6.2 二氧化碳制取的研究 教案

课题2 二氧化碳制取的研究
1.通过分析CO2的实验室制法知道实验室制取气体的一般思路和方法，学会确定发生装置和收集装置。
2.通过探究比较，找出实验室制取CO2的理想原料，熟练记住实验室制取CO2的反应原理。
3.学会实验室制取CO2的装置连接、操作步骤、收集方法、检验和验满方法。
【课前预习】
1.实验室是如何制取O2的？请写出反应的化学方程式。
2.用高锰酸钾或氯酸钾与用过氧化氢溶液制O2时发生装置有何不同？为什么能用排水法和向上排空气法收集氧气？
3.你所知道的能产生CO2的反应有哪些？
【情境导入】 结合氧气的实验室制取装置、反应原理引入新课
知识点一：实验室制取CO2的原料
【思考】有CO2生成的化学反应都能用于实验室制取CO2吗？找出实验室制CO2的理想原料并说明原因。
【实验】观察并能准确记录实验现象。
【结论】最适合在实验室里制取CO2的药品是大理石、稀盐酸，原因：反应速率适中，便于收集二者反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 。
【讨论】大理石（碳酸钙）块状改为粉末适宜吗，为什么？
反应物与稀盐酸接触面积大增，反应太快不易控制。
知识点二：实验室制取CO2的装置
【阅读】自学课本P113～115，通过分析O2和CO2的实验室制法，找出实验室制取气体时选择发生装置和收集装置应考虑的因素，并说明原因。然后设计一套你认为制取CO2的最佳装置。
【资料】①空气的平均相对分子质量为29，CO2的相对分子质量为44,由此推出CO2的密度比空气的大。
②CO2能溶于水，在标准状况下，1体积的水可溶解0.88体积的CO2；且与水反应，CO2溶于水生成了碳酸，碳酸很不稳定，很容易分解成CO2和水。
【对比】CO2和O2制取实验及相关性质比较
【思考】实验室制取CO2应该选择什么样的发生装置呢？请从下图中选择实验室制取CO2的发生装置并说明理由。
选C，固——液反应，且便于添加药品，同时气体不会从长颈漏斗逸出。
【思考】实验室收集CO2的装置是什么？请看相关信息后作出选择，并说明理由。收集方法是A，选择该方法的理由是密度比空气大，且不与空气中的物质反应。
【拓展】我们还可以组合出更多的制取装置

【交流讨论】
1.说出A、C、E、F、G装置的优点
2.现在实验室只有碳酸钠（Na2CO3）和稀盐酸，如果想完成实验室制取CO2，应该选择上述哪些装置？为什么？
3.实验室制取CO2的装置、操作步骤、收集方法、验满和检验方法。
【实验探究】小组合作制取并收集一瓶CO2。
知识点三：工业制取CO2
工业制CO2的原理是煅烧石灰石，发生反应的化学方程式为：CaCO3高温CaO+CO2↑。
【归纳小结】
一、药品的选择：
1.原则：（1）药品来源广，价廉；（2）反应条件、装置、操作简单；（3）产气速率适中，容易收集气体；（4）纯度高；（5）安全、无污染或污染小等等。
2.实验室制取CO2的药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸反应的化学方程式 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
★①不能选用浓盐酸，因浓盐酸挥发性太强，能挥发出大量的HCl气体，使制得的CO2不纯。
②不能选用硫酸，因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙沉淀，覆盖在碳酸钙的表面，会阻止反应继续进行。
③不能用碳酸钠、碳酸钾代替大理石或石灰石，因为它们易溶于水，反应速率快，难以控制。
二、实验室制取CO2的装置
1.实验室制取气体装置的确定：
2.CO2的实验室制法
（1）原理：用石灰石和稀盐酸，反应化学方程式：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
（2）发生装置：选用H2O2制取O2相同的发生装置
（3）收集方法：向上排空气发。
（4）步骤：①连接装置并检查气密性。②加药品（先加固，再加液）。③连接装置制取CO2并验满。
（5）验满：用燃着的木条，放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明已收集满；否则，未满。检验：将制得的气体通入澄清石灰水，若变浑浊，则是CO2。
★制取CO2注意事项
①大理石应事先直接加入锥形瓶中；
②长颈漏斗的作用是加入稀盐酸；
③长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下；
④锥形瓶中的导气管不应伸入反应液面以下，应略伸进瓶口为宜；
⑤伸入集气瓶中的导气管口应位于集气瓶下部，而不应位于集气瓶上部。
★比较CO2和O2的制取


3.CO2的工业制法：
煅烧石灰石： CaCO3高温CaO+CO2↑●生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2
【课堂练习】
1.实验室选择制取气体的装置时，可以不考虑的因素是（D）
A．反应物的性质和状态
B．反应条件
C．所制气体的性质
D．所制气体的颜色
2.小强在化学课上知道了蛋壳的主要成份是碳酸钙，决定制作一个无壳鸡蛋送给妈妈。他应该从厨房中选择鸡蛋和下列物质中的（D ）
A.味精 B.白酒 C.酱油 D.食醋
3.证明集气瓶中收满二氧化碳的正确方法是（C）
A.加入澄清石灰水
B.加入紫色石蕊试液
C.把燃着的木条放在集气瓶口
D.把燃着的木条伸到集气瓶内
4.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检验装置气密性 ②按要求装配好仪器 ③向长颈漏斗中注入稀盐酸 ④收集气体 ⑤向广口瓶中放入几小块大理石，其中正确的顺序是（B）
A.①②③④⑤ B.②①⑤③④
C.②①③④⑤ D.③④⑤②①
5.实验探究

请根据本小题A、B两图回答下列问题。
（1）仪器a的名称是长颈漏斗。
（2）写出锥形瓶内反应的化学方程式：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。
（3）锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是可能没有收集满或装置的气密性不好。
（4）如B图所示，将一瓶二氧化碳气体慢慢倒入放着蜡烛的烧杯中，发现上层蜡烛先熄灭， 试解释原因没有在梯形蜡烛的对面倾倒CO2。
（5）实验室一般用向上排空气法收集二氧化碳气体，试问能否用排水法收集到二氧化碳？请说明理由。（已知：通常状况下1L水大约能溶解1L二氧化碳气体）
答：不能，因为CO2能溶于水。
本课题以二氧化碳的制取为载体，探究了实验室制取气体的一般思路和方法，在探究活动中，采用了与制取氧气的比较法进行分析，得出结论。在教学过程中，以学生为主体，充分发挥他们的主观能动性，既完成了教学任务，也达到了较好的教学效果，学生掌握较好。但学生在语言表达上还存在不足，应在后面的教学过程中加以规范。