二氧化碳的实验室制取与性质 九年级化学沪教版第五章

二氧化碳的实验室制取与性质九年级化学沪教版第五章汇报人：XXXYOUR时间：20XX01实验简介01实验目标

ABCD学生需学会使用石灰石（或大理石）和稀盐酸在常温下反应制取二氧化碳，掌握组装仪器、检查气密性、收集气体等关键操作步骤。要深入理解碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳的化学原理，明白化学反应中各物质的转化关系和离子过程。清楚二氧化碳无色无味、密度比空气大、能溶于水等物理性质，以及不支持燃烧、能使澄清石灰水变浑浊等化学性质。实验过程中要严格遵守安全规则，如戴护目镜、穿实验服、戴手套，缓慢加酸防止喷溅，避免吸入有害气体等。掌握制取方法理解反应原理认识性质特点遵守安全规则实验背景04030201CO2生活应用了解二氧化碳在生活中的广泛应用，如用于灭火器灭火、制作碳酸饮料等，认识其在日常生活中的重要作用。化学实验意义明白化学实验对于学习化学知识的重要性，通过实验能培养观察、分析和解决问题的能力，加深对化学原理的理解。章节内容概述本章节主要围绕二氧化碳的实验室制取与性质展开，包括制取原理、方法、装置，以及其物理和化学性质的探究等内容。预习知识回顾复习相关的化学基础知识，如化学方程式的书写、常见仪器的使用方法等，为实验的顺利进行做好准备。实验重要性1234培养动手能力通过亲自动手组装实验装置、添加反应物、收集气体等操作，提高学生的动手实践能力和实验技能。加深理论理解将理论知识与实验操作相结合，让学生在实践中更好地理解二氧化碳的制取原理和性质特点，强化对知识的掌握。提高安全意识在二氧化碳制取实验中，提高安全意识至关重要。学生要清楚各类化学品的潜在危险，严格遵守操作规范，避免因操作不当引发安全事故，确保自身和他人安全。促进团队合作实验过程中，学生以小组形式合作完成制取与性质实验。大家分工协作，共同解决问题，在互动交流中增进友谊，提升团队协作能力和沟通技巧。实验预习复习化学公式复习与二氧化碳制取相关的化学公式，如碳酸钙与盐酸反应的化学方程式。通过复习，加深对化学反应本质的理解，为准确书写和运用公式奠定坚实基础。了解器材用途学生需详细了解实验中各类器材的用途，如反应容器、导气管、收集瓶等。清楚它们在实验中的作用，才能正确操作，确保实验顺利进行。预习操作流程预习二氧化碳制取的操作流程，包括准备反应物、设置装置、开始反应、收集气体等步骤。熟悉流程可使实验更有序，提高实验效率和成功率。思考潜在问题思考实验中可能出现的潜在问题，如反应太慢、气体泄漏等。提前思考应对策略，能在遇到问题时迅速解决，保障实验的正常进行。01制取原理02化学反应基础

碳酸钙与酸发生反应是制取二氧化碳的基础。在实验室中，常用盐酸与碳酸钙反应，二者相互作用会引发一系列化学变化，是生成二氧化碳的关键反应。碳酸钙酸反应该反应生成气体的原理是碳酸钙在酸的作用下，碳酸根离子与氢离子结合，形成碳酸，碳酸不稳定分解为二氧化碳和水，从而产生气体。生成气体原理碳酸钙与盐酸反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl==CaCl₂+CO₂↑+H₂O。准确书写和理解该方程式，有助于把握反应的物质变化和定量关系。化学方程式碳酸钙与盐酸的反应在常温下即可进行，无需特殊的温度、压力等条件。温和的反应条件使实验操作更简便，易于在实验室实现。反应条件1234反应物选择

ABCD实验室制取二氧化碳常用稀盐酸，它能与大理石有效反应生成二氧化碳。稀盐酸价格实惠、来源广泛，且反应速率适中，便于控制气体产生。固体大理石主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应能稳定产生二氧化碳。其块状形态使反应易于控制，且来源丰富、成本较低，是制取二氧化碳的理想固体选择。除了大理石和稀盐酸，石灰石可替代大理石，稀硫酸在特定条件下也能尝试替代稀盐酸。但要注意替代材料可能影响反应速率和气体纯度。使用盐酸和大理石制取二氧化碳时，要注意盐酸的浓度，避免过浓产生挥发杂质。同时，固体要确保纯度，防止杂质影响反应和气体质量。常用酸盐酸固体大理石替代材料注意事项反应机制04030201离子过程在制取二氧化碳的反应中，碳酸钙中的碳酸根离子与盐酸中的氢离子结合，形成碳酸，碳酸不稳定分解为二氧化碳和水，这是离子层面的反应过程。速率影响因素反应速率受盐酸浓度、大理石颗粒大小、温度等因素影响。盐酸浓度越高、大理石颗粒越小、温度越高，反应速率通常越快，但也需考虑副反应等问题。速度控制方法可通过控制盐酸的滴加速度、调节大理石的颗粒大小来控制反应速度。缓慢滴加盐酸、使用较大颗粒的大理石能使反应平稳进行。实验优化点优化实验可从选择更合适的反应物比例、改进装置气密性等方面入手，以提高二氧化碳的制取效率和纯度，减少杂质产生。理论依据1234气体定律根据气体定律，二氧化碳的收集利用了其密度比空气大的特点，采用向上排空气法。在相同条件下，气体的体积与物质的量成正比。酸碱中和制取二氧化碳的反应本质上涉及酸碱中和原理，盐酸是酸，碳酸钙可看作弱酸盐，二者反应生成盐、水和二氧化碳。验证实验可通过多种方式验证二氧化碳制取原理，将生成气体通入澄清石灰水，变浑浊则证明是二氧化碳；还能用燃着木条靠近集气瓶，熄灭则为二氧化碳。化学平衡碳酸钙与盐酸反应存在化学平衡，当达到平衡时，正逆反应速率相等。反应条件改变会使平衡移动，进而影响气体生成量。01制取方法03制取步骤概述准备反应物准确选用大理石和稀盐酸，用天平称取适量大理石，用量筒量取一定体积稀盐酸，确保二者用量精准且比例合适。设置装置先把导管连接到反应容器，再将反应容器固定在铁架台上，接着把收集瓶放置好，连接好导管与收集瓶，检查装置气密性。开始反应将稀盐酸缓慢倒入装有大理石的反应容器，立刻塞紧橡胶塞。反应迅速开始，要密切关注反应速率与气体产生情况。收集气体采用向上排空气法收集，把导管伸入集气瓶底部，待一段时间后，用燃着木条放瓶口验满，熄灭则已集满，然后盖上玻璃片。详细操作指南

使用天平准确称量大理石质量，操作时要注意天平的调平与砝码的取用，确保称量的大理石质量符合实验要求。称量固体用量筒量取适量稀盐酸，沿反应容器壁缓慢倒入，防止酸液溅出。倾倒过程中要控制速度和量。加入酸液可通过调节酸液滴加速度来控制流量，如使用分液漏斗。注意观察反应速率变化，防止反应过快或过慢。控制流量密切留意反应容器内的现象，如大理石表面产生气泡的速率、溶液的变化，同时观察收集过程中气体的情况。观察现象1234方法变体

ABCD在二氧化碳制取中，除常用稀盐酸外，还可考虑其他酸。如稀硫酸，但其与碳酸钙反应会生成微溶硫酸钙阻碍反应。硝酸有强氧化性，可能产生杂质气体，使用时需综合考量。制取二氧化碳，常用大理石或石灰石，主要成分碳酸钙。也可用碳酸钠粉末，但反应速率过快难控制。选择时要考虑反应速率、成本及获取难易等因素。因二氧化碳密度比空气大且能溶于水，常用向上排空气法。也可考虑排饱和碳酸氢钠溶液法，能减少二氧化碳溶解损失，还可除去氯化氢等杂质。不同酸和固体组合制取效率有差异。稀盐酸与大理石组合反应速率适中，便于收集。若用碳酸钠和稀硫酸，反应极快但难控制。需根据实验需求选高效组合。不同酸使用固体选择收集方式效率比较常见问题04030201反应太慢反应太慢可能是酸浓度低、固体颗粒大或温度低。酸浓度低使氢离子少，反应动力不足；固体颗粒大则接触面积小；温度低会降低反应速率。气体泄漏气体泄漏可能是装置连接不紧密、橡胶塞老化或导气管破损。连接不紧密处易逸出气体，老化橡胶塞密封性差，破损导气管会使气体外漏。杂质问题杂质问题可能源于酸的挥发性、固体不纯或反应副产物。如浓盐酸易挥发使二氧化碳含氯化氢，固体含杂质会产生其他气体，副反应也会生成杂质。解决方法针对反应慢可提高酸浓度、粉碎固体或适当加热；防气体泄漏要检查并重新连接装置、更换橡胶塞或导气管；除杂质可用饱和碳酸氢钠溶液除氯化氢。01实验装置04装置组成1234反应容器反应容器是发生反应的场所，常用锥形瓶、广口瓶等。要考虑其容积大小、耐腐蚀性和密封性，确保能安全容纳反应物并顺利进行反应。导气管导气管用于导出气体，应选择管径合适、内壁光滑的。要保证连接紧密，防止气体泄漏，且长度适中，便于气体顺利导出到收集装置。收集瓶收集瓶是实验室制取二氧化碳时用于容纳气体的关键容器，通常选用集气瓶。因其密度大于空气，多采用向上排空气法收集，收集时需用玻璃片盖住瓶口，减少气体逸出。安全设备安全设备在二氧化碳制取实验中不可或缺，包括护目镜、实验服、手套等。护目镜可防液体飞溅伤眼，实验服能避免化学试剂沾染衣物，手套则保护手部免受腐蚀。装置图解析示意图展示示意图能清晰呈现二氧化碳制取装置的全貌，涵盖反应容器、导气管、收集瓶等部分。通过示意图，学生可直观了解各仪器的位置与连接方式，为实际操作提供参考。功能说明反应容器用于发生碳酸钙与盐酸的反应以产生二氧化碳；导气管负责将气体从反应容器引导至收集瓶；收集瓶收集并储存生成的气体；安全设备保障实验人员的安全。连接方式连接时，先将导气管一端与反应容器的橡胶塞紧密相连，确保密封。再把导气管另一端插入收集瓶，深入瓶底，以便将空气充分排出，使用乳胶管连接各部件可增强密封性。密封检查密封检查是实验前的重要步骤。可将装置连接好后，把导气管一端放入水中，用手紧握反应容器外壁。若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好；反之，则需检查并重新连接。组装步骤

准备器材要依据实验方案进行，包括反应容器如锥形瓶或广口瓶、各种规格的导气管、合适的收集瓶、橡胶塞，以及护目镜、实验服、手套等安全设备，确保器材齐全无损。准备器材连接管道时，动作要轻柔，防止损坏仪器。先在导气管连接部位涂抹凡士林增强密封性，再依次将导气管与各仪器连接，注意使管道通畅，无弯折或堵塞。连接管道固定装置可借助铁架台和铁夹。将反应容器固定在铁架台上合适位置，高度适中，方便操作和观察反应。同时，确保导气管和收集瓶放置平稳，避免实验过程中发生晃动。固定装置测试气密是保证实验成功的关键。按密封检查方法操作，若观察到导管口有连续气泡冒出，方可进行后续实验。若气密性不佳，需排查问题并解决后再测试。测试气密1234维护清洁

ABCD实验结束后，需将剩余的反应物进行分离处理。将未反应完的固体与液体分离，液体倒入指定的废液缸，固体回收或妥善处理，防止对环境造成污染。先用清水冲洗实验装置，去除表面的杂质和残留反应物。对于顽固污渍，可使用适量的稀酸或洗涤剂进行清洗，再用清水反复冲洗干净，确保无残留。实验装置应存放在干燥、通风的地方，避免潮湿环境导致生锈或损坏。将各个部件分类存放，便于下次使用时快速找到，同时要注意防止碰撞和挤压。定期对实验装置进行全面检查，查看是否有损坏、老化的部件。检查连接部位是否紧密，确保装置的气密性良好。对于有问题的部件及时更换或维修。使用后处理清洗方法存储要求定期检查01性质分析05物理性质04030201无色无味二氧化碳在常温常压下是一种无色无味的气体，我们无法通过肉眼直接观察到它的存在，也不能依靠嗅觉感知。这一特性使得在实验中需要借助其他方法来检测它。密度较大二氧化碳的密度比空气大，在相同条件下，它会下沉。这一性质决定了在收集二氧化碳时可采用向上排空气法，让二氧化碳聚集在集气瓶底部，将空气排出。溶于水二氧化碳能溶于水，在通常状况下，1体积的水大约能溶解1体积的二氧化碳。增大压强会溶解得更多，生产汽水等碳酸型饮料就是利用了这一性质。固体干冰固态的二氧化碳叫做干冰，干冰升华时会吸收大量的热。在生活中，干冰常被用作制冷剂，也可用于人工降雨等，利用其升华吸热的特性来实现不同的应用。化学性质1234不支持燃烧一般情况下，二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。在实验中，将燃烧的木条放入充满二氧化碳的集气瓶中，木条会立即熄灭，这一性质使它可用于灭火。石灰水反应二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙发生化学反应，生成白色的碳酸钙沉淀。将二氧化碳通入澄清石灰水，石灰水会变浑浊，这是检验二氧化碳的常用方法。酸性特性二氧化碳溶于水会生成碳酸，使溶液呈酸性。可通过紫色石蕊试液变红来验证，其酸性虽弱，但在一些化学反应和自然现象中有着重要作用。参与光合二氧化碳是光合作用的重要原料，绿色植物在光照和叶绿素的作用下，将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气，这对维持地球的碳氧平衡至关重要。实验验证熄灭蜡烛将二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，蜡烛会熄灭。这直观地证明了二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大的性质。澄清实验把二氧化碳通入澄清石灰水中，石灰水会变浑浊，这是因为生成了碳酸钙沉淀。该实验是检验二氧化碳的经典方法。pH测试用pH试纸或pH计测定溶有二氧化碳的水溶液的pH值，会发现其pH小于7，说明溶液呈酸性，进一步验证了二氧化碳的酸性特性。其他检验除了常见方法，还可以利用二氧化碳能使湿润的蓝色石蕊试纸变红等方法检验，这些方法从不同角度验证了二氧化碳的性质。实际应用

二氧化碳灭火器利用了二氧化碳不支持燃烧且密度比空气大的性质，灭火时能覆盖在可燃物表面，隔绝空气，从而达到灭火的目的。灭火器在碳酸饮料生产中，将二氧化碳加压溶解在水中，当打开瓶盖时，压强减小，二氧化碳逸出形成气泡，赋予饮料独特口感。碳酸饮料在工业上，二氧化碳可用于制造纯碱、尿素等化工产品，还可作为焊接保护气，在食品冷冻、冷藏等方面也有广泛应用。工业用途二氧化碳含量过多会导致温室效应，使全球气候变暖，引发冰川融化、海平面上升等问题，但它也是光合作用的原料，对生态系统有重要意义。环境影响123401操作步骤06准备阶段

ABCD学生应穿戴好专业的护目镜，防止酸液溅入眼睛造成伤害；穿上实验服，避免试剂沾染衣物；戴上手套，保护手部皮肤，同时要确保实验室通风良好。仔细检查反应容器是否有破损，导气管连接是否紧密，收集瓶是否洁净干燥，安全设备如灭火器等是否能正常使用，确保设备无误方可进行实验。准备好适量的稀盐酸和大理石（或石灰石），检查试剂的纯度和浓度是否符合要求，将试剂放置在便于取用的位置，同时注意试剂的保存条件。提前准备好实验记录表格，记录实验开始的时间、环境温度和湿度等数据，为后续实验过程中的观察和分析提供基础信息。穿戴防护检查设备准备试剂记录数据制取过程04030201加入反应物先将称量好的大理石小心放入反应容器中，再缓慢加入稀盐酸，加入过程中要注意观察反应容器内的情况，避免反应物溢出。控制反应通过调节酸液的滴加速度来控制反应速率，若反应过快可减缓滴加速度，若反应过慢则适当加快，同时密切关注反应的剧烈程度。收集气体采用向上排空气法收集二氧化碳，将导气管伸入收集瓶底部，确保将空气完全排出，当集气瓶口有气体逸出时，表明气体已收集满。观察记录仔细观察反应过程中产生气泡的速率、溶液的变化等现象，并及时记录下来，同时记录收集气体所用的时间和收集到的气体体积。性质测试1234测试密度将收集到的二氧化碳气体缓慢倒入一个平衡的天平一侧的容器中，观察天平的倾斜情况，以此来判断二氧化碳的密度比空气大。检验燃烧将燃着的木条伸入收集有二氧化碳的集气瓶中，若木条立即熄灭，则证明二氧化碳不支持燃烧，记录实验现象和结果。石灰水实验将收集好的二氧化碳气体通入澄清石灰水中，仔细观察石灰水的变化。会发现石灰水逐渐变浑浊，这是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀。通过该实验可验证二氧化碳的这一重要化学性质。其他测试除了前面的实验，还可以进行一些其他测试。比如测试二氧化碳的溶解性，将二氧化碳通入水中一段时间后，用pH试纸检测溶液酸碱度变化；也可将点燃镁条伸入二氧化碳集气瓶中，观察镁条能否继续燃烧。结束步骤停止反应当二氧化碳收集量达到所需时，应及时停止反应。可先将导管从集气瓶中取出，防止液体倒吸，然后关闭分液漏斗活塞，停止酸液滴入，让反应逐渐停止。清理现场实验结束后，要认真清理现场。将实验仪器摆放整齐，擦拭实验台，检查电源是否关闭。把使用过的器材归位摆放，保持实验室的整洁有序。处理废物对于实验产生的废物要正确处理。固体残渣放入指定容器，酸性废液要进行中和处理后再排放，避免对环境造成污染，培养良好的环保意识。总结结果对本次实验的结果进行全面总结。回顾实验过程中的关键步骤和现象，分析实验中出现的问题及解决方法，总结成功经验，为今后的实验提供参考。01安全事项07个人防护

在实验过程中，必须佩戴护目镜。护目镜能有效防止酸液溅入眼睛，保护眼睛免受伤害，是保障实验安全的重要防护装备。戴护目镜穿上实验服可以防止实验过程中化学试剂溅到衣服上，避免对衣物造成腐蚀，同时也能减少身体直接接触化学物质的风险。穿实验服佩戴手套能避免手部皮肤直接接触酸液等化学试剂，防止皮肤被腐蚀或过敏，确保手部安全，操作时要选择合适材质的手套。戴手套实验室要保持良好的通风。通风能及时排出实验产生的有害气体，防止有害气体在室内聚集，保障实验人员的呼吸安全和身体健康。注意通风1234化学品安全

ABCD在处理制取二氧化碳所用的酸时，务必小心谨慎。要缓慢倾倒，避免溅出，使用前检查容器是否完好，操作过程中严格按照实验规范进行，防止意外发生。酸具有腐蚀性，在实验中要采取有效措施避免皮肤与之接触。穿戴好防护手套、实验服等，若不慎接触，应立即用大量清水冲洗，并及时就医处理。酸和相关化学试剂需妥善存储。要放在阴凉、干燥、通风的地方，远离火源和易燃物，使用专门的试剂柜分类存放，贴上清晰的标签，防止混淆和意外事故。实验中若发生酸泄漏等意外情况，应立即采取应急措施。如用适量的碱性物质中和，及时清理现场，若有人受伤，要第一时间进行急救并报告老师。酸处理小心避免皮肤接触存储要求应急措施操作安全04030201缓慢加酸向反应容器中加酸时要缓慢进行。这样可以控制反应速率，防止反应过于剧烈导致液体喷溅，同时便于观察反应现象，确保实验安全、顺利地进行。防止喷溅在加酸和反应过程中，要采取措施防止液体喷溅。比如使用合适的仪器，保持稳定的操作姿势，加酸时不要过快过猛，避免因反应剧烈而使液体溅出。检查装置实验前要仔细检查装置的各个部分。查看连接是否紧密，有无破损、漏气等情况，确保装置的气密性良好，以保证实验能够正常进行，收集到纯净的二氧化碳气体。避免吸入在实验过程中，要注意避免吸入二氧化碳和可能产生的有害气体。保持良好的通风环境，操作时不要将鼻子凑近反应容器，防止因吸入过多气体而对身体造成伤害。紧急处理1234溅洒处理若发生酸液溅洒，应立即用大量清水冲洗溅洒部位。如果是在实验台上，用湿布擦拭干净，再用适量的碱性物质中和残留的酸液，确保安全。火灾应对实验中若发生火灾，要保持冷静。立即切断电源，使用灭火器灭火，若火势较大无法控制，应及时撤离现场，并报告老师，采取相应的救援措施。急救步骤若有酸液溅到皮肤，应立即用大量清水冲洗，至少15分钟，然后涂抹适量的弱碱性溶液；若不慎吸入二氧化碳过多导致不适，要迅速转移至通风处，解开衣领，让患者呼吸新鲜空气。报告老师实验过程中一旦出现意外情况，如化学品溅洒、火灾等，无论情况轻重，学生都应第一时间冷静下来，然后尽快向老师报告，详细说明事故的发生情况。01总结与思考08实验总结关键步骤回顾本次实验关键步骤包括准备阶段的检查设备和试剂，制取时按顺序加入反应物并控制反应速率，收集时采用向上排空气法，最后进行二氧化碳性质的各项测试。主要发现通过实验发现，大理石与稀盐酸反应能稳定产生二氧化碳，且二氧化碳密度比空气大、不支持燃烧，能使澄清石灰水变浑浊，还具有一定的酸性。成功因素实验成功得益于实验前充分的准备工作，包括复习知识、准备器材等，操作过程中严格遵守步骤和规范，以及对反应速率和气体收集的有效控制。改进建议可尝试使用不同浓度的酸来探究对反应速率的具体影响，优化收集