二氧化碳制取的研究
教学目标:
1、知识与技能:
(1)了解实验室中制取二氧化碳的反应原理;(2)探究实验室制取二氧化碳的装置,并利用设计的装置制取CO2(3)了解实验室中制取气体的思路和方法。
2、过程与方法:(1)通过对获得二氧化碳气体的途径的讨论与分析,探究实验室制取二氧化碳的理想药品,树立多角度、多层次地观察和分析问题的意识;
(2)通过对二氧化碳和氧气有关性质的比较,了解制备二氧化碳和氧气时,其发生装置与收集装置的异同,初步确立实验室制取气体的一般思路的方法。
3、情感、态度与价值观:
(1)增强学生对化学实验的好奇心和探究欲,激发学习化学的兴趣;
(2)培养学生勤于思考、严谨求实、勇于作出创新、大胆实践的科学精神。
教学重、难点
重点:
实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法。
难点:
从实验室制取气体的思路出发,学习二氧化碳的实验室制取方法。
【复习回顾】
我们已经知道能生成二氧化碳的化学
方程式有哪些?
1.木炭燃烧 C+O2 CO2
点燃
2.CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O
点燃
3.高温煅烧石灰石
CaCO3 CaO+CO2
高温
↑
……
以上方案能不能作为实验室制取CO2气体的原理或原料?
1.反应条件是否容易达到;
2.产生气体的量是多少;
3.收集的气体是否纯净;
4.装置、操作是否简单;
5.原料是否易得、价廉。
实验室制取二氧化碳药品选取原则
【相关资料】
1、含碳酸根离子(CO32-)的化合物能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反应生成 CO2
2.标准状况下,CO2的密度为1.997g/L,空气的密度为 1.293g/L(空气的平均相对分子质量为29)
3.CO2能溶于水,且与水发生反应
供选择的药品:
1、石灰石(或大理石)与稀硫酸反应
2、碳酸钠与稀盐酸反应
3、大理石(或石灰石)与稀盐酸反应
……
A
石灰石
稀硫酸
石灰石
稀盐酸
碳酸钠
稀盐酸
B
C
2、实验
实 验
反应 现象
较快地产生气泡
迅速产生气泡
有气泡产生,一会儿就停止
【讨论】
根据你所观察到的现象请从上述方法中选出你认为最适合实验室制取二氧化碳的药品。
一、实验室制取CO2的药品
常用石灰石(或大理石)和稀盐酸
原因:选用大理石或石灰石与稀盐酸反应时,反应速率适中,便于收集,且原料廉价易得。
二、实验室制取二氧化碳的原理
CaCO3 +2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
1、不能选用稀硫酸是因为稀硫酸与大理石或石灰石反应时生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石或石灰石的表面上阻止了反应继续进行。
2、不能选用碳酸钠是因为碳酸钠与稀盐酸反应时会因为反应速率太快,不利于收集产生的气体。
注意!
3、不能选用浓盐酸是因为浓盐酸易挥发HCl气体,混杂在CO2中,使收集到的CO2气体中会混有HCl气体而不纯。
思考:如果实验室只有块状的石灰石与稀硫
酸该如何制取CO2?
将块状石灰石磨成粉末。
制取气体的装置
发生装置
收集装置
反应物的状态
固体和固体反应
固体和液体反应
液体和液体反应
反应条件(是否要加热、催化剂等)
。。。
三、怎样设计实验室制取气体的装置
密度比空气的大→
密度比空气的小→
排水法(不易溶于水、不与水发生反应)
O2 H2 N2 CH4 CO . . .
向上排气法 O2 CO2 ...
向下排气法 H2 CH4 . . .
1.CO2与O2制取实验及相关性质的比较
四、探究实验室制取二氧化碳的装置
O2
CO2
反应前物
质的状态
反应
条件
比空气密度大或小
是否溶于水
固+液
不加热
大
能
固体
加热
略大
不易
思考:根据上述比较设计实验室制取二氧化碳的装置
固+液
不加热
收集方法
固+液
固+液
不加热
不加热
略大
大
向上排空法或排水法
向上排空法
向上排空法或排水法
向上排空法
下列仪器可供设计制取装置时选择:
分液漏斗
漏斗
注射器
1.气体发生装置: 固+液(不加热)
A
B
C
D
E
2. 收集装置
排水法 向上排空气法 向下排空气法
实验室制取二氧化碳的装置图如下所示
如何验证和验满二氧化碳?
验证:将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则证明气体是二氧化碳。
验满:将燃着的木条放入瓶口,木条熄灭,则证明已满。
思考:氧气应如何验证和验满?
二氧化碳能不能用排水法收集?
连接仪器
①
检查
气密性
②
装大理石
③
加稀盐酸
④
收集气体
⑤
五、实验室制取CO2的操作步骤
长颈漏斗下端应浸没在液面以下,以防二氧化碳冲漏斗口逸出,导管不应伸入瓶内太长,以刚露出胶塞为宜,
装大理石时锥形瓶应横放,把大理石放入瓶口使其缓慢滑到瓶底
收集二氧化碳 时导管口应接近瓶底
3、掌握制取二氧化碳的发生装置,最好能画出来,并能说出选择这种装置的理由。
4、掌握制取二氧化碳的收集装置并说说选择这种装置的理由。
2、记住实验室制取CO2的药品并能写出化学方程式。
反应物是固体和液体
不要加热(常温)
二氧化碳可溶于水,密度比空气大。
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 ↑
5、实验室制取气体的一般思路:
选择药品
产生气体 收集方便
选择装置
1、反应物的状态2、反应条件
收集方法
1、气体密度 2、溶解性 3、是否有毒性及与空气成份是否反应
气体检验
气体特性
1.实验室制取二氧化碳需要用的一组药品是( )
A.大理石和稀盐酸?
B.石灰石和稀硫酸?
C.木炭和氧气??
D.碳酸钠和稀盐酸
A
【 你学会了吗? 】
2.下图为实验室制取二氧化碳的装置图,有
哪些错误?请改正?
长颈漏斗下端管口
没有伸入液面下
没有用向上排
空气法收集CO2
导管太长,伸入了液面以下
导气管没有伸
入试管底部
3.实验室制取CO2和O2的共同点是( )
A.气体发生装置一定相同??
B.都可以用向上排空气法收集
C.反应时都需要加热??
D.都可以用排水法收集
B