1、碳和碳的氧化物之 課題課題2 2 二氧化碳制取的研究二氧化碳制取的研究 宣化第十一中學 韓俊東 CO2 0.03 ? 碳和碳的氧化物之 課題課題2 2 二氧化碳制取的研究二氧化碳制取的研究 學習目標學習目標 探究實驗室制取二氧化碳的反應原理探究實驗室制取二氧化碳的反應原理 探究實驗室制取二氧化碳的發生裝置探究實驗室制取二氧化碳的發生裝置 探究實驗室制取二氧化碳的收集裝置探究實驗室制取二氧化碳的收集裝置 掌握實驗室中制取氣體的一般思路和方法掌握實驗室中制取氣體的一般思路和方法 制取氣體的研究內容： 藥品及反應原理藥品及反應原理 驗滿驗滿 實驗裝置實驗裝置 檢驗檢驗 步驟步驟 收集方法收集方法 一

2、、探究制取探究制取CO2的藥品及反應原理的藥品及反應原理 一、探究制取一、探究制取CO2的藥品及反應原理：的藥品及反應原理： 問題一問題一 下面四種方法都有二氧化碳產生，都能用來實驗下面四種方法都有二氧化碳產生，都能用來實驗室制取二氧化碳嗎？室制取二氧化碳嗎？ 木炭在氧氣中燃燒木炭在氧氣中燃燒 蠟燭燃燒蠟燭燃燒 人呼吸人呼吸 碳還原氧化銅碳還原氧化銅 提示：生成氣體是否純凈、易于收集、產生氣提示：生成氣體是否純凈、易于收集、產生氣體的速度是否適中、操作是否簡便等方面來考體的速度是否適中、操作是否簡便等方面來考慮。慮。 一、探究制取一、探究制取CO2的藥品及反應原理：的藥品及反應原理： 探究信息

3、： 含碳酸根離子（含碳酸根離子（ COCO3 32-2-）的化合物（例如：碳酸鈉）的化合物（例如：碳酸鈉NaNa2 2COCO3 3、大理石或石灰石主要成分是、大理石或石灰石主要成分是CaCOCaCO3 3）能與鹽酸）能與鹽酸（HClHCl）或稀硫酸（）或稀硫酸（H H2 2SOSO4 4）反應生成）反應生成COCO2 2。 其原理為：其原理為：CaCOCaCO3 3+2HCl=CaCl+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 CaCOCaCO3 3+H+H2 2SOSO4 4=CaSO=CaSO4 4+H+H2 2O+COO+CO2 2 NaNa2 2COCO3 3+2

4、HCl=2NaCl+H+2HCl=2NaCl+H2 2O+COO+CO2 2 Na Na2 2COCO3 3+2H+2H2 2SOSO4 4=2Na=2Na2 2SOSO4 4+H+H2 2O+COO+CO2 2 CaCl2、NaCl易溶于水，CaSO4微溶于水。 一、探究制取一、探究制取CO2的藥品及反應原理：的藥品及反應原理： 問題二問題二 如何檢驗一種氣體是二氧化碳？如何檢驗一種氣體是二氧化碳？ 用澄清石灰水檢驗，若石灰水用澄清石灰水檢驗，若石灰水變渾濁，則該氣體是變渾濁，則該氣體是CO2 問題三問題三 上述四個反應也能產生二氧化碳，都適合用來實上述四個反應也能產生二氧化碳，都適合用來實

5、驗室制取二氧化碳嗎？驗室制取二氧化碳嗎？ 實驗實驗 現象現象 碳酸鈉和稀鹽酸反應碳酸鈉和稀鹽酸反應 大量氣泡，反應很快大量氣泡，反應很快 碳酸鈉和稀硫酸反應碳酸鈉和稀硫酸反應 大量氣泡，反應很快大量氣泡，反應很快 石灰石和稀硫酸反應石灰石和稀硫酸反應 少量氣泡少量氣泡,反應一會，就停止反應一會，就停止 石灰石和稀鹽酸反應石灰石和稀鹽酸反應 大量氣泡，反應速度適中大量氣泡，反應速度適中 結論：結論： 1、實驗室制取二氧化碳的最好原料實驗室制取二氧化碳的最好原料: 石灰石和稀鹽酸石灰石和稀鹽酸 2、選擇制取氣體的藥品的一般原則是： 較易反應、反應較易反應、反應速度適中、產生氣體易于收集、操作簡便等

6、。速度適中、產生氣體易于收集、操作簡便等。 實驗室制取二氧化碳的原理實驗室制取二氧化碳的原理 Ca CaCOCO3 + HCl2 H Cl 3 碳酸不穩定易分解：碳酸不穩定易分解： 2 + 2 H2CO3 = CO2 + H2O CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 思考思考? 大理石和稀硫酸反應一會，為大理石和稀硫酸反應一會，為 CaSO CaSO4 4是一種微溶于水的白色物質，是一種微溶于水的白色物質，它覆蓋在未反應完的碳酸鈣的表面，阻止了反應它覆蓋在未反應完的碳酸鈣的表面，阻止了反應的繼續進行，反應便自動停止。的繼續進行，反應便自動停止。 小資料 什么會自動停

7、止？什么會自動停止？ 反應原理：反應原理： CaCO32H2SO4CaSO4 H2O CO2 思考思考? 實驗室制取二氧化碳能不能用濃鹽酸代替稀鹽酸？ 小資料 濃鹽酸具有很強的揮發性，能濃鹽酸具有很強的揮發性，能揮發出氯化氫氣體，使收集的二氧揮發出氯化氫氣體，使收集的二氧化碳因混有氯化氫氣體而不純化碳因混有氯化氫氣體而不純,所以所以不能。不能。 二、探究制取探究制取CO2的發生裝置的發生裝置 【復習】我們在學習氧氣的制取的時候就學過以下的【復習】我們在學習氧氣的制取的時候就學過以下的氣體發生裝置：氣體發生裝置： 用上面的發生裝置填寫下表：用上面的發生裝置填寫下表： 實驗 發生裝置 A B C

8、選擇的依據 加加固固熱熱體體型型氯酸鉀 高錳酸鉀 過氧化氫 不不固固加加液液熱熱混混型型合合反應物是固體反應物是固體 需要加熱需要加熱 反應物是液體或反應物是液體或固體和液體固體和液體 不要加熱不要加熱(常溫常溫) 我們已經知道我們已經知道 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 固體固體 液體液體 不需加熱不需加熱 實驗 反應物是固體反應物是固體 需要加熱需要加熱 發生裝置 反應物是液體或反應物是液體或固體和液體固體和液體 不要加熱不要加熱(常溫常溫) 固液混合不加熱型固液混合不加熱型 二、探究制取探究制取CO2的發生裝置的發生裝置 知識升華知識升華 固固不不液液加

9、加混混熱熱合合型型 控制反應的控制反應的發生和停止發生和停止 便于添加藥品便于添加藥品 控制反應控制反應的速率的速率 三、探究制取探究制取CO2的收集裝置的收集裝置 氣體的收集裝置也學過下面幾種： 向向向向排排下下上上水水排排排排集集空空空空氣氣氣氣氣氣F 法法E D 法法法法 已知空氣標準狀況下的密度是已知空氣標準狀況下的密度是 1.29g/L,1.29g/L,下列是某些氣下列是某些氣體的物理性質體的物理性質 氣體性質氣體性質 密度密度( (g/L) g/L) 1.4291.429 溶解性溶解性 不易溶于不易溶于水水 難溶于水難溶于水 難溶于水難溶于水 能溶于水能溶于水 E或或D 由上表信息

10、可知，氧氣可以用由上表信息可知，氧氣可以用 收集，氫氣可以收集，氫氣可以E或或F E 或或F 收集，收集，二氧化碳可二氧化碳可用用 收集，甲烷可以用收集，甲烷可以用D 收集（填標號）收集（填標號） 以用以用 氧氣氧氣 氫氣氫氣 0.0890.089 甲烷甲烷 0.7140.714 二氧化碳二氧化碳 1.9781.978 三、探究二氧化碳的收集裝置三、探究二氧化碳的收集裝置 氣體的收集裝置共有三種： 向向上上排排空空氣氣法法排排水水集集氣氣法法向向下下排排空空氣氣法法D E F 二氧化密度比空氣大且能溶于水，所以二氧化密度比空氣大且能溶于水，所以收集二氧化碳只能用收集二氧化碳只能用 向上排空氣法

11、向上排空氣法 你會組裝嗎你會組裝嗎 選擇以下儀器設計制取二氧化碳的裝置：選擇以下儀器設計制取二氧化碳的裝置： 針筒針筒 錐形瓶錐形瓶 平底燒瓶平底燒瓶 燒杯燒杯 試管試管 集氣瓶集氣瓶 A B C D E F 雙孔雙孔 長頸漏斗長頸漏斗 導管導管 分液漏斗分液漏斗 酒精燈酒精燈 G H I J K L 可組裝的一些發生裝置：可組裝的一些發生裝置： A B C D E F 四、本課小結 1、記住實驗室制取、記住實驗室制取CO2的藥品并能寫出化學方程式。的藥品并能寫出化學方程式。 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 2、掌握制取二氧化碳的發生裝置，最好能畫出來，并、掌

12、握制取二氧化碳的發生裝置，最好能畫出來，并能說出選擇這種裝置的理由。能說出選擇這種裝置的理由。 反應物是固體和液體反應物是固體和液體 不要加熱不要加熱(常溫常溫) 3、掌握制取二氧化碳的收集裝置并說說選擇這種裝置、掌握制取二氧化碳的收集裝置并說說選擇這種裝置的理由。的理由。 二氧化碳可溶于水，密度比二氧化碳可溶于水，密度比空氣大。空氣大。 四、本課小結 4、實驗室制取氣體的一般思路：、實驗室制取氣體的一般思路： 選擇藥品選擇藥品 選擇裝置選擇裝置 收集方法收集方法 產生氣體產生氣體 1、反應物的狀態、反應物的狀態1、氣體密度、氣體密度 收集方便收集方便 2、反應條件、反應條件 2、溶解性、溶解

13、性 氣體檢驗氣體檢驗 氣體特性氣體特性 3、是否有毒性及與、是否有毒性及與空氣成份是否反應空氣成份是否反應 談收獲，理新知談收獲，理新知 1、凡是給固體加熱產生氣體，發生裝置可、凡是給固體加熱產生氣體，發生裝置可A 采用（采用（ ）裝置。）裝置。 2、凡是固體與液體在常溫下反應制氣體，發、凡是固體與液體在常溫下反應制氣體，發生裝置可采用（生裝置可采用（ B ）裝置。）裝置。 如果要加熱呢如果要加熱呢？ A B 你發現了嗎？你發現了嗎？ 下圖為實驗室制取二氧化碳的裝置圖，有哪些錯誤？下圖為實驗室制取二氧化碳的裝置圖，有哪些錯誤？為什么？請改正？為什么？請改正？ 長頸漏斗沒有長頸漏斗沒有 插入液面

14、下插入液面下 沒有用向上排沒有用向上排 空氣法收集空氣法收集 出氣導管太長，出氣導管太長， 插入了液面下插入了液面下 拓展思維拓展思維 硫化氫硫化氫(H2S)是一種密度比空氣大且溶于水的氣體是一種密度比空氣大且溶于水的氣體 , 實驗室常用塊狀固體硫化亞鐵實驗室常用塊狀固體硫化亞鐵 (FeS)與稀硫酸反應制取與稀硫酸反應制取 硫化氫硫化氫,實驗室制取硫化氫的發生裝置是實驗室制取硫化氫的發生裝置是 B ， 收集裝置收集裝置 D 。 A B C D E 拓展思維拓展思維 利用家庭中一些常見的物品來設計一利用家庭中一些常見的物品來設計一套制取二氧化碳的裝置，比一比，看哪套制取二氧化碳的裝置，比一比，看

15、哪位同學設計的更合理、更有創意。位同學設計的更合理、更有創意。 連接儀器連接儀器 檢查氣密性檢查氣密性 加大理石加大理石 加稀鹽酸加稀鹽酸 收集氣體收集氣體 澄清石灰水 變渾濁 集滿集滿后正后正放在放在桌面桌面上上 本課題小結：本課題小結： 1、反應的藥品、反應的藥品 大理石（或石灰石）和稀鹽酸大理石（或石灰石）和稀鹽酸 二二氧氧化化碳碳實實驗驗室室制制法法2、反應的原理、反應的原理 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 3、裝置圖、裝置圖 將燃著的木條伸到集氣瓶口，將燃著的木條伸到集氣瓶口， 4、驗滿方法、驗滿方法 木條熄滅，則說明集滿。木條熄滅，則說明集滿。 氣體通入澄清的石灰

16、水，石灰水氣體通入澄清的石灰水，石灰水將將5、檢驗方法、檢驗方法 變渾濁，證明生成的氣體是變渾濁，證明生成的氣體是 COCO2 2。 實驗室制取氣體的一般思路：實驗室制取氣體的一般思路： 選擇藥品選擇藥品 選擇裝置選擇裝置 收集方法收集方法 產生氣體產生氣體 1、反應物的狀態、反應物的狀態1、氣體密度、氣體密度 收集方便收集方便 2、反應條件、反應條件 2、溶解性、溶解性 3、是否有毒性及與、是否有毒性及與驗滿方法驗滿方法 氣體放置氣體放置 氣體檢驗氣體檢驗 空氣成份是否反應空氣成份是否反應 密度密度 化學性質化學性質 氣體特性氣體特性 二氧化碳的工業制法：二氧化碳的工業制法： 煅燒石灰石法：

17、煅燒石灰石法：CaCO3 = CaO + CO2 高溫高溫 導管只需突出導管只需突出膠塞少許膠塞少許 長頸漏斗下長頸漏斗下端應插到液端應插到液面以下面以下 導管口應插導管口應插到集氣瓶底到集氣瓶底 生活小常識生活小常識 ? 長期使用的熱水瓶內壁，會附著較多的水垢（主要成分為碳酸鈣），既不衛生還會對人體造成一定影響?？杉尤脒m量的食醋（含有醋酸）除之，同時還會產生二氧化碳氣體。 知識拓展知識拓展 右圖是實驗室制備右圖是實驗室制備CO2的裝置圖。該裝置的裝置圖。該裝置的特點是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接的特點是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接觸，發生反應；關閉彈簧夾后，鹽酸被反觸，發生反應；關閉彈簧夾后

18、，鹽酸被反應產生的應產生的CO2氣體壓回長頸漏斗，與大理氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應。用該裝置制備石分離，停止反應。用該裝置制備CO2可可起到節約藥品和取用方便的效果。下圖裝起到節約藥品和取用方便的效果。下圖裝置中哪些可以起到與右圖裝置相同的效果？置中哪些可以起到與右圖裝置相同的效果？ 【B B、DD】 學以致用；拓展提高學以致用；拓展提高 右圖為某興趣小組設計的右圖為某興趣小組設計的“微型微型”實驗裝置，用來制取實驗裝置，用來制取少量二氧化碳并檢驗。少量二氧化碳并檢驗。A處處裝的液體藥品裝的液體藥品_稀鹽酸稀鹽酸 ，B處放的固體藥品是處放的固體藥品是_；“微型塑微型塑碳酸鈣碳酸鈣

19、 料滴管料滴管”相當于氣體發生裝相當于氣體發生裝置中的置中的長頸漏斗長頸漏斗 （填一種常見儀器的名稱）（填一種常見儀器的名稱）。 A （玻璃（玻璃W管）管） （玻璃 W 管） G 微型 塑料 滴管 微微型型塑塑料料滴滴管管 Fe H B 微 型 澄澄清清石石灰灰水水2 O 3 酒精燈 2、下圖是實驗室制備、下圖是實驗室制備 CO2的裝置圖。該裝的裝置圖。該裝置的特點是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接置的特點是：打開彈簧夾，大理石和鹽酸接觸，發生反應。觸，發生反應。關閉彈簧夾后，鹽酸被反應關閉彈簧夾后，鹽酸被反應產生的產生的CO2氣體壓回長頸漏斗，與大理石分氣體壓回長頸漏斗，與大理石分離，停止反應。

20、離，停止反應。 優點：優點：隨開隨用、隨關隨停隨開隨用、隨關隨停 使用該裝置使用該裝置的要求：塊的要求：塊狀固體和液狀固體和液體的反應體的反應 拓展遷移拓展遷移3歸納與演繹是重要的科學方法，也是常用的化學學習歸納與演繹是重要的科學方法，也是常用的化學學習方法。我們已經學過實驗室制取方法。我們已經學過實驗室制取O2、H2、CO2三種氣體的反應原三種氣體的反應原理、制取與收集方法。請你歸納出實驗室制取氣體反應的共同點理、制取與收集方法。請你歸納出實驗室制取氣體反應的共同點 （填序號）。需要加熱（填序號）。需要加熱 使用催化劑使用催化劑 沒有氣體參加反應沒有氣體參加反應 原料為純凈物原料為純凈物 只生成一種氣體只生成一種氣體 化學上可以通過多種反應得到化學上可以通過多種反應得到NH3(極易溶于水，密度比空氣小極易溶于水，密度比空氣小)，例如：，例如： 2NH4Cl（固固）+Ca(OH)2（固固） CaCl2+2NH3+2H2O NH4HCO3（固）（固） NH3+CO2+H2O H2O（濃）（濃）NH3+Ca(OH)2 CaO（固）（固）+NH3hi或或ch或或abg NH3的反的