《二氧化碳的实验室制取》教案

《二氧化碳的实验室制取》教案1．了解实验室制取二氧化碳的反应原理，并学会书写实验室制取二氧化碳的化学反应方程式。2．利用比较、讨论的方法，使学生初步掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、实验装置和收集方法。3．了解实验室制取气体的设计思路和方法，能利用课堂资料设计实验方案。4．通过对二氧化碳制取的方案探究，提高学生收集、加工简单信息的能力，培养学生的分析评价能力。重点：二氧化碳的实验室制法。难点：实验室制取二氧化碳装置的选择。教师准备教学课件；学生预习背默手册。(赠送)一、情景导入你知道吗？植物的生长既离不开阳光和水，也离不开二氧化碳。如果二氧化碳的浓度过低，将严重地抑制植物的生长发育。在前面章节的学习中，我们已经在实验室里成功地制取了氧气，那么，在实验室里如何制取二氧化碳呢？二、合作探究二氧化碳制取的原理请同学们列举所知道的能生成二氧化碳的反应，并用化学方程式表示，然后讨论这些反应能否用于实验室制取二氧化碳。【归纳总结】①木炭在氧气中燃烧：C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2；②石灰石高温分解：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑；③木炭还原氧化铜：C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑等。这些反应都能生成二氧化碳，但操作较复杂，产生的二氧化碳不便收集，所以这些反应均不能用于实验室制取二氧化碳。【讨论交流】实验室有以下几种药品：石灰石(主要成分是CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。利用这几种药品探讨实验室制取CO2的方法。【演示实验】适时指导学生观察并记录实验现象。实验编号药品实验现象实验1碳酸钠和稀盐酸有大量气泡产生，反应很剧烈实验2石灰石和稀硫酸开始反应时有气泡产生，反应一会儿后不再产生气泡实验3石灰石和稀盐酸有气泡产生，反应速率适中【提出问题】上述三个实验中，哪一个比较适合在实验室里制取CO2？为什么？【归纳总结】(1)实验3反应速率比较适中，适合实验室制取CO2。实验1反应剧烈，不便于气体的收集；实验2的反应很快就停止了，收集到的CO2量少。(2)实验室常用石灰石或大理石(主要成分均是CaCO3)与稀盐酸反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。【拓展延伸】(1)不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石(或石灰石)反应生成微溶于水的硫酸钙会附着在其表面，阻止反应的继续进行。(2)不能选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致制得的CO2不纯。制取装置的选择【提出问题】通过实验室制取氧气和二氧化碳方法的学习，我们知道制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实验室制取氧气和二氧化碳方法的学习总结选择发生装置和收集装置时需要考虑哪些因素？(引导学生阅读教材第146～147页“探究”的相关内容并归纳总结)【归纳总结】eq\a\vs4\al(气体发生装置)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(反应物的状态\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固体和固体反应,固体和液体反应,液体和液体反应,……)),反应条件（是否需要加热、加催化剂等）))eq\a\vs4\al(气体收集装置)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(排空气法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(密度比空气大——向上排空气法,密度比空气小——向下排空气法)),排水法（不易溶于水、不与水发生反应）))【提出问题】制取二氧化碳的发生装置和收集装置如何选择？【归纳总结】大理石(或石灰石)是块状固体，稀盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，由此可知，在实验室制取二氧化碳可选择类似于分解过氧化氢制氧气的发生装置。因二氧化碳可溶于水并能与水发生反应，故不宜用排水法收集。二氧化碳的密度比空气大，所以用向上排空气法收集。【说明】(1)加入药品时，应先加固体药品后加液体药品。(2)长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗处逸出。二氧化碳的检验和验满【提出问题】用集气瓶收集反应生成的气体，如何检验生成的气体是二氧化碳？如何证明集气瓶中已集满了二氧化碳？(引导学生阅读教材第149页的相关内容并进行归纳总结)【归纳总结】(1)检验方法：将生成气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成的气体是CO2。(2)验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明CO2已收集满。eq\o(\s\up7(),\s\do5(检验二氧化碳))eq\o(\s\up7(),\s\do5(验满))【讨论交流】通过学习，讨论归纳实验室制取气体的一般思路和方法。课题3二氧化碳的实验室制取一、药品及反应原理药品：大理石(或石灰石)和稀盐酸。反应原理：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑二、装置的确定发生装置eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(反应物的状态,反应条件))收集装置eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(排空气法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(向上排空气,向下排空气)),排水法))完成课件中随堂练习。1．探究重在过程、思路和方法本节课主要是让学生探究实验室中制取二氧化碳的装置，在探究过程中了解实验室中选择制取气体的装置(包括发生装置和收集装置)时应考虑的因素，如反应物的状态、反应条件、所要制取的气体的性质等等。因此，探究的重点是让学生参与设计制取二氧化碳装置的过程，以及了解实验室中制取气体装置的思路和方法。2．探究要体现开放性教学时，可以将学生分成几组，每组学生通过讨论、合作来组装一套制取二氧化碳的装置(可以不局限在教材中所列的仪器上)，然后在教师指导下，组与组之间互相讨论装置的优缺点。教材中列出了一种制取二氧化碳的装置，目的是保证制取装置学习的落实，教学时切不可将它作为唯一的、标准的装置，要鼓励学生创新，鼓励学生利用代用品来设计装置。课后知能演练基础巩固1.如图所示,实验室制取二氧化碳的部分操作中错误的是()。2.下列不属于实验室制取气体的一般思路和方法的是()。A.确定所制气体的反应原理 B.选择适合制取该气体的实验装置C.明确验证所制得气体的方法 D.研究如何使用制得的气体3.(2023·四川内江中考)下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置,请回答有关问题。(1)写出图中标注仪器的名称:①;②。

(2)实验室选用装置BD组合制取并收集氧气,其反应的化学方程式为;当D中集气瓶里的水排完后,在水里用玻璃片(填“磨砂”或“光滑”)一面盖住集气瓶口,将集气瓶移出水面,(填“正放”或“倒放”)在桌面上。

(3)用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气,可选装置和装置E,验满的方法是。

(4)实验室若用装置C制取二氧化碳,加盐酸时液面高度至少应该在(填“a”或“b”)处以上;检验二氧化碳时,将气体通入澄清石灰水的化学方程式为。能力提升4.(2023·四川凉山中考改编)右图为实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答问题。(1)请写出实验室选用装置A制取O2的化学方程式:。

(2)用装置C收集CO2,应从装置C的(填“m”或“n”)端口通入CO2。

(3)乙炔是一种无色、无臭、密度比空气的密度略小、难溶于水的气体。实验室常用电石与饱和食盐水制取乙炔,该反应的原理是固体电石(CaC2)与饱和食盐水中的水剧烈反应生成乙炔(C2H2)气体和氢氧化钙,请写出该反应的化学方程式:。若用装置B制取乙炔,为控制反应速率,需要对装置B的改进是。思维拓展5.化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。下图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。(已知:浓硫酸具有吸水性,可用来干燥氧气)(1)标号①的仪器名称是。

(2)你认为选用B作发生装置,优点是;请指出装置C中存在的一处错误:。

(3)改进上述装置图中存在的错误,并以过氧化氢溶液为原料,在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置,连接仪器后,先,再装入试剂,进行实验。

①所选装置的连接顺序为(从左到右填写装置字母)。

②上述方法制取氧气的化学方程式为。

③若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集难溶于水的气体时,气体从(填“a”或“b”)端通入。

(4)甲烷(CH4)是一种密度比空气的密度小、难溶于水的气体,实验室常用加热无水醋酸钠与氢氧化钠的固体混合物来制取。实验室制取甲烷应选用的发生、收集装置是(填字母)。

答案：课后知能演练1.B解析:检查装置气密性的方法为连接仪器,将导管浸入水中,用手握住试管,若气密性良好,则烧杯中的导管口会有气泡冒出,A项正确;取用块状试剂应将试管横放,将试剂放在试管口,之后将试管缓慢竖立起来,题图操作块状试剂会打破试管底部,B项错误;取用液体试剂应将瓶塞倒放于实验台上,试管倾斜,试剂瓶标签朝向手心,倾倒时试剂瓶口紧挨试管口,C项正确;由于二氧化碳的密度比空气的密度大,则应用向上排空气法收集,收集时导管应伸入集气瓶底,D项正确。2.D解析:实验室制取气体的一般思路和方法包括选择方法和原理,选定合适的实验装置,安排合理的实验步骤,明确验证所制得气体的方法,不包括研究如何使用制得的气体,故选D。3.(1)锥形瓶水槽(2)2H2O22H2O+O2↑磨砂正放(3)A将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则已经集满(4)aCO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O解析:(1)由题图可知,仪器①为锥形瓶;仪器②为水槽;(2)B装置适用于固液不加热反应制取气体,适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气,该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;当D中集气瓶里的水排完后,在水里用玻璃片磨砂一面盖住集气瓶口;氧气的密度比空气的密度大,将集气瓶移出水面,正放在实验台上;(3)用加热高锰酸钾固体的方法制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A;氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明已经集满;(4)实验室若用装置C制取二氧化碳,加盐酸时液面高度至少应该在a处以上,这样可以形成液封,防止反应生成的气体从长颈漏斗下端逸出;检验二氧化碳时,将二氧化碳通入澄清石灰水,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O。4.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2)m(3)CaC2+2H2OC2H2↑+Ca(OH)2将长颈漏斗更换成分液漏斗或注射器解析:(1)装置A属于固体加热型,且试管口有一团棉花,所以是加热高锰酸钾制氧气,同时生成锰酸钾和二氧化锰,化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(2)CO2的密度比空气的密度大,因此用装置C收集CO2,应从装置C的m端口通入CO2。(3)实验室制取乙炔的反应实质是电石与饱和食盐水中的水发生了化学反应,生成乙炔的同时还生成了氢氧化钙,该反应的化学方程式为CaC2+2H2OC2H2↑+Ca(OH)2;若用装置B制取乙炔,为控制反应速率,需要对装置B的改进是将长颈漏斗更换成分液漏斗或注射器。5.(1)集气瓶(2)可控制反应的速率长颈漏斗未伸入液面以下(3)检查装置的气密性①CGD或BGD②2H2O22H2O+O2↑③b(4)A、F(或A、E)解析:(1)标号①的仪器名称是集气瓶;(2)选用B作发生装置,可以通过控制加入的液体量来控制反应的速率;长颈漏斗应伸入液面以下,防止气体从长颈漏斗下端逸出;(3)为了防止装置漏气,按照要求选择实验装置,连接仪器后,先检查装置的气密性,再装入试剂,进行实验;①以过氧化氢溶液为原料制取氧气,反应物是固体和液体,反应条件是常温,则选B或C固液常温型装置,浓硫酸具有吸水性