实验活动2
二氧化碳的实验室制取与性质
一、实验目的
1．掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置与操作方法。
2．练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。
3．加深对二氧化碳性质的认识。
二、实验用品
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。
烧杯、集气瓶、量筒、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管、试管夹、玻璃片、酒精灯。
三、实验步骤
（一）制取二氧化碳
1．连接装置：如图所示。
2．检查装置气密性。
方法是将导管一端浸入水中。用手紧握试管，如果看到水中的导管口有气泡冒出，松开手，过一会儿，导管内形成一段水柱，则说明装置不漏气。
3．装入药品：先加入大理石(或石灰石)，再加入稀盐酸，立即用带有导管的橡胶塞塞住试管口，看到的现象有：有气泡产生。
4．验满：方法是将燃着的木条放在瓶口，若观察到木条熄灭，说明已集满?。
5．检验：方法是将制取的气体通入澄清石灰水，若观察到澄清石灰水变浑浊，说明所制得的是二氧化碳。
（二）二氧化碳的性质
内容
①熄灭蜡烛的实验
②二氧化碳与水反应
③二氧化碳与澄清石灰水的反应
④二氧化碳的溶解性实验
现象及结论
现象：蜡烛自上而
上先后熄灭
结论：CO2的密度比空气的大；
CO2既不燃烧，也不支持燃烧。
①通入二氧化碳后，石蕊溶液变红色，反应的化学方程式：H2O+CO2===H2CO3。
②给试管加热后，溶液变紫色，反应的化学方程式：H2CO3CO2↑+H2O。
①现象:澄清石灰水变浑浊。
②结论：CO2与澄清石灰水反应生成不溶水的CaCO3沉淀。
实验操作：向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖，振荡①现象：塑料瓶变瘪。
②结论：二氧化碳能溶于水。
（三）问题与交流
1．将收集满的一瓶二氧化碳气体缓慢地倒入放有一支燃着的蜡烛的烧杯里，观察到蜡烛熄灭。说明二氧化碳具有什么性质？
答：不能燃烧，也不能支持燃烧，且密度比空气的大。
2．怎样用实验证明碳酸饮料(汽水)中含有二氧化碳？
答：打开汽水瓶盖，塞上带有导气管的橡胶塞，将瓶内的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，若澄清石灰水变浑浊，证明汽水中有二氧化碳。
四、当堂检测
1．甲、乙两同学在实验室制取二氧化碳和氧气时，无论选择什么药品，他们都能选用的装置是( C )
2．实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中小心放入几小块石灰石；③向试管中小心注入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满CO2。以上操作按由先至后的顺序排列正确的是( B )
A．①②③④⑤⑥ B．①④②③⑤⑥
C．①③②④⑤⑥
D．③①④②⑤⑥
3．请你根据提供的实验仪器和药品，设计实验室制备CO2气体的方案。实验仪器如下图所示(导管、橡皮塞等未画出)：
供选用的实验药品：①氯酸钾、②10%过氧化氢、③大理石、④稀盐酸、⑤稀硫酸、⑥高锰酸钾。
（1）组装固液产气装置时，你选用的仪器是hi(或bi或aci,合理即可)(填字母)，药品是③④(填序号)，反应的化学方程式CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。?
（2）组装集气装置时，你选用的仪器是d，理由是二氧化碳的密度比空气大且能溶于水。?
五、布置作业
2实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质
三维目标要求
知识与技能
1．让学生通过相互交流归纳出实验室制取气体的思路和方法。
2．使学生学会实验室制取二氧化碳的原理、制备装置、收集方法、验满方法、检验方法。
过程与方法
1．通过探究“实验室制取二氧化碳的理想药品”的过程以及教师演示的有关实验内容，提高学生实验操作技能，培养学生观察能力、探究能力、分析和归纳能力以及相互交流协作能力。
2．能用所学知识解释日常生活中与之有关的化学问题。
情感、态度与价值观
1．在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣。
2．在设计实验装置的过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。
教学重点和难点
教学重点
初步学会实验室制取二氧化碳的原理、装置、收集、检验及验满。
教学难点
实验室制取二氧化碳的化学反应方程式，了解实验室制备气体的思路和方法。
情境导入
前面我们已经学习了氧气的实验室制取，你能根据以下提供的实验器材和药品，设计出二氧化碳的实验室制法吗？实验用品：烧杯、集气瓶、量筒、胶头滴管、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管、试管夹、玻璃片、酒精灯。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。
合作探究
探究点一 实验室制取二氧化碳
提出问题实验室制取二氧化碳的实验中，确定气体发生装置时应考虑哪些因素？确定气体收集装置时应考虑哪些因素？为什么不可用排水法收集气体？
讨论交流结合实验室制取气体装置的研究和二氧化碳的性质，讨论归纳。
归纳总结
1．操作步骤：“连—检—装—注—集—验”。
(1)按实验要求连接装配好仪器；(2)检查装置的气密性；(3)装入块状大理石(或石灰石)；(4)由长颈漏斗注入稀盐酸并控制加入的速度；(5)收集气体；(6)检验是否集满。
2．收集、检验、验满、存放的方法：
(1)收集：二氧化碳能溶于水，密度比空气大，所以通常采用向上排空气法收集而不用排水法收集；收集时要注意将导管插到集气瓶底，如图所示。
(2)检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明有CO2生成。
(3)验满：用燃烧的木条置于集气瓶口，如果木条熄灭，证明已收集满了。
(4)存放：验满后要用玻璃片盖住集气瓶口正放在桌上，备用。
探究点二 二氧化碳的性质
提出问题用以上方法制取几集气瓶二氧化碳，将二氧化碳倒入点燃蜡烛的烧杯、通入紫色石蕊溶液、澄清石灰水中各有怎样的现象？
讨论交流实验操作讨论归纳。
实验活动二氧化碳的性质。
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，向烧杯内缓缓倾倒二氧化碳，观察到燃着的蜡烛熄火。证明二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气大。
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，观察试管中溶液呈紫色。将其中一支试管静置。向另一支试管中通入二氧化碳，观察到溶液变红色。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯上加热，观察到红色溶液又变成紫色。
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．经老师同意，你也可以进行其他有关二氧化碳性质(如溶解性)的实验。
归纳总结
1．二氧化碳不燃烧，不支持燃烧。
2．二氧化碳能溶于水，且能与水反应生成能使紫色石蕊溶液变红的碳酸：CO2＋H2OH2CO3；碳酸不稳定，受热易分解：H2CO3H2O＋CO2↑。
3．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，Ca(OH)2＋CO2CaCO3↓＋H2O。
板书设计
实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质
一、实验室制取二氧化碳
收集、检验、验满的方法。
二、二氧化碳的性质
1．二氧化碳不燃烧，不支持燃烧。
2．二氧化碳能溶于水：CO2＋H2OH2CO3；碳酸不稳定，易分解：H2CO3H2O＋CO2↑。
3．Ca(OH)2＋CO2CaCO3↓＋H2O。
成功之处
本节课是学生实验课，意在锻炼学生的实验动手能力，并在实验中利用分组的形式，培养学生的竞争意识以及组内的团队合作精神。充分发展学生的思维，培养创新精神，使学生自发地萌生对装置进行改进的愿望
不足之处
个别学生在小组中不与其他同学合作实验，造成本节实验没有完成
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