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二氧化碳制取的研究
九年级上册
RJ
初中化学
第六单元
课题2
第1课时
1.了解实验室里制取二氧化碳的化学反应原理；
2.探究实验室里制取二氧化碳的装置，掌握二氧化碳的鉴别方法。
学习目标
新知导入
冬季人们为提高大棚蔬菜的产量，在大棚内放置二氧化碳发生装置，你知道二氧化碳发生装置内药品的主要成分是什么吗？反应的原理又是什么呢？
联系所学知识和日常生活，列举你所知道的能生成二氧化碳的反应。
碳在氧气中燃烧生成CO2
蜡烛燃烧可生成CO2
木炭还原氧化铜，生成Cu和CO2
知识点
制取二氧化碳的药品及反应原理
新知探究
生物体的呼吸作用产生CO2
…………
石灰石与稀盐酸在常温下反应
石灰石高温分解
这些方法中哪些适用于实验室制取CO2？
这些反应也可以生成二氧化碳。
碳在氧气中燃烧生成CO2
蜡烛燃烧可生成CO2
木炭还原氧化铜，生成铜和CO2
生物体的呼吸作用产生CO2
石灰石与稀盐酸在常温下反应
石灰石高温分解
所得气体不纯
取材不便、条件限制
实验室制取二氧化碳的药品选择
可供选择的原料：
块状石灰石或大理石(主要成分为CaCO3)、碳酸钠粉末(Na2CO3)、稀盐酸或浓盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)
药品
实验现象
1
2
…
编号
药品
实验现象
实验分析
1
Na2CO3粉末和稀盐酸
剧烈反应，迅速产生大量气泡
2
块状大理石与浓盐酸
反应剧烈，迅速产生大量气泡，并伴有白雾
碳酸钠粉末与稀盐酸反应速率过快，不便于收集产生的气体
浓盐酸有挥发性，会使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体
编号
药品
实验现象
实验分析
3
块状大理石和稀盐酸
产生气泡，速率适中
4
块状大理石和稀硫酸
开始时有气泡产生，后来速率减慢并逐渐停止
反应速率适中，便于气体收集，原料廉价易得
反应产生微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石表面，阻止反应进行
实验室制取二氧化碳的反应原理：
1.药品：石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸
2.反应原理：CaCO3+2HCl
CaCl2+H2CO3
H2CO3
H2O+CO2↑
总反应为：CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
归纳小结
思考：
（1）实验室制取氧气的装置是什么？选择依据是什么？
（2）怎样收集氧气？为什么这样收集？
（3）实验室制取二氧化碳应选择什么装置？
1.发生装置的选择
依据反应物的状态和反应条件
②固固加热型
①固液常温型
制取二氧化碳的装置
依据气体的溶解性、气体的密度
2.收集装置的选择
排水法
向上排空气法
向下排空气法
过氧化氢制氧气(O2)和制备二氧化碳(CO2)的比较：
O2
CO2
反应物状态
固体和液体
固体和液体
反应条件
不加热
不加热
气体的密度
大于空气
大于空气
水溶性
不易溶于水
能溶于水
根据以上信息思考实验室制取CO2应选择怎样的装置？
下列仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择：
长颈漏斗
锥形瓶
双孔橡胶塞
导管
1.发生装置:
2.收集装置：
集气瓶
玻璃片
导管
固液常温型
3.实验装置:
连接仪器，检查装置气密性
装入大理石（或石灰石），塞紧双孔橡胶塞
由长颈漏斗加入盐酸，使液面浸没长颈漏斗末端
收集气体
检验气体是否集满
谐音简记为“茶庄莫收盐”
制取二氧化碳的实验步骤
实验室制取二氧化碳
交流与讨论
（1）长颈漏斗下端管口为什么要伸入液面以下？
液封，防止气体从长颈漏斗排出。
（2）怎样检验所得气体是二氧化碳？
（3）怎样检验二氧化碳气体已收集满？
将气体通入到澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则所得气体为CO2。
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则CO2已收集满。
用品或
放置方法
方法或注意事项
检验
验满
存放
二氧化碳的检验、验满与存放
将气体通入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊,则该气体为CO2
澄清
石灰水
燃着
的木条
将燃着的木条放在收集CO2的集气瓶口,若燃着的木条熄灭,证明已收集满
正放在
桌面上
收集满CO2的集气瓶要用玻璃片盖住(毛面向下)
典例1
实验室里用向上排空气法收集CO2，依据的CO2性质是( )
A．密度
B．颜色
C．气味
D．熔点
解析：选用向上排空气法收集CO2，是因为CO2的密度比空气的大。
A
B
典例2
实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中加入几小块石灰石；③向试管中加入适量稀盐酸；④检查装置的气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃着的木条检验集气瓶中是否充满CO2。以上操作按由先至后的顺序排列，正确的是
(
)
A.①②③④⑤⑥
B.①④②③⑤⑥
C.①③②④⑤⑥
D.③①②④⑤⑥
二氧化碳制取的研究
实验药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
反应原理：CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
操作步骤：“茶庄莫收盐”
发生装置：固体与液体不加热型；收集装置：向上排空气法
气体的检验与验满
课堂小结
1.下列有关实验室制取二氧化碳的描述错误的是
( )
A.二氧化碳的密度比空气的大，故能用向上排空气法收集
B.实验室中可用燃烧木炭的方法制取二氧化碳
C.在发生装置中应加入块状石灰石和稀盐酸
D.因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热
B
课堂达标
2.如图是实验室的部分实验装置，回答有关问题：
A
B
C
D
E
(1)实验室用稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳应选用的装置是________（填序号）；其中，发生装置中产生二氧化碳的化学方程式为____________________________________________。
BC
CaCO3＋2HCl
CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)检验二氧化碳是否集满的方法：___________________________________________。
将燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否熄灭
2.如图是实验室的部分实验装置，回答有关问题：
A
B
C
D
E
3.为测定某石灰石中碳酸钙的含量，现称取12.5g石灰石样品与足量的稀盐酸反应（杂质不溶于水，也不参与反应），得到二氧化碳气体4.4g（假设生成的气体全部逸出）。计算该石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
方法点拨：先根据化学方程式，利用二氧化碳的质量求出参加反应的碳酸钙的质量，进而计算出石灰石样品中碳酸钙的质量分数。
解：设该石灰石样品中CaCO3的质量为x。
CaCO3＋2HCl
CaCl2＋H2O＋CO2↑
100
44
x
4.4g
100
44
x
4.4g
=
10g
12.5g
x＝10g
该石灰石样品中CaCO3的质量分数为
×100%=80%
答：该石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%。
二氧化碳制取的研究
九年级上册
RJ
初中化学
第六单元
课题2
第2课时
1.了解在实验室里制取气体的一般思路和方法；
2.知道如何根据原理选择装置及根据气体的性质确定收集方法。
学习目标
实验室制取二氧化碳
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
收集装置
新知导入
实验室制取气体的一般思路和方法是什么呢？
知识点
实验室制取气体的一般思路和方法
新知探究
1.确定制取气体的化学反应原理，即在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。
2.确定制取气体时应采用的实验装置，包括气体发生装置和收集装置。
3.确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。
确定实验室制取气体反应原理的条件
反应条件是否易达到
原料是否廉价易得
反应速率是否适中
产生的气体是否易收集
反应是否易操作
是否有利于环保
实验室制取气体的原理确定
实验室制取气体的装置确定
气体发生装置
反应物的状态
反应的条件
固体与固体的反应
固体与液体的反应
液体与液体的反应
...
…
是否需要加热、加催化剂等
选择依据：反应物的状态和反应条件
实验室常见的气体发生装置：
Ⅰ
固固加热型
铁夹夹在距试管口1/3处
导气管不能伸入试管过长，否则不利于气体排出
试管口略向下倾斜，以免冷凝水倒流，炸裂试管
Ⅱ
固（液）液常温型
导气管不能伸入试管（或锥形瓶）过长，否则不利于气体排出
长颈漏斗末端必须插入液面以下，起液封作用，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出
a
b
实验室常见的气体发生装置：
反应物的状态
反应条件
发生装置
固体与固体
加热
Ⅰ
固体（或液体）与液体
常温
Ⅱ
Ⅰ
固固加热型
Ⅱ
固（液）液常温型
常见的几种固液常温型气体发生装置：
多孔塑料片
可控制反应速率
便于添加液体药品
可控制反应的发生和停止
实验室收集气体的装置确定
选择依据：气体的密度和溶解性
气体收集装置
气体的密度
气体的溶解度
密度比空气的大
向上排空气法
密度比空气的小
向下排空气法
不易溶于水，不与水反应
排水法
向上排空气法
向下排空气法
排水法
收集到的气体干燥
收集到的气体纯净
实验室常见的气体收集装置：
空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气的大，采用向上排空法收集；如果小于29，则密度比空气的小，采用向下排空法收集。
比较气体密度与空气密度大小的简单方法
二氧化碳和氧气的实验室制取方法比较
制取原理
反应物的状态
反应条件
二氧
化碳
氧气
稀盐酸与大理石反应
稀盐酸为液体，大理石为固体
常温
加热高锰酸钾
高锰酸钾为固体
加热氯酸钾
氯酸钾为固体
加热
分解过氧化氢溶液
过氧化氢溶液为液体
加热，催化剂
常温，催化剂
气体的密度与空气的比较（大或小）
是否溶于水，是否与水反应
二氧化碳
相同条件下，二氧化碳的密度比空气的大
溶于水，与水反应
氧气
相同条件下，氧气的密度比空气的略大
不易溶于水，也不与水反应
检验和验满在试剂选择和方法上的区别
检验：利用某气体的特性，使用某种方法验证该气体是什么气体。
验满：已知该气体是什么气体，使用某种方法来检验该气体已收集满。
典例1
实验室用高锰酸钾制氧气和用石灰石与稀盐酸反应制二氧化碳相比较，正确的是( )
A．反应装置相同
B．实验时均无须加热
C．都能用向上排空气法收集气体
D．反应类型都是分解反应
C
典例2
下列有关气体的制取、收集、检验和验满的说法中不正确的是
( )
A.甲装置可作为实验室制取氧气的发生装置B.乙装置可用来制取、检验二氧化碳
C.丙可用于检验二氧化碳是否收集满
D.丁装置可用来收集氧气
甲
乙
丙
丁
C
课堂小结
实验室制取气体的思路和方法
装置的确定
确定反应原理及药品
发生装置
检验及验满
依据：反应物的状态和反应条件
依据：气体的密度和溶解性
收集装置
1.实验室制取某种气体，确定其发生及收集装置时不需
要考虑的是( )
课堂达标
A．反应物的状态
B．反应条件
C．气体的性质
D．气体的用途
D
2.如图是实验室制取与收集气体的装置图，据此回答有关问题。
(1)实验室用石灰石与稀盐酸制取CO2，应选用的发生装置和收集装置的组合是______(填序号)，反应的化学方程式为
；该组合装置还可以用来制取氧气，其化学方程式
为
。
A
B
C
D
E
CaCO3+2HCl
CaCl2+H2O+CO2↑
2H2O2
2H2O+O2↑
MnO2
BC
2.如图是实验室制取与收集气体的装置图，据此回答有关问题。
(2)如要用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是A，选择理由是___________________，但需对该装置稍做的改动是_____________________。
加热固体制取气体
在试管口放一团棉花
A
B
C
D
E
3.实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答
下列问题。
B装置中使用分液漏斗的优点是
。
(2)实验室制取CO2可选择的发生装置是
（填序号），若选择装置F收集CO2，气体应从
（填“a”或“b”）口进入。
A
B
C
D
E
通过调节活塞控制液体的滴加速率，进而控制反应速率
F
B
a
解析：因为二氧化碳的密度比空气的大，若选择装置F收集CO2，气体应从长导管进入，即从a口进入。
收集密度比空气大的气体，长进短出
收集密度比空气小的气体，短进长出
