基础实验2-二氧化碳的制取和性质-教案

基础实验2 二氧化碳的实验室制法和性质
【实验目的】
1.学习组装石灰石(或大理石)与盐酸反应制取二氧化碳的实验装置,并能制取和收集二氧化碳;
2.通过实验探究二氧化碳的性质。
【教学重点、难点】
1．实验室制取二氧化碳的原理，气体的发生和收集装置的选择
2．实验室制取二氧化碳的操作步骤，二氧化碳的收集方法及验满
3.二氧化碳的化学性质。
【实验用品】石灰石(或大理石)、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊试液、蒸馏水;
蜡烛、木条、烧杯、集气瓶、锥形瓶(或平底烧瓶)、导管、乳胶管、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、长颈漏斗、铁皮架、铁架台(带铁夹)、试管、试管夹、毛玻璃片、酒精灯、火柴。
【课时安排】1课时
【教学过程】：
【导入】回忆实验室制取氧气的药品、装置、收集、检验
【引入新课】在空气中有一种气体 ： 它营造了云雾缭绕的仙境，它奋不顾身扑向烈火，它带给大地勃勃生机，它制造了温室效应。这是什么气体？
【新课学习】
一、实验室制取二氧化碳的反应原理、装置
（一）反应原理
　　反应原理主要考虑反应能否进行、反应的快慢、生成物的纯净等。
　　制取二氧化碳：采用的碳酸盐和酸发生复分解反应的方法。实验室中用块状大理石（石灰石）和稀盐酸两种药品。碳酸盐不宜采用碳酸钠，因为它颗粒细小和酸反应速度过快；酸不宜采用硫酸，因为反应生成微溶的硫酸钙覆盖在固体表面使反应很难继续进行，也不宜采用浓盐酸，因为挥发性太强，使制得的二氧化碳中混有较多的氯化氢气体而不纯。
（二）气体发生装置的选用
　　气体发生装置的选用主要考虑两大因素：反应物状态和反应条件。初中可分以下两种类型：
反应物状态 反应条件 反应类型 发生装置 举例
固体 加热 固体加热制气体 A 1.加热高锰酸钾制氧气 2.加热二氧化锰和氯酸钾制氧气
固体、液体 常温 固体和液体常温制气体 B 1.过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气2.碳酸钙和稀盐酸制二氧化碳3.锌和稀硫酸制氧气
　　二氧化碳的制取装置属于固体+液体不加热型。
（三）、收集装置的选用





　气体的收集也主要考虑两大因素：密度（与空气比较）和溶解性。同时要考虑气体的化学性质。
密度（与空气比较） 溶解性 是否与水反应 是否与空气中的成分反应 收集方法 收集 装置 举例
大 否 向上排空气法 C O2、CO2
小 否 向下排空气法 D H2
小 否 排水法 E O2、H2
（四）检验： CO2的检验用澄清的石灰水
（五）、验满原理
　　排水法因为可以通过观察集气瓶里水位的下降便知晓气体收集是否已满，因而不需验满。排空气法可以利用气体各自的性质来实验，但要注意位置在瓶口。
CO2的验满：燃烧的木条放在瓶口。
（六）、放置原理
　　主要由气体密度决定：密度比空气大的用玻璃片盖住正放于桌面；密度比空气小的用玻璃片盖住倒放于桌面。装CO2的集气瓶用玻璃片盖住瓶口朝上正放在桌面上
二、实验步骤：
1.制取二氧化碳:
(1)检查装置气密性(如图)。
向锥形瓶中加水,直到水面没过长颈漏斗____ _,用止水夹夹住导气管,
继续向长颈漏斗中加水,至长颈漏斗中形成________ _。一段时间后,
________ __ ,证明气密性良好。
(2)在锥形瓶中加入少量石灰石(或大理石),在长颈漏斗中注入稀盐酸,
用集气瓶收集产生的二氧化碳气体,并检验二氧化碳是否收集满。
①现象:在石灰石表面有_________ ____。
②验满:将燃着的木条放在集气瓶口,观察到_______ _ _说明已收集满。
③反应的文字表达式:__________________________ ________。
2.二氧化碳的性质:
(1)将二氧化碳气体通入盛有少量澄清石灰水的试管中。
①现象:澄清石灰水_____ __
②反应的文字表达式:____________________________ ___
(2)向盛有紫色石蕊试液的试管中通入二氧化碳,观察现象。片刻后将试管____ _。
①实验现象:二氧化碳通入紫色石蕊试液中,试液___ _，加热后,试液变为___ __。
②反应的文字表达式:____________ ____ ____，_______________ _ _______。
(3)收集一瓶二氧化碳气体并将二氧化碳气体缓缓倒入放有燃着蜡烛的烧杯中
(如图)。
现象:蜡烛____ _。
结论:二氧化碳____ _________；_____ ______。
【交流与讨论】
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?
提示：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,如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,不能用燃着的木条检验。
三、巩固练习：
1.实验室制取二氧化碳应选择的装置是　(　　)





A.①③　　　B.②③　　　C.②④　　　D.②⑤
【解析】选B。本题考查二氧化碳制取装置的选择。固、液反应不需加热应选②为发生装置,能溶于水、且密度比空气大,应用向上排空气法,选③为收集装置。
2.下列实验操作先后顺序正确的是　(　　)
A.先装药品,后检查装置的气密性 B.先将导管插入水中,后用双手紧握试管检查装置的气密性
C.用排水法收集氧气时,先熄灭酒精灯后撤导管
D.实验室制取二氧化碳时,先加稀盐酸后加大理石
【解析】选B。本题考查实验基本操作的先后顺序。实验室制取气体时,加入药品前要先检查装置的气密性,A不正确;选项B检查装置气密性的方法是正确的;用排水法收集氧气时,为了防止水倒流使试管炸裂,实验结束应先从水槽中撤出导管再熄灭酒精灯,C不正确;实验室制取二氧化碳时,应先加固体药品再加液体药品,D不正确。
3.实验室制取二氧化碳,下列做法可行的是　(　　)
A.用镊子夹取块状石灰石固体 B.将鼻子凑到瓶口闻酸液的气味
C.将用剩的酸液倒回原瓶 D.用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳
【解析】选A。实验室制取二氧化碳,用镊子夹取块状石灰石固体,A做法正确;不能把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味,B做法错误;根据实验室用剩的药品要做到“三不一要”:不放回原瓶;不随意丢弃;不拿出实验室;要放入指定容器,可知C做法错误;稀硫酸与块状石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙,会覆盖在石灰石表面,使反应难以继续进行,D做法错误。
4.下列分别是实验室制取、收集、检验二氧化碳并验证其性质的装置图。其中有错误的是　(　　)





【解析】选A。本题综合考查二氧化碳的制取、收集、检验及性质验证等有关操作。A中导气管不能伸入液面以下,这样使CO2气体无法导出,应露出橡皮塞一点即可。
5.用下图装置在实验室收集一瓶CO2进行性质实验,据图回答问题:
(1)写出图中标号仪器的名称:
A是　　　　　　　　,B是　　　　　　　。
(2)检查装置气密性的操作和现象是:先用夹子夹住导气管中
的橡皮管,再向A中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到
_________ _　,说明气密性良好。
(3)检验CO2是否收集满的操作和现象是:将燃着的木条放在
　　　　　　,若火焰熄灭,说明已经收集满。
(4)Na、Mg等活泼金属可以在CO2中燃烧。某同学收集到一瓶CO2后,通过实验验证镁条能够在CO2中燃烧。下列物品中他需要使用的有　 　　　。(填序号)
①酒精灯　②铁架台　③坩埚钳　④砂纸⑤试管夹　⑥蒸发皿
【解析】本题主要考查二氧化碳的制取及性质检验的有关操作。装置气密性检查的原理是压强变化。通过一定的方法(如改变温度)使装置内的气体压强发生变化,从而产生比较明显的现象。验满与检验是两个不同的操作,验满时,燃着的木条只能放在瓶口;固体物质直接在集气瓶中燃烧,需要夹持工具、引燃工具,所以需要坩埚钳、酒精灯,另外金属镁表面有一层氧化镁应先用砂纸除去。
答案：(1)长颈漏斗　集气瓶(2)这段时间水柱液面不下降(3)集气瓶口　(4)①③④
6.某小组在实验室里制取CO2时,用到了下列装置,请回答有关问题:
(1)能用B装置收集CO2,是因为CO2的密度比空气的密度　　 　。
(2)将A装置改成C装置,通过拉动铜丝
可以控制底部破损的小试管升降。这一
改进的主要目的是　　　　。
A.使反应随时发生或停止
B.使破损的小试管得到利用
C.生成更多的CO2
(3)如果在实验室利用A装置制取氧气,该反应的文字表达式为　___ ___。
【解析】本题主要考查二氧化碳制取的相关操作。CO2的密度比空气的密度大,能溶于水,只能采用向上排空气法收集;C装置中,将细铜丝往上拉,能使大理石和稀盐酸分离,反应停止,将细铜丝往下压,又能使大理石和稀盐酸接触,反应发生;A装置是反应物为固体与液体,且不需加热制取气体的装置,如果制取O2,则反应物为过氧化氢溶液并用MnO2作催化剂。
答案：(1)大　(2)A (3)过氧化氢 水+氧气
【课后作业】
1.设计一个实验证明二氧化硫易溶于水。
2.实验室用给无水醋酸钠和碱石灰两种固体的混合物加热的方法制取甲烷。甲烷易溶于水，比空气的密度小。制取甲烷的发生装置可选 ，收集装置可选 。
3.如图是实验室制取二氧化碳并检验其性质的装置。
(1)图中有一处明显的错误, 是　 ;
(2)装置A中物质的名称是　　 　和　　 　;
(3)装置B用来证明二氧化碳与水的反应,B中应装入的
溶液是　　　　　　 　,实验现象是　
;
(4)装置C中盛有澄清的石灰水,通入二氧化碳的实验现象是　 ,
反应的文字表达式是____________________________ __;
(5)在装置D中,　　　　　　蜡烛先熄灭,说明二氧化碳　　　　和　　　　,因此可以用二氧化碳来__________。
【安全警示】天气炎热，严禁下溪河游泳！

二氧化锰



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