2，验满的方法是

。锥形瓶前B将燃着的木条伸到集气瓶口，若木条熄灭，证明已满CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑中考链接4.（2024·江苏常州）如图装置可用于制取二氧化碳并验证其性质。(1)仪器a的名称是

。(2)用该套装置进行实验的优点是

。(3)实验中可观察到

(选填“干燥”或“湿润”)的紫色石蕊小纸花变红；澄清石灰水

(填现象)，化学方程式为

。铁架台操作简便，可以控制反应速率，节约药品湿润变浑浊CO2＋Ca(OH)2

══CaCO3↓＋H2O中考链接5.（2024·四川成都）利用塑料瓶等用品设计如图装置制取和检验二氧化碳。(1)塑料瓶①相当于实验室中的

（填仪器名称）。(2)用稀盐酸与大理石制取二氧化碳，反应的化学方程式为

。(3)检查装置A的气密性，方法是

。(4)用装置B检验二氧化碳，应盛放的药品是

。(5)用装置C收集二氧化碳并验满，此过程体现二氧化碳的性质有

。密度比空气大，不燃烧，也不支持燃烧CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑集气瓶连接仪器装置，关闭K1，向A装置左侧塑料瓶中加水，当左侧液面高于右侧时停止加水，能形成稳定的液面差澄清石灰水1.[2024·扬州仪征二模]实验室制取CO2时，用不到的仪器是(

)C返回C2.下列实验现象不能说明装置的气密性良好的是(

)【点拨】本题采用原理分析法解答。A项采用的是空气热胀冷缩法，原理为用手紧握试管外壁，若烧杯内有气泡产生，松手后导管内上升一段水柱，则证明装置气密性良好；B项采用的是注水法，原理为向长颈漏斗中注水，直到长颈漏斗中的液面高于广口瓶中的液面，且两者液面差不再改变，则证明装置气密性良好；C项装置未构成封闭体系，即左边的导管与大气相通，无论装置气密性是否良好，用针筒向广口瓶内充气时瓶内都有气泡产生；D项采用的是压气法，用注射器向广口瓶内充气时，瓶中的压强增大，长颈漏斗中液面上升，则证明装置气密性良好。返回C3.[2025·太原期末]同学们在实验室里用如图装置制取少量二氧化碳，以下描述正确的是(

)A.试剂为碳酸钙和稀硫酸B.可用向下排空气法收集C.首先要检查装置气密性D.用带火星的小木条验满【点拨】实验室制取二氧化碳，试剂为碳酸钙和稀盐酸，不能使用稀硫酸，因为碳酸钙与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行，不能持续得到二氧化碳，故A错误；二氧化碳的密度比空气大，不可用向下排空气法收集，故B错误；二氧化碳不可燃也不助燃，可用燃着的小木条验满，故D错误。返回4.[2024·唐山开学改编]如图是实验室制取气体时经常用到的仪器，请回答下列问题：(1)仪器①的名称是__________，实验室制取二氧化碳的化学方程式为______________________________________，当制取较多二氧化碳时，发生装置和收集装置的仪器组合是____________(填序号)。集气瓶CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑①③⑧⑨CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(2)若用图2装置检验二氧化碳，其反应的化学方程式为__________________________________。返回A5.下列实验现象中，既能体现二氧化碳的物理性质，又能体现其化学性质的是(

)【点拨】A项中蜡烛自下而上熄灭，既能体现二氧化碳的密度比空气大的物理性质，又能体现其不可燃也不助燃的化学性质；B项中软塑料瓶变瘪，主要是因为二氧化碳能溶于水，所以该实验只能体现其物理性质；C项中紫色石蕊溶液变红，是因为二氧化碳和水反应生成了碳酸，该实验只能体现其化学性质；D项中倒入二氧化碳后气球上浮，只能体现二氧化碳的密度比空气大的物理性质。返回长颈漏斗6.[2024·南平模拟改编]根据下列实验装置图回答问题。(1)写出仪器a的名称：____________。(2)选用图A装置在实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2时，将石灰石放在多孔隔板上，若液面处于图中b处，关闭止水夹时可观察到的现象是________________________________________________________________________。试管内部分稀盐酸被压入长颈漏斗中，稀盐酸与石灰石分离，反应停止(3)实验B中下方木条先熄灭的原因是______________________。(4)实验C中观察到的现象为______________________和__________________。二氧化碳的密度比空气大紫色石蕊溶液变红试管内液面上升返回A7.[2024·扬州月考]如图所示,下列实验不能达到目的的是(

)A.实验①：能成功制取并收集二氧化碳B.实验②：若试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳C.实验③：若用于干燥二氧化碳,则气体应从a端进，b端出D.实验④：可用于证明二氧化碳的密度比空气大,且能灭火【点拨】实验室制取二氧化碳时，长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下形成液封，防止二氧化碳从长颈漏斗逸出，故A错误。返回B8.实验小组用如图所示装置进行实验，打开K，向充满CO2的锥形瓶中加入适量的澄清石灰水，立即关闭K，振荡，观察现象。下列有关说法不正确的是(

)A.澄清石灰水变浑浊B.长颈漏斗中液面上升C.装置内气体压强减小，最终与大气压相等D.该实验说明CO2能与石灰水反应【点拨】加入的澄清石灰水与二氧化碳发生反应，二氧化碳的体积减小，锥形瓶内压强变小，小于外界大气压，长颈漏斗的下端管口有气泡冒出。返回9.利用生活中的废弃材料来做家庭小实验，其乐无穷！小美同学设计了如图所示的装置来探究二氧化碳的制取和性质(a、d为浸有紫色石蕊溶液的湿润棉花，b、c为用紫色石蕊溶液浸过的干燥棉花，垂直固定玻璃管的装置未画出)。B下列关于该实验装置的叙述不正确的是(

)A.通过推压注射器的活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量B.a处棉花比d处棉花先变红,可证明二氧化碳的密度比空气大C.c处棉花不变色，d处棉花变红，可证明二氧化碳能与水发生反应D.该装置的左半部分也可用于制取氧气【点拨】通过推压注射器的活塞，可以控制进入饮料瓶内液体的量，从而控制反应速率，A正确；二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸可以使紫色石蕊溶液变红，则a、d均变红，由于二氧化碳的密度比空气大，所以d处棉花比a处棉花先变红，B错误；二氧化碳不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红，则c处干燥棉花不变色，d处湿润棉花变红，可证明二氧化碳与水发生了反应，C正确；该装置的左半部分是固液常温型的发生装置，也可用于过氧化氢分解制取氧气，D正确。返回10.[2024·唐山期末改编]小明利用如图装置制取二氧化碳气体，并进行性质验证。(1)实验室制取CO2的原理是______________________________________(用化学方程式表示)。应选择的发生装置是________(填字母，下同)，收集装置是________。CO2的验满方法是_____________________________________________________________。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑BD将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，说明二氧化碳已收集满(2)B装置除了用于实验室制取CO2外，还能用来制取的气体是_______________________(用化学方程式表示其原理)。实验中长颈漏斗的作用是_____________________。2H2O2=====2H2O＋O2↑MnO2便于添加液体试剂(3)为验证二氧化碳的溶解性，向一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入约1/3体积的水(如图F所示)，立即旋紧瓶盖，观察塑料瓶的变化。实验操作中，旋紧瓶盖后还需进行的操作是________。最后观察到的实验现象是______________，由此得出的结论是_________________。振荡软塑料瓶变瘪二氧化碳能溶于水(4)将集满CO2气体的试管倒插入紫色石蕊溶液中(如图G所示)，并轻轻振荡试管，可观察到的现象是____________________并且紫色石蕊溶液变红，溶液变红说明CO2具有的性质是__________