/課題3二氧化碳的實驗室制取第1課時實驗室制取二氧化碳的原理及裝置一、知識目標1．了解實驗室制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，知道選用稀鹽酸與石灰石（或大理石）反應(yīng)制取二氧化碳的原因。2．能設(shè)計簡單實驗裝置，掌握二氧化碳的實驗室制法，包括發(fā)生裝置、收集裝置的選擇，操作步驟、檢驗和驗滿方法。二、核心素養(yǎng)目標1．宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上認識二氧化碳的制取過程和現(xiàn)象，從微觀角度理解化學(xué)反應(yīng)原理。2．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過對不同反應(yīng)制取二氧化碳的討論和實驗裝置的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新思維，體會實驗探究在化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性。3．科學(xué)態(tài)度與社會責任：在確定制取原理和選擇裝置時，考慮反應(yīng)速率、產(chǎn)物純度、操作簡便性和安全性等因素，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度和環(huán)保意識。一、學(xué)習(xí)重點在確定制取原理和選擇裝置時，考慮反應(yīng)速率、產(chǎn)物純度、操作簡便性和安全性等因素，培養(yǎng)科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度和環(huán)保意識。二、學(xué)習(xí)難點理解確定實驗室制取二氧化碳反應(yīng)原理時需要考慮的因素，以及對實驗裝置進行合理設(shè)計和改進。1．在實驗室里，常用稀鹽酸與石灰石（或大理石，主要成分都是碳酸鈣）反應(yīng)來制取二氧化碳。反應(yīng)的總化學(xué)方程式可以為CaCO2．根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)（如固體與固體、固體與液體、液體與液體等）、反應(yīng)條件（如是否需要加熱、使用催化劑等）來確定氣體發(fā)生裝置，根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇氣體收集方法（排空氣法或排水法)，確定氣體收集裝置。一、新課導(dǎo)入問題思考1：請列舉二氧化碳在生活中的用途？答案：二氧化碳可作為光合作用的原料、用于滅火、是化工產(chǎn)品的原料、可作氣體肥料等。問題思考2：你知道哪些反應(yīng)可以產(chǎn)生二氧化碳氣體？答案：動植物的呼吸、蠟燭燃燒、木炭燃燒、木炭還原氧化銅等反應(yīng)都能產(chǎn)生二氧化碳。問題思考3：木炭在氧氣中燃燒、木炭還原氧化銅、蠟燭燃燒這幾個反應(yīng)中，哪個適合作為實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理？為什么？答案：這幾個反應(yīng)都不適合。木炭燃燒溫度高、操作復(fù)雜，且生成的氣體不純凈；木炭還原氧化銅需要高溫條件，操作復(fù)雜；蠟燭燃燒生成的氣體也不純凈，還可能產(chǎn)生其他雜質(zhì)。制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理活動一：引入實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理問題思考：下列反應(yīng)中，適合用于實驗室制取二氧化碳的是（）A.碳在氧氣中燃燒B.大理石與稀鹽酸反應(yīng)C.碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)D.高溫煅燒石灰石答案：B碳在氧氣中燃燒需要點燃，操作復(fù)雜且生成的氣體可能不純凈，不適合實驗室制取二氧化碳；大理石與稀鹽酸反應(yīng)速率適中，適合實驗室制??；碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)速率過快，不便于收集；高溫煅燒石灰石需要高溫條件，操作復(fù)雜，不適合實驗室制取。活動二：探究實驗室制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理問題思考1：實驗室制取二氧化碳應(yīng)該選用什么試劑？其反應(yīng)原理是什么？寫出化學(xué)方程式。答案：試劑是稀鹽酸與石灰石（或大理石），主要成分分別是HCl和CaCO3。反應(yīng)原理是碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩(wěn)定分解生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式為問題思考2：為什么不能用濃鹽酸和石灰石（或大理石）反應(yīng)制取二氧化碳？答案：濃鹽酸具有揮發(fā)性，會使制得的氣體不純（混有氯化氫氣體）。問題思考3：為什么不能用稀硫酸和石灰石（或大理石）反應(yīng)制取二氧化碳？答案：反應(yīng)生成了微溶于水的硫酸鈣，附著在石灰石（或大理石）表面，阻止反應(yīng)的進行。問題思考4：為什么不用稀鹽酸與粉末狀碳酸鈣（或碳酸鈉）反應(yīng)制取二氧化碳？答案：反應(yīng)速率過快，不便于收集產(chǎn)生的氣體。活動三：典例精講典例1：實驗室制取二氧化碳時不使用稀硫酸是因為（）A．不能反應(yīng)B．反應(yīng)發(fā)生后生成的微溶物阻止反應(yīng)繼續(xù)進行C．生成的氣體不純凈D．反應(yīng)速率太快答案：B稀硫酸與石灰石反應(yīng)會生成微溶的硫酸鈣，附著在石灰石表面，阻止反應(yīng)繼續(xù)進行，所以不能用稀硫酸制取二氧化碳。制取二氧化碳的裝置活動一：選擇并設(shè)計制取二氧化碳的裝置問題思考1：已知制取二氧化碳的反應(yīng)物狀態(tài)為固體和液體，反應(yīng)條件是不需要加熱，應(yīng)該選擇什么樣的發(fā)生裝置？答案：發(fā)生裝置為固液不需加熱型。問題思考2：不同的發(fā)生裝置，如用試管、錐形瓶等作為反應(yīng)容器，各有什么優(yōu)缺點？答案：操作簡單的裝置（如用試管）適合制取較少量的二氧化碳氣體，帶有長頸漏斗或分液漏斗的裝置（如用錐形瓶搭配長頸漏斗或分液漏斗）便于添加液體藥品，其中分液漏斗可控制液體滴加速率，進而控制反應(yīng)速率。活動二：了解制取二氧化碳裝置的相關(guān)操作問題思考1：制取二氧化碳的操作步驟有哪些？答案：操作步驟為檢查裝置氣密性、裝試劑（先裝入固體，再添加液體）、收集氣體、檢驗和驗滿。問題思考2：如何檢驗二氧化碳？寫出化學(xué)方程式。答案：將氣體通入澄清石灰水中，如果石灰水變渾濁，則該氣體是二氧化碳，化學(xué)方程式為CO問題思考3：如何驗滿二氧化碳？答案：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條熄滅，則二氧化碳已收集滿。活動三：典例精講典例1：利用下圖所示裝置，能完成實驗室制取氣體的是（）A．用①③制取氧氣B．用②③制取二氧化碳C．用②④制取氧氣D．用①⑤制取二氧化碳答案：C①是固體加熱型發(fā)生裝置，③是排水法收集裝置，用①③制取氧氣需要加熱且用排水法收集；②是固液不加熱型發(fā)生裝置，③是排水法收集裝置，二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；②是固液不加熱型發(fā)生裝置，④是向上排空氣法收集裝置，用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣可以用此裝置；①是固體加熱型發(fā)生裝置，⑤是向下排空氣法收集裝置，二氧化碳密度比空氣大，不能用向下排空氣法收集。1．實驗室制備二氧化碳氣體的常用方法是（）A．煅燒石灰石 B．用碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng) C．用石灰石與稀鹽酸反應(yīng) D．用石灰石與稀硫酸反應(yīng)【答案】C【解析】A、需要高溫條件，操作復(fù)雜且不易收集氣體，屬于工業(yè)制取方法，實驗室不常用；B、反應(yīng)速率過快，難以控制，不適合實驗室常規(guī)制??；C、原料廉價易得、反應(yīng)速率適中、操作簡單，便于收集純凈的二氧化碳氣體；D、生成微溶于水的硫酸鈣覆蓋在石灰石表面，反應(yīng)會逐漸停止，無法持續(xù)產(chǎn)生氣體。故選：C。2．實驗室用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，一定不需要的儀器是（）A．導(dǎo)氣管B．試管C．酒精燈D．集氣瓶【答案】C【解析】實驗室用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，該反應(yīng)在常溫下即可進行，使用的裝置屬于“固液常溫型”，故可判斷一定不需要的儀器是酒精燈，C選項正確。故選：C。3．某同學(xué)在實驗室制取二氧化碳的過程中，進行制取、收集、檢驗、驗滿的四步操作如下圖所示，其中正確的是（）A．制取 B．收集 C．檢驗 D．驗滿【答案】C【解析】A、用圖示裝置制取二氧化碳時，長頸漏斗尾管一定要插入液面以下，以防產(chǎn)生的氣體由長頸漏斗逸出，操作錯誤，故A選項錯誤；B、二氧化碳能溶于水，且密度比空氣大，所以采用向上排空氣法來收集二氧化碳，且集氣瓶口應(yīng)放置一玻璃片，圖示為向下排空氣法，故B選項錯誤；C、二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水，常用澄清的石灰水來檢驗二氧化碳氣體，故C選項正確；D、二氧化碳不燃燒，也不支持燃燒，所以二氧化碳的驗滿方法是將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察木條是否熄滅，不可伸入集氣瓶內(nèi)，操作錯誤，故D選項錯誤。故選：C。4．實驗課上，同學(xué)們用下圖所示的裝置制取二氧化碳氣體，有關(guān)實驗操作正確的一項是（）A．連接儀器后直接加試劑B．試管橫放加入液體試劑C．導(dǎo)管應(yīng)伸到集氣瓶底部D．引燃木條插入瓶中驗滿【答案】C【解析】A、連接儀器后不能直接加試劑，需先檢查裝置的氣密性，然后再裝入試劑，以避免裝入試劑后發(fā)現(xiàn)裝置氣密性不好，更換部分儀器而浪費試劑，故選項說法錯誤；B、加液體試劑時試管不能橫放，否則液體會流出，故選項說法錯誤；C、導(dǎo)管應(yīng)伸到集氣瓶底部，以利于空氣的排出，故選項說法正確；D、二氧化碳密度比空氣大，且不支持燃燒，驗滿時將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明集滿，故選項說法錯誤。故選：C。一、制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理1．試劑：稀鹽酸、石灰石（或大理石）2．原理：CaC二、制取二氧化碳的裝置1．發(fā)生裝置：固液不需加熱型．收集裝置：向上排空氣法3．操作步驟：查（檢查氣密性）→裝（先固后液）→收（收集氣體）→驗（檢驗和驗滿）4．檢驗：通入澄清石灰水，變渾濁則是CO?5．驗滿：燃著木條放集氣瓶口，熄滅則滿考點1制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理1．實驗室制氣體，最適宜的一組藥品是（）A．石灰石和稀硫酸 B．石灰石和稀鹽酸C．碳燃燒 D．木炭和氧化銅【答案】B【解析】A、石灰石主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣、水和二氧化碳，硫酸鈣微溶于水，會覆蓋在石灰石表面，阻礙反應(yīng)持續(xù)進行，導(dǎo)致反應(yīng)速率下降甚至停止，不適合實驗室制取二氧化碳，不符合題意；B、石灰石主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，氯化鈣易溶于水，不會阻礙反應(yīng)，且反應(yīng)速率適中，便于控制，適合實驗室制取二氧化碳，符合題意；C、碳燃燒生成二氧化碳，不完全燃燒會生成一氧化碳，導(dǎo)致氣體不純，此外，燃燒反應(yīng)速率難以控制，不適合實驗室制取二氧化碳，不符合題意；D、木炭與氧化銅在高溫條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，需要高溫條件，操作復(fù)雜，不適合實驗室制取二氧化碳，不符合題意。故選：B?？键c2制取二氧化碳的裝置1．某市中考化學(xué)實驗操作考試中，小峰抽到的考題是CO2的制取，收集和驗滿。下圖五個示意圖是小峰的實驗操作過程，按評分標準，每項操作得1分，滿分5分，若你是評分老師，小峰的最終成績?yōu)椋ǎ〢．1分 B．2分 C．3分 D．4分【答案】C【解析】①檢查裝置氣密性：將導(dǎo)管置于水中