人教版化学九年级上册 第六单元 实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质导学案（含答案）

实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质
【学习目标】
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。
2．加深对二氧化碳性质的认识。
【学习重点】
二氧化碳的制取及二氧化碳的性质。
【学习难点】
二氧化碳制取时的注意事项。
学习过程
一、自主学习 新知初探
1.实验准备：
烧杯、集气瓶、量筒、胶头滴管、胶皮管、单孔、双孔橡胶塞各一个、铁架台（带铁夹）、试管、试管夹、玻璃片、大理石（或石灰石）、稀盐酸（1∶2）、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蜡烛、木条、蒸馏水、火柴等。
2. 实验室制取CO2常选用石灰石或大理石和稀盐酸，其反应原理是CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑。
3.制取步骤：（1）连接装置并检查气密性；（2）装药品（先装大理石再倒稀盐酸）；（3）固定装置：把试管固定在铁架台上；（4）收集气体：用向上排空气法收集气体；（5）验满：用一根燃着的木条放在集气瓶口，看是否熄灭；（6）撤装置。
二、提出问题 互动探究
探究点一：制取二氧化碳
（1）实验原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2?。
（2）实验装置：如图1所示（或如图2所示）：
图1 图2
①发生装置：由于该反应是用块状的大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，且不需要加热，其发生装置应选用“固液不加热型”。
②收集装置：CO2能溶于水，且部分与水反应生成碳酸，故不能用排水法收集。因为CO2的密度比空气的密度大，故可用向上排空气法收集。
（3）实验步骤：（简记为“查、装、液、塞、收、验”）①连接仪器，检查装置气密性。a.常用方法：如图3所示，组装好仪器后，先把导气管的一端浸入水里，然后用手掌紧贴容器外壁，如果导气管口有气泡冒出，或者松开手，导气管口浸水的一端形成一段高于水面的水柱，则表明装置气密性良好。夏季气温较高时，可用酒精灯对容器微热。
b.特殊方法：如图4所示，从长颈漏斗中加水，直至将长颈漏斗的下端封闭，然后可以按常规方法检查；或将导管外端胶皮管用弹簧夹夹住，然后向长颈漏斗中加水到一定程度后，如果长颈漏斗中液面下降，则说明气密性不好，如果长颈漏斗中液面不下降，则说明气密性良好。
图3 图4
②装入块状大理石（或石灰石）。
③向试管中加入稀盐酸。
④用带有导管的橡胶塞塞紧试管，导管的另一端伸入集气瓶底部并将反应装置固定好。
⑤用向上排空气法收集气体。
⑥将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条火焰熄灭，证明气体已集满。
探究点二、二氧化碳的性质
（1）把一支短蜡烛固定在烧杯内，点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶，向烧杯内缓慢倾倒二氧化碳，如图所示，观察到燃着的蜡烛熄灭。
（2）向两支试管中分别加入2mL蒸馏水，然后各滴入1~2滴石蕊溶液，观察到试管中的溶液为紫色。将其中一支试管静置，向另一支试管中通入二氧化碳，观察现象，并与静置的试管中溶液的颜色进行对比，发现溶液逐渐变成红色。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热，观察到溶液又由红色逐渐变成紫色。
（3）另取一支试管，向其中注入少量澄清石灰水，然后通入二氧化碳，观察到澄清石灰水变浑浊。
（4）还可利用如图所示装置，向烧杯内倾倒二氧化碳气体，来验证二氧化碳的密度大于空气。
三、总结收获
1.制取二氧化碳
（1）实验原理：CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑?
（2）发生装置：固液不加热型
（3）收集装置：向上排空气法
（4）实验步骤：查、装、液、塞、收、验
（5）验满：将燃着的木条放在集气瓶口，看其是否熄灭
2.二氧化碳的性质CO2+H2O H2CO3
Ca（OH）2+CO2 CaCO3↓+H2O
四、检测反馈
1.下列有关二氧化碳的检验、制备和用途说法正确的是（）
A.干冰用于人工降雨
B.二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变为蓝色
C.用块状石灰石和稀硫酸可以迅速制取大量二氧化碳
D.将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳
2．实验室制备二氧化碳气体的常用方法是( )
A．煅烧石灰石
B．点燃木炭
C．用石灰石与稀盐酸反应
D．木炭与氧化铜反应
3．实验室制取二氧化碳，一定不需要的仪器有( )
A．酒精灯　B．导管　C．带孔橡皮塞　D．试管
4．下列为实验室制备、收集、检验CO2的一系列操作和装置，其中错误的是( )
A．装置甲：加入大理石
B．装置乙：制备二氧化碳
C．装置丙：收集二氧化碳
D．装置丁：二氧化碳验满
5.实验室按图1所示装置制取CO2，并检验CO2的性质。试回答以下问题：
图1
（1）实验开始时，先应检查装置A的_______。
（2）用装置A来制取CO2，所用的药品是______和______（写化学式）。
（3）若要用装置B鉴定CO2，在B中应盛放的试剂名称是_____，当将标①和②的导管口连接时，B中看到的实验现象是_________。
（4）若要用装置C证明CO2能与水反应生成碳酸，C中除有少量水外，还应加入的试剂是____________，当将标①和③的导管口连接时，C中看到的实验现象是___________。
（5）烧杯D中放有燃着的蜡烛，当将标①和④的导管口连接时，D中看到的实验现象是___________。
（6）继续设计并进行有关CO2性质的探究实验，如装置E、F。先在装置E中放一个用空气充胀的气球，制取一瓶二氧化碳倒入E装置后，出现如F装置的实验现象。请回答：该实验的目的是探究_______________。
图2
6.实验室用如图装置制取CO2。
（1）反应的化学方程式为 。
（2）用向上排空气法收集CO2的原因是 。
7.如图是某学习小组在实验室制取气体时准备的一些装置，据图回答：
（1）实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选用的装置是 （填序号）。
（2）选用装置B、C组合在实验室制取CO2，其验满的方法是 。
8.已知浓硫酸具有吸水性且不与氧气、二氧化碳和氯气等反应。以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图，有关说法错误的是（）
A．实验室用双氧水制取氧气，用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②
B．实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③，气体从导管b进入
C．实验室干燥氯气和二氧化碳均可使用装置④，气体从导管a进入
D．实验室收集的氯气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放
9.如图是某同学设计的实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验装置图。
请回答下列问题：
（1）将A、E装置连接时，应将A装置的导管a与E装置的导管c（填“b”或“c”）相连接。检验E装置中二氧化碳已收集满的方法是 。
（2）将A、B装置连接，观察到的现象是 ，可验证二氧化碳的性质是 。
（3）用E装置收集满一瓶二氧化碳气体，取下双孔橡皮塞，将瓶中的气体沿D装置烧杯左侧内壁缓慢倒入，观察到的现象是 ，这些现象说明二氧化碳具有的物理性质 ，化学性质 。
◎思维拓展
10. 根据题意回答：
已知：CO2和SO2既有相似性，又有差异性。
实验一：水槽中滴入紫色石蕊，将收集满两种气体的试管同时倒立于其中，片刻后实验现象如图所示，说明相同条件下的溶解性：SO2 （填“＞”或“＜”）CO2，试管内溶液变成红色。
实验二：已知镁条在CO2中剧烈燃烧的化学方程式为：2Mg+CO22MgO+C。试推测镁条在SO2中燃烧的现象为： 。
答案：1. A 2.C3.A4.B
5.（1）气密性
（2）CaCO3 HCl
（3）澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
（4）紫色石蕊试液 紫色石蕊试液变成红色
（5）下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭
（6）CO2的密度与空气密度的大小
6.（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）CO2密度比空气大，且不与空气中的物质反应。
7.（1）A、D。
（2）在瓶口放一根燃着的木条，若改用装置F制备CO2，其优点是反应可控，节约药品。
8. B
9.（1）用燃着的木条靠近E瓶b导管口，木条火焰熄灭。
（2）溶液由紫色变为红色 二氧化碳与水反应。
（3）燃着的蜡烛由下至上依次熄灭 密度比空气大 不能燃烧、不支持燃烧。
10.＞ 剧烈燃烧，产生白色和黄色固体，放出大量热。