第六单元实验活动3二氧化碳的实验室制取与性质课件2026-2027学年九年级化学人教版上册

实验活动3：二氧化碳的实验室制取与性质人教版九年级化学上册·第六单元奇妙的二氧化碳之旅梦幻舞台的“仙气”干冰（固态CO₂）升华吸热，让空气迅速降温，水蒸气凝结成小水滴，从而营造出缥缈的云雾效果。植物的“生长助推器”它是光合作用的关键原料，在温室中适量施用，如同给植物施肥，能显著提升作物的产量和品质。气候变化的“信号灯”过量排放会加剧温室效应，导致全球气温升高，引发冰川消融、海平面上升，威胁着全球生态平衡。从让饮料充满气泡的“快乐因子”，到舞台上如梦似幻的“造雾大师”，再到关乎地球冷暖的重要角色，二氧化碳既普通又神奇。那么，在实验室里，我们究竟该如何制取它？它又有着怎样独特的“脾气秉性”？今天，就让我们亲手探索！选择最佳反应：寻找制取CO₂的理想方案01核心方案：实验室制取首选药品：大理石（或石灰石，CaCO₃）+稀盐酸（HCl）

方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑反应特点：属于固液常温型反应，无需加热条件。生成的二氧化碳密度比空气大且能溶于水，因此实验中通常采用“向上排空气法”进行收集。❌为何不用稀硫酸？反应生成的硫酸钙(CaSO₄)是微溶物，会在大理石表面形成一层致密的薄膜，像保护层一样阻碍酸液与内部碳酸钙继续接触，导致反应进行片刻后就自动停止，无法持续制取气体。❌为何不用碳酸钠？碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸接触面积大，反应速率极快，瞬间产生大量气泡，反应过于剧烈且难以控制。这不仅给实验操作带来安全隐患，也无法平稳地收集到纯净的二氧化碳气体。最终结论大理石（块状固体）与稀盐酸的组合是实验室制取二氧化碳的最优解：二者反应速率适中且稳定，既能持续平稳地产生气体，又便于实验操作、控制反应进程及气体收集，是兼顾安全性与实用性的经典选择。工欲善其事，必先利其器实验室常用化学仪器实景展示01核心实验药品反应试剂：大理石（或石灰石，主要成分CaCO₃）、稀盐酸

检验用品：澄清石灰水（检验CO₂）、紫色石蕊溶液（测酸碱性）

辅助：蒸馏水（用于装置润湿或清洗）02关键仪器与装置发生装置：锥形瓶（反应容器）、长颈漏斗（添加液体）、双孔橡胶塞及导管

收集装置：集气瓶、玻璃片（因CO₂密度比空气大，采用向上排空气法）

其他工具：烧杯（用于气体检验）、镊子（取用固体）、火柴（验满）装置设计与选择：搭建我们的“气体工厂”图示为实验室制取二氧化碳的经典装置，直观展示了固液反应与气体收集的全过程。01发生装置：固液不加热型选择依据：反应物为固体（大理石）和液体（稀盐酸），反应条件为常温，无需加热。核心要点：长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成“液封”，防止生成的气体从漏斗口逸出。02收集装置：向上排空气法选择依据：二氧化碳密度比空气大，且能溶于水并与水发生反应，因此不能使用排水法。核心要点：导气管必须伸到集气瓶底部，以确保将瓶内的空气彻底排出，收集到纯净的气体。步步为营：实验操作详解（一）01查·检查装置气密性操作要点：将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，观察导管口是否有气泡冒出；松开手后，若导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。核心原理：利用气体“热胀冷缩”的物理性质，通过手温使容器内气体受热膨胀，从而产生压强差进行检验。02装·装入实验药品操作顺序：严格遵循“先固后液”原则。先用镊子夹取大理石（或石灰石），再向容器中加入稀盐酸。安全提示：放入固体时，需倾斜容器让固体缓缓滑入底部，切勿直接投入，以防砸破玻璃容器底部。步步为营：实验操作详解（二）03定·固定装置将装有药品的反应容器稳固固定在铁架台上。若使用试管，铁夹应夹在距管口约1/3处，确保装置竖直平稳，防止因倾斜导致液体泄漏或反应中断，为实验安全提供保障。04加·添加液体通过长颈漏斗缓慢注入稀盐酸，可见大理石表面迅速产生大量气泡。

关键细节：酸液需完全浸没漏斗下端管口形成“液封”，这是防止生成的二氧化碳从漏斗逸出的必要操作。05收·收集气体采用向上排空气法收集，导管需伸入集气瓶底部以彻底排尽瓶内空气。

最佳时机：必须待导管口气泡连续且均匀冒出时再开始收集，以此确保获得高纯度的二氧化碳气体。💡实验锦囊：装置稳固是基础，液封操作是关键，耐心等待气泡均匀是收集纯净气体的秘诀。如何证明我们得到的是CO₂？如何知道它已满？01检验(Verification)🎯目的：确认集气瓶内的气体是否为二氧化碳。🔬方法：向瓶内倒入少量澄清石灰水，轻轻振荡。✨现象：澄清石灰水变浑浊（产生白色碳酸钙沉淀）。⚗️原理：CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O02验满(CheckforFullness)🎯目的：确认瓶内的二氧化碳是否已经收集满。🔥方法：将燃着的木条放在集气瓶口部（注意：切勿伸入瓶内）。✨现象：瓶口的燃着木条立即熄灭。🚫易错警示：不能将木条伸入瓶内检验，也不可使用带火星的木条。💡核心区别：检验是“鉴定身份”，需伸入瓶内用石灰水；验满是“确认数量”，只需放在瓶口用燃着木条。CO₂的“外貌”与“体重”：物理性质探究01.基础感官性质：在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，是空气的重要组成成分之一，在常温常压下呈气态。02.密度比空气大实验现象：下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭。

实验结论：CO₂密度比空气大，且不燃烧、不支持燃烧。💡应用启示：利用其密度大的特点，可用于灭火（覆盖燃烧物隔绝空气）。03.能溶于水实验现象：向瓶内加水振荡后，软塑料瓶向内变瘪。

实验结论：CO₂能溶于水，使瓶内气压减小。💡生活应用：碳酸饮料的制作正是利用了这一溶解性（生成碳酸）。CO₂的“化学性格”：化学性质探究图示：向紫色石蕊溶液中通入CO₂的实验过程。

直观展现了二氧化碳与水反应生成碳酸后，

溶液由紫变红的明显现象。01.与水反应：生成碳酸（酸性特征）现象：紫色石蕊溶液变为红色。

本质：二氧化碳溶于水生成碳酸（弱酸），碳酸使指示剂变色。反应式：CO₂+H₂O=H₂CO₃（碳酸不稳定，易分解为CO₂↑+H₂O）02.与澄清石灰水反应：检验CO₂的“金标准”原理：使澄清石灰水变浑浊（生成白色碳酸钙沉淀），是实验室检验二氧化碳的唯一标准方法。

生活应用：解释石灰水瓶壁的白膜、石灰浆刷墙后变硬“出汗”等常见现象。安全规范，实验保障识别危险标识，时刻保持警惕01操作防护安全稀盐酸具有强腐蚀性，严禁接触皮肤与衣物；实验全程必须佩戴护目镜；向锥形瓶中添加固体药品时动作轻缓，防止容器破裂。02装置搭建规范长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成“液封”，防止生成的气体逸出；导管需伸入集气瓶底部，以排尽空气，保证收集气体的纯度。03药品用量控制药品取用遵循“节约”原则，避免过量导致反应剧烈；严禁使用浓盐酸，因其具有挥发性，会使制得的二氧化碳气体中混入氯化氢杂质。04废液处理环保实验产生的酸性废液严禁直接倒入下水道，以免腐蚀管道；应将废液倒入实验室指定的废液回收缸中，统一进行无害化处理。温馨提示：实验安全是开展科学探究的前提，请严格遵守操作规程，爱护实验器材，保持环境整洁。深入思考，拓展延伸01收集干燥的CO₂？想要收集一瓶绝对干燥的二氧化碳气体，实验装置需要做哪些改进？改进方案：在发生装置和收集装置之间，增加一个洗气装置（如洗气瓶），瓶内盛放浓硫酸。利用浓硫酸的吸水性，除去气体中的水蒸气，即可得到干燥的CO₂。02稀硝酸能否替代？若实验室暂时没有稀盐酸，能否用稀硝酸代替？为什么？可以替代：反应生成的硝酸钙(Ca(NO₃)₂)可溶于水，不会像硫酸钙那样在大理石表面形成难溶的覆盖层，从而避免了反应因覆盖层阻碍接触而停止的问题。03CO₂的“功”与“过”结合二氧化碳的性质，探讨它在生活中的实际用途与潜在危害。用途：灭火（不助燃）、人工降雨（干冰升华）、气体肥料、化工原料。危害：过量排放加剧温室效应；密闭空间浓度过高会导致缺氧窒息。💡化学思考：不仅要掌握实验原理，更要学会根据实际情况灵活变通与安全应用。本节课知识回顾01实验室制法反应原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑关键要点：采用“固液不加热型”发生装置；因密度比空气大且能溶于水，用向上排空气法收集；通入澄清石灰水检验，燃着木条放瓶口验满。02核心性质物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水（可用于制碳酸饮料），固体形态为干冰。化学性质：不燃烧也不支持燃烧；能与水反应生成碳酸；能使澄清石灰水变浑浊（特性反应）。03用途与影响主要用途：用于灭火（利用密度大与不助燃性）；作化工原料制尿素、汽水；作气体肥料，促进植物光合作用。环境影响：含量过高会加剧温室效应，导致全球气候变暖，需倡导低碳生活，减少碳排放。💡总结：从“制法原理”到“性质特点”，再到“实际应用”，构建完整的知识闭环，理解碳循环与环保的重要性。学以致用，巩固新知01基础选择·制取药品题：实验室制取二氧化碳，最适宜的药品组合是？

A.木炭与氧气B.大理石与稀硫酸

C.碳酸钙与稀盐酸(正确)D.碳酸钠与稀盐酸03现象填空·性质探究题：将CO₂通入紫色石蕊试液，试液变为红色，因生成不稳定的碳酸(H₂CO₃)。

受热分解方