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实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质
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实验目的
实验用品
实验步骤
拓展探究
课后巩固
实验目的
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。
实验用品
烧杯、试管、集气瓶、量筒、玻璃导管、乳胶管、带导管的单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管夹、玻璃片、酒精灯、镊子、火柴。
石灰石(或大理石)、稀盐酸、澄清石灰水、石蕊溶液、蜡烛、木条、蒸馏水。
实验步骤
1.制取二氧化碳
(1)查:按如图所示连接好装置,检查 。
装置的气密性
(2)装:在试管中放入几小块石灰石(或大理石),加入15 mL稀盐酸。立即用带有导管的橡胶塞塞住管口,观察到 。
(3)收:用向上排空气法收集二氧化碳。
(4)验满:过一会儿,将 放在集气瓶口,观察到 .
说明已收集满。
有无色气泡产生
燃着的木条
木条
熄灭
2.二氧化碳的性质
(1)倾倒二氧化碳
实验操作 现象 结论
把二氧化碳气体 慢慢倒入烧杯中 ①烧杯中 的蜡烛 ; ②烧杯中 的蜡烛 .
.
.
底部
先熄灭
上部
后熄灭
二氧化碳的密度比空气的密度大,且CO2既不燃烧,也不支持燃烧
(2)二氧化碳与水的反应
①实验步骤:
a.向两支试管中分别加入2 mL蒸馏水,然后各滴入1～2滴石蕊溶液,观察到 。
溶液呈紫色
b.向其中一支试管中通入二氧化碳,观察到溶液 。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 .
。
②试解释实验现象的原理: .
.
。
由紫色变为红色
由红色
变为紫色
二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸
性,能使紫色石蕊溶液变红。生成的碳酸不稳定,受热易分解成水和二氧化碳,酸性消失,所以溶液由红色变为紫色
(3)二氧化碳与澄清石灰水的反应
实验操作 现象 结论
向澄清的石灰水中通入二氧化碳 澄清的石灰水 二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊
变浑浊
拓展探究
(1)实验室用如图所示的装置制取CO2时,怎样检查装置的气密性
答案:向长颈漏斗中加入一些水至没过长颈漏斗下端管口,然后用弹簧夹夹紧导气管,继续向长颈漏斗中加水,在长颈漏斗中形成一段液柱,静置一段时间,如果长颈漏斗内外液面差不发生变化,就可判断其气密性良好。
(2)根据二氧化碳能灭火的性质,判断是否能用燃着的木条检验二氧化碳气体。
答案:不能。检验是利用物质典型的特性或特征现象来证明这种物质。因为除二氧化碳外,氮气等一些其他气体也能灭火,所以检验二氧化碳应用澄清的石灰水,不能用燃着的木条。
课后巩固
基础题
1.如图所示实验分析,不正确的是( )
A.软塑料瓶变瘪,说明二氧化碳能与水反应
建议用时:8分钟 实际用时: 分钟
A
B.若木条熄灭,则证明CO2已收集满
C.纸天平向右倾斜,说明二氧化碳的密度比空气大
D.溶液由红色变为紫色,说明二氧化碳与水反应生成的碳酸易分解
2.如图为制取CO2并验证CO2性质的实验,下列有关说法错误的是( )
A.甲装置的优点是能随时控制反应的发生与停止
B.装置的弹簧夹此时处于打开状态
C.乙中的现象可以证明CO2能与水发生反应
D.丙中的现象可以证明CO2不能燃烧也不支持燃烧且密度比空气大
C
提升题
3.(2024宿迁)化学实践小组利用以下装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
(1)实验室用稀盐酸和块状石灰石反应制取二氧化碳,其发生装置可选用装置A或B,与装置B相比,装置A具有的优点是 .
。
可以控制反应的发生
和停止
(2)若选用装置B和C制取并收集氧气,证明氧气已收集满的操作和现象是 。
(3)常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味,极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室常用氯化铵和熟石灰两种固体混合物共热的方法制取氨气。若选用装置D测定产生氨气的体积,水面需加一层植物
油,其目的是 。
(4)二氧化碳和氨气在一定条件下可以合成尿素[化学式为CO(NH2)2],同时生成水。该反应的化学方程式是 。
将带火星的木条放在a端,木条复燃,说明已收集满氧气
防止氨气溶于水
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课题2 碳的氧化物
第1课时 二氧化碳
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.能说出二氧化碳的物理性质,知道二氧化碳既不能燃烧,也不支持
燃烧。
2.能写出二氧化碳分别与水、石灰水反应的化学方程式,并能简单描述实验现象;知道碳酸不稳定,易分解。
3.能根据二氧化碳性质列举有关用途,知道二氧化碳对生活和环境的影响(如温室效应)。
课堂探究
知识点一 二氧化碳的性质
生成与整理
能溶于水
密度比空气的大
例1 下列实验现象既能体现二氧化碳的物理性质,又能体现其化学性质的是( )
典型例题
A
A.蜡烛自下而上熄灭
B.软塑料瓶变瘪
C.石蕊溶液变红
D.气球上浮
知识点二 二氧化碳对生活和环境的影响
生成与整理
例2 我国力争在2060年前实现碳中和。下图为自然界中CO2的循环图,图中箭头指向表示产生(排放)或消耗CO2的途径,请回答问题。
典型例题
(1)途径①需要消耗空气中的 。
(2)途径②中,枯枝败叶中的纤维素[化学式为(C6H10O5)n]在微生物作用下彻底转化为CO2和H2O,该转化中消耗O2与产生的CO2的分子个数比为
。
(3)途径④通过光合作用吸收CO2的量白天 (填“大于”或“小于”)夜晚。
氧气
1∶1
大于
课后巩固
基础题
A
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
2.(2024青岛)下列措施对实现“双碳”目标、保住绿水青山没有帮助的是( )
A.增建火力发电厂 B.植树造林,将沙漠变成绿洲
C.回收利用废旧纸张 D.推广使用氢能源汽车
A
3.某课外兴趣小组的同学对二氧化碳的性质进行相关探究。
(1)实验一:①打开汽水瓶盖,有大量气泡冒出,塞上带导管的橡皮塞,导管另一端伸入装有澄清石灰水的试管中,轻轻振荡汽水瓶,试管中的实验现象为 ,该反应的化学方程式是 .
。
②打开汽水瓶盖时,有大量气泡冒出的原因是 .
。
澄清石灰水变浑浊
实验一
CO2+Ca(OH)2
压强减小,二氧化碳的
溶解能力减小
(2)实验二:取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花(石蕊遇酸性物质会变红),按“实验二”所示进行实验。
实验二
①请完成下表。
实验序号 (Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ) (Ⅳ)
现象 紫色纸花变红 紫色纸花不变色 紫色纸花不变色
紫色纸花变红
②该实验中涉及反应的化学方程式是 ,该反应属于 (填“化合反应”或“分解反应”)。
(3)实验三:把二氧化碳气体 (填“迅速”或“缓慢”)倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中,观察到蜡烛由下到上逐渐熄灭。该实验说明二氧化碳的性质是 。
化合反应
缓慢
不能燃烧也不支持燃烧,密度比空气大
实验三
提升题
4.某兴趣小组用图示装置探究CO2的性质,下列说法不正确的是( )
A.1号和3号纸花不变色,2号和4号纸花变色
B.上端燃着的木条先熄灭,下端燃着的木条后熄灭
C.对比3号和4号的现象可知,CO2与水发生化学反应
D.对比2号和4号的现象可知,CO2的密度比空气大
B
5.根据下图回答问题。
A B C D E F G
(1)仪器D的名称是 。
(2)实验室制取并收集二氧化碳需在上图中选用A、C、G与 (填字母)组合;检验二氧化碳是否集满的方法是 .
。实验室用该装置制取氧气的化学方程式为 。
水槽
F
把燃着的木条放在瓶口,
木条熄灭,说明气体已集满
(3)将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,为探究二氧化碳是否与氢氧化钠发生了反应,小成同学利用如图1所示装置测定二氧化碳浓度变化,采集数据绘制成如图2所示曲线。据图2分析,能说明二氧化碳与氢氧化钠发生反应的时间段是 。ab段二氧化碳浓度不变的原因是 。
t2～t3 s
水中二氧化碳已经达到饱和
图1 图2
拓展题(选做)
6.CO2对人类生存、生活有着重大影响,CO2的捕集与资源化利用是化学研究的热点。
(1)据悉,2022年北京冬奥会期间,国家速滑馆“冰丝带”采用当时最先进的CO2跨临界直冷制冰技术,可实现CO2循环利用和碳几乎零排放。固态CO2能制冷的原因是 ;CO2气体制成干冰时,从微观角度看,发生改变的是 。
(2)保持二氧化碳化学性质的最小粒子是 (填化学符号)。
干冰升华时吸热
分子间隔变小
CO2
(3)我国科研人员在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,相关成果由知名学术期刊《科学》在线发表。请分析搭积木式的合成路线图,回答问题。
①在自然界中,绿色植物可以通过 将二氧化碳转化为淀粉。
光合作用
②写出图中A中反应生成甲醇(CH3OH)和水的化学方程式: .
。在制备淀粉的过程中使用了催化剂,催化剂在反应前后质量和 不变。
③淀粉[(C6H10O5)]n中氢元素和氧元素的质量比为 。
CO2+3H2
化学性质
1∶8
第2课时 一氧化碳
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道一氧化碳的物理性质及毒性;能写出一氧化碳与氧气、某些金属氧化物反应的化学方程式。
2.通过了解一氧化碳的用途和可能造成的危害,联系生活实际初步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。
课堂探究
知识点一 一氧化碳的化学性质
生成与整理
典型例题
例1 如图是一氧化碳与氧化铜反应的装置,下列说法错误的是( )
A.一氧化碳的还原性可用于冶炼金属
B.A处观察到有气体生成
C.B处澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成
D.C处酒精灯的作用是点燃一氧化碳,防止污染空气
B
知识点二 一氧化碳的用途
生成与整理
性质 用途 应用举例 注意事项
可燃性 煤气成分之一 一氧化碳中毒: .
.
.
. 冶金 . 使用前先验纯,过程中注意尾气处理
燃料
易与血液
中血红蛋白结合,使血红蛋白不能再与氧气结合,造成生物体缺氧
能与某些氧化物反应
一氧化碳炼铁
例2 下列说法错误的是( )
A.氮气的化学性质稳定,常用作保护气
B.干冰易升华,常用于人工降雨
C.一氧化碳可燃,可用于冶炼金属
D.熟石灰显碱性,常用于改良酸性土壤
典型例题
C
1.吸烟对人体有害。香烟燃烧产生的烟气中含有一种能与血液中血红蛋白结合的有毒气体,它是( )
A.氮气 B.氢气 C.一氧化碳 D.二氧化碳
2.下列说法错误的是( )
A.炒菜时油锅着火,可用锅盖盖灭
B.CO是一种无色有刺激性气味的气体
C.干冰升华吸热,可用于人工降雨
D.洗洁精有乳化作用,可用于去油污
课后巩固
基础题
C
B
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
3.要提高全民的环境意识,保护我们的空气。下列不属于空气污染物的是( )
A.CO B.O3 C.CO2 D.PM2.5
4.关于CO性质的描述不正确的是( )
A.能将铜从氧化铜中还原出来
B.能燃烧,火焰呈蓝色
C.标准状况下,密度比空气略小
D.无色无臭,易溶于水
C
D
5.兴趣小组同学用如图所示的“W”形玻璃管进行微型实验。下列说法正确的是( )
A.a处红色粉末变黑
B.把尾气直接通入水中进行处理
C.b处的现象为紫色石蕊溶液变红
D.该实验体现了CO的可燃性
C
提升题
6.某兴趣小组的同学为了探究氧化铜与一氧化碳的反应,用如图所示装置进行实验(一氧化碳足量)。下列有关说法错误的是( )
A.实验前应先加热氧化铜,再将一氧化碳注入长柄U形玻璃管内
B.实验过程中可观察到黑色固体变为红色
C.该实验体现了一氧化碳的还原性
D.装置末端连接的气球的作用之一是收集尾气
A
[实验装置]
请回答:
(1)仪器m的名称是 ,仪器n的名称是 。
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“A1”“A2”或“A3”);实验前,按接口连接顺序a- -d-e(从左到右填写接口字母)组装实验装置。
酒精灯
硬质玻璃管
A3
f-g-d-e-h-j-b-c
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有CO生成。
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式: .
。
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有H2O生成。
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
黑色固体变成红色
+H2O
白色粉末变成蓝色
收集一氧化碳,防止一氧化碳污染空气
拓展题(选做)
A
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课题 1 碳单质的多样性
第1课时 碳单质的物理性质及用途
第六单元 碳和碳的氧化物
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道同一种元素由于原子间结合方式不同,可以组成不同的物质。知道金刚石、石墨和C60等都属于由碳元素组成的不同单质,知道这些物质中碳原子的排列特点。
2.通过对碳的几种单质性质的学习,初步形成“结构决定性质(或性质反映结构)、性质决定用途(或用途反映性质)”的思维方法。
课堂探究
知识点一 碳单质的物理性质
生成与整理
碳单质 金刚石 石墨 C60
结构模型
外观 无色透明的固体 灰黑色、有金属光泽的固体
硬度 很软、有滑腻感 质脆
导电性 几乎不导电 常态下几乎不导电
分子形似足球
天然存在的最硬的物质
有优良的导电性能
例1 下面是金刚石、石墨、C60、碳纳米管结构示意图,下列说法正确的是( )
金刚石 石墨 C60 碳纳米管
A.这四种物质都很软,可作润滑剂
B.这四种物质碳原子的排列方式相同
C.这四种物质的结构中都是每个碳原子连接3个碳原子
D.这四种物质完全燃烧后的产物都是CO2
典型例题
D
知识点二 碳单质的用途
生成与整理
例2 性质决定用途。下列碳单质的性质与其用途不相符的是( )
A.石墨导电性好——用于制作铅笔芯
B.C60分子很稳定,有超导性——广泛用于超导领域
C.活性炭吸附性强——用作冰箱除味剂
D.炭黑在常温下化学性质不活泼——用于制作墨汁
典型例题
A
1.高铁被誉为中国“新四大发明”之一。高铁动车与电路连接的是石墨电刷,石墨电刷没有体现出石墨具有的性质是( )
A.导电性 B.滑腻感 C.可燃性 D.稳定性
2.“石墨炸弹”可使高压输电线短路,这是因为石墨( )
A.质软 B.耐高温
C.具有导电性 D.具有润滑性
课后巩固
基础题
C
C
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
3.研究发现,以新形态存在的碳单质在诸多领域中有重要的应用前景。下列关于碳单质的说法错误的是( )
A.石墨具有金属光泽,有优良的导电性能,是天然存在的最硬的物质
B.石墨烯和碳纳米管在材料、催化、信息等诸多领域中有重要应用
C.石墨粉和黏土粉末按一定比例混合可以制铅笔芯
D.金刚石、石墨和C60里碳原子的排列方式不同,因此在性质和用途上存在明显差异
4.下列物质的用途正确的是( )
A.一氧化碳用于飞艇 B.氧气用作燃料
C.炭黑用于制铅笔芯 D.二氧化碳用于生产碳酸饮料
A
D
提升题
5.金刚石和石墨是常见的碳单质,其结构如图所示。下列说法正确的是( )
金刚石 石墨
A.构成金刚石和石墨的原子大小不同
B.金刚石和石墨中原子排列方式相同
C.1 g金刚石和1 g石墨所含原子数相同
D.金刚石和石墨在氧气中都不能燃烧
C
6.5G时代,芯片运行速度提升,会带来散热问题。科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片(又称石墨烯),高性能石墨烯复合材料散热片可以很好地解决芯片这一问题。下列关于石墨烯的说法不正确的是
( )
A.组成:碳元素
B.结构:粒子排列方式不同于金刚石
C.性质:和碳的化学性质相同
D.用途:用作超轻绝缘材料或导热性材料
D
7.传统的电解水方法需要先对水净化。研究人员研发出可以直接在盐水中电解出氧气和氢气的系统,这将显著降低电解水的难度和成本。新系统用钌酸铅作正极端、用铂碳作负极端,在相同功率下,该系统产生的氧气量是先前系统的25倍。研究人员表示,该系统可用于火星探测,在地球上也可用于电解海水、为潜艇供氧等。
(1)净水过程中使用活性炭,是利用其具有的物理性质 ,生活中硬水软化的常用方法为 。
(2)肼(N2H4)是发射载人飞船常用的高能燃料,将NH3和NaClO按一定质量比混合,生成肼、氯化钠和一种常见的液体,该反应的化学方程式是
。
吸附性
煮沸
(3)新的电解水系统中铂碳负极端收集到的气体是 (填化学式),电解水的过程中,未发生变化的粒子是 。
(4)利用这套新系统给潜艇供氧,其优点有 .
(写一条即可)。
H2
H、O
产生更多的氧气(合理即可)
8.[科普阅读](2024贵州)阅读下面科普短文,回答问题。
自然界中,天然金刚石较少。人工合成金刚石通常需要在高温高压条件下才能进行。科学家在一个标准大气压、1 025 ℃条件下,将硅融入镓、铁、镍组成的液态金属中,通入甲烷(CH4)气体,硅(Si)与甲烷反应生成四氢化硅(SiH4)和石墨(C),石墨在液态金属表面转化成金刚石薄膜,其转化过程如图1和图2。金刚石薄膜具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性,在多领域有广泛的应用。
图1 图2
(1)从宏观上看,甲烷由 元素组成。从微观上看,金刚石由
构成。
(2)图1生成石墨的化学方程式为 ,图2变化的微观实质是 。
(3)金刚石薄膜的性质有 。
碳、氢
碳原子
碳原子的排列方式发生改变
具有良好的光学透明性和高度的化学稳定性
第2课时 碳单质的化学性质
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道碳在常温下化学性质不活泼;知道碳具有可燃性和能与某些氧化物反应的性质,并能写出有关的化学方程式。
2.通过学习碳的化学性质,感受反应条件在化学变化中的意义。
课堂探究
知识点一 碳单质的稳定性
生成与整理
例1 宋代许道宁用墨(主要成分为单质碳)所画的《关山密雪图》保存至今而不变色,这是因为在常温下单质碳( )
A.化学性质不活泼
B.硬度高
C.导电性能好
D.吸附能力强
典型例题
A
知识点二 碳单质的可燃性
生成与整理
例2 中国科学家以CCl4和金属钠为原料,在700 ℃下隔绝空气反应得到了纳米级金刚石粉末和化合物X。该成果被科学家喻为“稻草变黄金”。回答下列问题:
(1)CCl4中碳元素的化合价为 ;化合物X的化学式是 。
(2)该反应需要隔绝空气进行的原因是 .
。
典型例题
+4
NaCl
防止反应生成的金刚石在高
温下和氧气发生反应
知识点三 碳单质能与某些氧化物反应
生成与整理
例3 某化学小组进行木炭还原氧化铜的实验并检验气体产物。下列说法正确的是( )
A.试管a中红色固体逐渐变黑
B.试管b中的试剂是澄清石灰水
C.试管口略向下倾斜的目的是防止液体倒吸使试管炸裂
D.反应结束,熄灭酒精喷灯后应立即将试管中的固体倒出
典型例题
B
1.2024年1月4日,媒体报道天津大学研究团队领衔创造了世界上第一个由石墨烯制成的功能半导体。石墨烯是由碳原子形成的单层六边形结构材料。下列有关说法正确的是( )
A.石墨烯属于新型化合物
B.石墨烯与金刚石组成不同
C.石墨烯完全燃烧生成二氧化碳
D.石墨烯一定不能与某些氧化物反应
课后巩固
基础题
C
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
C
3.某化学兴趣小组对木炭还原氧化铜进行如右下图所示创新实验。下列有关说法错误的是( )
A.网罩的作用是集中火焰,提高温度
B.A处黑色粉末逐渐变成红色
C.刚开始预热,B处立即产生气泡,澄清石灰水变浑浊
D.该装置的优点之一是实验结束可以有效防止石灰水倒流
C
提升题
4.取碳和氧化铜的混合物a g在一定条件下恰好完全反应,相关量的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.M点对应的固体物质只有两种
B.N点对应的固体为黑色
C.反应后产生气体的总质量为(a-b) g
D.0～t2 min内,固体中铜元素的质量分数不变
C
5.某同学在学习木炭和氧化铜反应的知识后,产生了疑问:木炭与氧化铜反应生成的气体有哪些 同学们带着疑问进行了下列探究:
【提出猜想】(1)猜想一:只有CO2;猜想二:只有CO;猜想三: 。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇二氧化碳无变化,但遇到微量一氧化碳会立即变成蓝色。
【进行实验】连接好实验装置,并进行实验,装置如下图所示(夹持仪器略)。
CO和CO2的混合物
步骤一:实验前先通一段时间N2;步骤二:点燃酒精喷灯加热。
(2)B处玻璃管中的现象是 ,发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
(3)若观察到氯化钯试纸不变色,澄清石灰水变浑浊,则猜想一成立。
(4)若观察到氯化钯试纸变蓝,澄清石灰水不变浑浊,则猜想二成立。
(5)若观察到氯化钯试纸 ,澄清石灰水 ,则猜想三成立。
【实验反思】
(6)该实验开始前通一会儿N2的目的是 。
黑色粉末逐渐变为红色
变蓝
变浑浊
排尽装置内的空气
拓展题(选做)
6.我国提出2060年前实现碳中和,体现了构建人类命运共同体的大国担当。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。
改进前装置 改进后装置
实现碳中和人人有责。为了减少CO2排放,同学们改进了木炭还原氧化铜实验装置,改进前和改进后装置如图所示。请推测装置B的作用是
。
吸收二氧化碳气体
【实验操作及现象】按改进后装置进行实验,观察到如下实验现象。
现象1:加热一段时间后,试管中部分黑色固体变红;
现象2:装置A中澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】
现象1说明木炭能与某些氧化物反应;
现象2说明生成了 气体。
二氧化碳
【实验反思】
老师告诉同学们实验中还会产生少量的CO(有毒,大气污染物),于是同学们按图所示增加小气球以此完善实验装置。请问小气球的作用是
。
收集一氧化碳气体,防止污染环境
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课题3 二氧化碳的实验室制取
第1课时 制取气体的装置
栏目导航
学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.知道制取气体的装置至少包括发生装置和收集装置,并且能够从装置图中识别它们。
2.能根据确定发生装置和收集装置的基本原则来对气体制取选择合适的装置。
课堂探究
知识点 实验室制取气体装置的选择探究
生成与整理
固体+固体
加热
固体+液体
不易溶于水,
不与水反应
向上排
空气法
密度比空气的小,
不与空气反应
典型例题
例 实验是化学学习的一种重要途径。在之前的学习中,我们了解到有五种途径可以制得氧气,如图1所示,图2是实验室制氧气常用的装置。
图1 图2
① ② ③ ④ ⑤
(1)图1五种制取氧气的途径中D跟其他四种途径有本质区别,则D的原料是 。
(2)绿色化学倡导“节省资源”和“节能环保”等理念,则通常 .
(填字母)途径是实验室制取氧气的最佳方法。
(3)写出图2装置中仪器的名称: a 。
(4)小明同学选择图1中的途径B制备并收集较为纯净的氧气,他应在图2中选择的装置是 (填序号)。
(5)若使用图2中⑤装置来收集二氧化碳,则验满的方法为 .
。
空气
A
长颈漏斗
①③
将燃着的
木条放在导管口d处,木条熄灭则说明已收集满
(6)实验室常用高锰酸钾制取氧气,15.8 g高锰酸钾可制得1.6 g氧气。若要得到6.4 g氧气,需要高锰酸钾的质量是多少 (写出计算过程)
课后巩固
基础题
1.如图所示是实验室制取气体的典型装置之一。能用这一装置制取并收集的气体,制取时发生反应的化学方程式是( )
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
B
2.研究气体的制备及相关气体的性质。
(1)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式: .
。
(2)写出实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式:
。
(3)某同学为了便于加入液体试剂,在如图所示装置的橡胶塞上添加了一个注射器,该同学发现这样做的优点还有 .
(写出其中一点)。
2H2O+O2↑
可以得到平稳的气流
(合理即可)
(4)实验室里制取气体的一般思路和方法:
①选择适当的反应,包括 。
②选择合适 。
③验证所制得的气体。
(5)请设计实验验证制得的氧气或二氧化碳气体。(写出其中一种即可)
反应物和反应条件
实验装置
实验步骤 实验现象 实验结论
. . . .
将带火星的木条伸入集气瓶中(或将气体通入澄清石灰水中)
木条复燃(或澄清石灰水变浑浊)
该气体是氧气(或该气体是二氧化碳)
3.碱式碳酸铜俗称铜绿,是一种绿色固体,受热可生成黑色氧化铜固体、二氧化碳和水,如图所示是加热碱式碳酸铜的实验装置,请回答问题。
(1)实验时试管口 ,这是为了防止 .
。
略向下倾斜
冷凝水倒流回试管
底部,使试管炸裂
(2)实验中可观察到的现象为 .
。
(3)该反应中澄清石灰水的作用是 。
绿色固体变成黑色,试管口有水雾出
现,澄清石灰水变浑浊
检验生成物中是否有二氧化碳
4.空腔果实内由于不发生光合作用,其中的气体可能与空气产生差异。某同学选择一个熟透的葫芦,按下列方案进行探究:
(1)如图1所示,收集葫芦中气体采用的方法是 。
排水法
(2)图2用来测定葫芦中 的含量,燃烧匙伸入集气瓶之前,
(填“要夹紧”或“不能夹紧”)弹簧夹,集气瓶中发生反应的化学方程式是 。
(3)检验葫芦中有无CO2气体,应采用的方法是 .
。
氧气
要夹紧
把葫芦中的气体通入
澄清石灰水中,观察现象
提升题
5.根据下图实验装置,回答问题。
A B C D
E F G H
(1)仪器a的名称是 。
(2)检查A装置气密性的方法:夹紧弹簧夹, .
.
,则气密性良好。用A装置制取氧气,化学方程式为 。
(3)实验室欲制取二氧化碳且能控制反应的发生和停止,应选 (填字母)发生装置,反应的化学方程式为 .
。
(4)甲烷是最简单的有机化合物。实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取一瓶较为纯净的甲烷气体,选择的装置为 (填字母)。
酒精灯
向长颈漏斗中加(或注)水
至形成水柱,一段时间后,水柱高度没有变化(满足注水形成水柱、
静置后水柱高度不变化两个条件即可)
C
+CO2↑
BF
拓展题(选做)
6.中国科学家屠呦呦是青蒿素和双氢青蒿素的发现者,荣获了诺贝尔生理学或医学奖。某兴趣小组在老师的指导下对此进行了相关学习与探究。
【查阅资料】
(1)青蒿素易溶于乙醚,几乎不溶于水。(2)双氢青蒿素是由碳、氢、氧元素组成的,且其相对分子质量不大于300。
【实验探究1】乙醚浸取法制青蒿素的主要工艺如下图所示:
操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、 ,操作Ⅱ的原理是利用物质的 不同。
玻璃棒
沸点
【实验探究2】小组同学设计如下图所示实验测定双氢青蒿素的组成,将7.1 g的双氢青蒿素放在燃烧管C中燃烧,回答问题。
(1)装置B中试剂名称为 ,请将装置B中的导管补画完整。
浓硫酸
答案:
(2)E中发生反应的化学方程式为 。
(3)实验测得数据如表。根据所给数据计算出双氢青蒿素中的碳元素和氢元素的质量比为 。
15∶2
装置 实验前的质量/g 实验后的质量/g
D 84.6 90.0
E 90.2 106.7
注:实验前、后的质量均包含装置和试剂的质量。
(4)双氢青蒿素充分燃烧的化学方程式为 .
。
30CO2+24H2O
【反思拓展】对“实验探究2”的分析,下列说法正确的是 (填字母)。
A.若缺少装置B,则测出的双氢青蒿素中氢元素的质量偏大
B.若缺少氧化铜,则测出的双氢青蒿素中碳、氧元素的质量比偏小
C.若缺少装置F,则测出的双氢青蒿素中碳元素质量偏小
AB
第2课时 二氧化碳的实验室制取
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学习目标
课堂探究
课后巩固
学习目标
1.通过实验室制取氧气和二氧化碳的研究,初步学会实验室制取气体的基本思路和方法,能对实验装置进行比较。
2.知道实验室制取二氧化碳的常用的化学反应,懂得根据反应物的状态和反应条件设计合适的实验装置、根据气体的性质进行实验(检验)及确定收集装置。
课堂探究
知识点 实验室制取二氧化碳
生成与整理
石灰石(或大理石)和稀盐酸
气体通入澄清石灰水中
若澄清石灰水变浑浊
燃着的木条放在集气瓶口
若木条火焰熄灭
典型例题
例 (2024陕西)实验室制取二氧化碳时,下列相关操作正确的是( )
A
A.检查气密性 B.装试剂 C.收集气体 D.气体验满
课后巩固
基础题
1.下列关于CO2的实验室制取及检验的说法不正确的是( )
A.制CO2的试剂 B.发生装置 C.收集方法 D.检验CO2
建议用时:15分钟 实际用时: 分钟
C
2.请根据下列装置回答问题。
A B C D E F
(1)写出A中①的仪器名称: 。
酒精灯
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,选择的发生装置是 (填字母,下同);现准备收集一瓶氧气供铁丝燃烧的实验使用,选择 .
装置收集氧气便于直接做这个实验。
(3)某同学利用空塑料输液袋(如F)收集二氧化碳,验满二氧化碳时,把燃着的火柴放在玻璃管 (填“a”或“b”)端,如果火焰熄灭,则收集满了。
B
C
b
3.某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体,请帮他完成下面的部分实验报告。
【实验原理】 (用化学方程式表示)。
【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2,应选用如图装置中的 .
(填字母)。
BC
【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法: .
。
【反思交流】结合实验,你认为该实验的注意事项有: .
.
(写一条即可)。
把燃着的木条放
在集气瓶瓶口,若木条熄灭,证明二氧化碳已集满
制取二氧化碳
时,不能将稀盐酸换成浓盐酸(或长颈漏斗下端管口应伸入液面以下等)
4.文文同学收集了一些家庭装修时废弃的大理石碎片,并查阅资料得知铜与稀硫酸和稀盐酸不反应,铁丝可以与稀硫酸和稀盐酸反应。于是,他设计了如图所示装置来制取二氧化碳,该装置能随时控制反应的发生。请回答问题。
(1)大理石应放在 中。
(2)装置甲中的粗铜丝 (填“能”或“不能”)用粗铁丝代替。
(3)用装置乙收集CO2,验满时应把燃着的木条放在 (填字母)处。
带孔塑料小药瓶
不能
a
提升题
5.(2024成都)利用塑料瓶等用品设计如图装置制取和检验二氧化碳。
(1)塑料瓶①相当于实验室中的 (填仪器名称)。
集气瓶
(2)用稀盐酸与大理石制取二氧化碳,反应的化学方程式为 .
。
(3)检查装置A的气密性,方法是 .
.
。
(4)用装置B检验二氧化碳,应盛放的试剂是 。
(5)用装置C收集二氧化碳并验满,此过程体现的二氧化碳的性质有
。
CaCO3+
连接仪器装置,关闭K1,向装置A左
侧塑料瓶中加水,当左侧液面高于右侧时停止加水,能形成稳定的液面差
澄清石灰水
密度比空气大,不燃烧,也不支持燃烧
(6)反应结束后,装置A中余下的液体可能含有盐酸。设计并进行实验,补全下表。(提示:结合碳酸的有关性质解答)
步骤 现象 结论
. 液体中含有盐酸
取少量A中剩余液体于试管中,滴加
2～3滴紫色石蕊溶液,观察现象
溶液变为红色
拓展题(选做)
6.大量使用一次性塑料袋而造成的“白色污染”已成为一个严重的社会问题。某化学研究小组的同学对某种塑料袋的成分进行分析研究,资料显示该塑料只含C、H、O元素中的两种或三种。他们设计了如下图所示的实验装置,使该塑料试样在纯氧中完全燃烧,观察实验现象,分析有关数据,推算元素含量。已知碱石灰可以吸收水和二氧化碳,浓硫酸可以吸收水。
(1)请写出实验装置中的一处明显错误: ,并提出改正方法: 。
(2)装置A中反应的化学方程式为 。
(3)装置F的作用是 。
(4)若装置C的玻璃管中放入的塑料试样质量为5.9 g,塑料试样充分燃烧后,装置D增重7.2 g,装置E增重8.8 g,则该塑料试样中含有的元素有 。
(5)若装置中没有连接装置B,将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果 (填“偏小”“偏大”或“无影响”)。
装置B中导管是短进长出
导管长进短出
防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置E中
碳元素、氢元素、氧元素
偏大
谢谢观赏！(共14张PPT)
跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案
【活动分析】
中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这是中国应对全球气候问题做出的庄严承诺。
为了完成碳达峰、碳中和的承诺,我们都应该行动起来,加入低碳行动的行列。
【活动内容】 活动一 认识二氧化碳对人类生活和自然环境的影响,梳理自然界中的碳循环
我国提出努力争取在2060年前实现碳中和,充分体现了解决气候问题的大国担当。“筑梦”活动小组开展了“低碳有我”实践活动,请回答下列问题:
(1)观察图甲,自然界中消耗二氧化碳的途径有 .
(写一条即可)。
(2)基于碳循环视角,实现碳中和可以从两方面进行:①减少碳排放,②
。
(3)同学们设计了图乙所示的实验装置来验证二氧化碳的温室效应,该实验装置是通过 来判断二氧化碳与空气的温室效应强弱的。
光合作用(合理即可)
增加二氧化碳消耗
水柱移动方向
(4)调查发现,我国的碳排放80%以上来自能源使用。要减少能源使用对大气中二氧化碳含量的影响,下列措施不可行的是 (填字母)。
A.严禁使用化石燃料
B.改进技术,提高能效
C.捕集能源使用过程中生成的二氧化碳,进行封存处理
A
活动二 设计低碳行动方案
“碳封存”与“碳转化”是实现碳中和目标不可或缺的重要技术选择。
(1)“碳封存”
2023年6月1日,我国首个海上二氧化碳封存示范工程项目成功投入使用,填补了我国海上二氧化碳封存技术的空白。该技术是将油井开采产生的油气混合物注入高碳分离器,再将分离出的二氧化碳通入压缩机加压和干燥,使其变成介于气态和液态之间的超临界状态。超临界状态二氧化碳密度高,接近液态二氧化碳;黏度小,流动快,接近气态二氧化碳。
①从微观角度分析二氧化碳易被压缩的原因: .
。
②为了防止对输送管道内部造成腐蚀,输送超临界二氧化碳的管道材料采用不锈钢或低铬钢等,同时对二氧化碳进行干燥处理。请用化学方程式表示二氧化碳需要干燥的原因: 。
③下列对超临界二氧化碳的理解正确的是 (填字母)。
A.超临界二氧化碳与二氧化碳的组成不同
B.超临界二氧化碳容易燃烧
C.同等条件下,超临界二氧化碳的输送量比二氧化碳更大
D.超临界二氧化碳存在于特定的条件下,条件改变,状态改变
气态二氧化碳分子间
隔很大,容易被压缩
CD
(2)“碳转化”
利用二氧化碳开发化工原料,合成化工产品,有着广阔的前景。
①二氧化碳与氨气在一定条件下可以合成尿素[CO(NH2)2],同时生成水,该反应的化学方程式为 。
②在一定条件下,利用新型电解装置将二氧化碳转化为甲酸(HCOOH),化学方程式为2CO2+2H2O 2HCOOH+X,X的化学式为 。
(3)碳中和,人人参与,低碳生活从我做起。你的低碳行动是 .
(写一条即可)。
O2
植树造
林(合理即可)
【学以致用】
我国提出2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。请根据所学知识回答问题:
(1)碳达峰、碳中和中的“碳”是指 。
(2)由于大量化石能源[煤、石油、天然气(主要成分CH4)等]的使用,破坏了自然界碳循环的平衡,下列反应不会加剧温室效应的是 .
(填字母)。
CO2(或二氧化碳)
C
(3)下列基于碳中和理念设计的低碳行动方案合理的是 (填序号)。
①衣——尽可能选择华美、艳丽的面料,不用考虑其他
②食——提倡光盘行动,降低食物垃圾的产生和处理等
③住——及时关闭待机电源,使用节能家电等
④行——选择乘坐公共交通工具,短途出行尽量步行或骑自行车等
②③④
(4)二氧化碳的捕捉和封存技术是实现碳中和的重要途径。某实验基地通过如图1所示技术将CO2压入地下实现CO2的封存。这里的CO2捕集是一个 (填“物理”或“化学”)过程。
物理
图1
(5)生物固碳:绿色植物可以通过光合作用吸收二氧化碳,该过程中将
转化为化学能。
(6)根据二氧化碳的性质,写一个吸收二氧化碳的化学方程式: .
(合理即可)。
(7)中国科学院研制出一种新型的多功能复合催化剂,通过如图2所示流程,将二氧化碳成功转化为汽油。
太阳能
2NaOH
图2
①在步骤Ⅰ和步骤Ⅱ的转化中,均生成了同一种氧化物,其化学式为
。
②制得的汽油中存在甲、乙两种物质,其分子结构模型如图3所示。能证明甲、乙是不同物质的依据有 (填字母)。
a.甲、乙的化学式
b.甲、乙的组成元素
c.甲、乙分子中原子个数比
d.甲、乙的分子结构
H2O
d
图3
谢谢观赏！
