《二氧化碳的实验室制取与性质》教案

《二氧化碳的实验室制取与性质》教案1．练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体，培养学生的动手能力。2．加深对二氧化碳性质的认识。3．让学生通过实验探究、讨论、阅读等探究式学习，从“发现问题——提出假设——设计实验——分析解释收集到的信息——得出结论”整个过程中，充分体会科学探究的过程，使学生逐渐形成科学的学习方法。4．通过探究活动，培养学生求实、创新、严谨、合作的科学品质和集体协作的团队精神。重点：二氧化碳的实验室制法和二氧化碳的性质。难点：实验操作过程中的注意事项。教师准备教学课件；学生预习背默手册。(赠送)一、情景导入前面几节课中我们学习了二氧化碳的制取与二氧化碳的性质，请同学们回忆一下，实验室制取二氧化碳的实验药品是什么？实验原理是什么？教师请学生回答并板演。二、合作探究制取二氧化碳【提出问题】实验室制取二氧化碳的反应原理是什么？确定气体发生装置和收集装置应考虑哪些因素？【归纳总结】(1)实验室制取二氧化碳所用的药品是大理石(或石灰石)和稀盐酸，反应原理为CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。(2)气体发生装置的选择主要取决于反应物的状态及反应条件，收集装置的选择主要取决于气体的密度及溶解性。【过渡】今天我们将在实验室自己动手制取二氧化碳并验证其性质。请同学们以小组为单位，利用实验桌上提供的药品和仪器组装实验室制取二氧化碳的装置。【归纳总结】小组展示组装的装置。【提出问题】组装了实验室制取二氧化碳的装置后，接下来该如何制取二氧化碳呢？(小组讨论制取二氧化碳的步骤)【归纳总结】实验室制取二氧化碳的步骤可简单概括为“连→检→装→注→集→验”，即：①按实验要求连接、装配好仪器；②检查装置的气密性；③装入块状大理石(或石灰石)；④注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥检验气体是否收集满。【说明】实验中的注意事项：①导管伸入试管内不宜过长，稍露出橡胶塞即可。②装入药品时，应先加固体药品，后加液体药品。③收集二氧化碳应选用向上排空气法，且收集时导管应伸入集气瓶的底部，以便排尽空气。【提出问题】如何检验收集到的气体是二氧化碳？又如何证明二氧化碳已经收集满了？【归纳总结】(1)检验方法：将反应生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则说明是二氧化碳。(2)验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满。二氧化碳的性质【过渡】利用收集的二氧化碳进行二氧化碳的性质实验。【进行实验】实验(1)。【实验记录】燃着的蜡烛熄灭。【归纳总结】二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大。【进行实验】实验(2)。eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al((Ⅰ)向蒸馏水中滴入石蕊溶液)))eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al((Ⅱ)向其中一支试管中通入二氧化碳)))eq\o(\s\up7(),\s\do5(\a\vs4\al((Ⅲ)将通入二氧化碳的试管加热)))【实验记录】向其中一支试管中通入二氧化碳，溶液由紫色变为红色；将通入二氧化碳的试管加热，溶液由红色变为紫色。【归纳总结】二氧化碳能与水反应生成使紫色石蕊溶液变红的碳酸，反应的化学方程式：CO2＋H2O=H2CO3；碳酸不稳定，易分解，反应的化学方程式：H2CO3=H2O＋CO2↑。【进行实验】实验(3)。eq\o(\s\up7(),\s\do5(将二氧化碳通入澄清石灰水中))【实验记录】澄清石灰水变浑浊。【归纳总结】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O。实验活动3二氧化碳的实验室制取与性质一、实验室制取二氧化碳收集、检验、验满、存放CO2的方法。二、二氧化碳的性质1．二氧化碳既不燃烧，也不支持燃烧。2．二氧化碳能溶于水，能与水反应：CO2＋H2O=H2CO3；碳酸不稳定易分解：H2CO3=CO2↑＋H2O。3．Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O。完成课件中随堂练习。本实验活动的重点是指导学生掌握制取气体时实验仪器和收集方法的选择，同时让学生通过亲自实验，在实际操作中加深对CO2制取及CO2性质的认识。教学时，可以将学生分成几组，每组学生通过讨论、合作来制取二氧化碳并验证二氧化碳的性质，教师要巡视指导学生规范操作，鼓励学生提出问题并质疑，协助学生归纳、总结实验重、难点及注意事项。不足之处是个别学生会在小组中不与同学合作实验，造成本节实验没有完成。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,可以干燥氧气,则选装置G,氧气的密度比空气的密度大,应采用向上排