化学人教版九年级上册实验 二氧化碳的制取.docx
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化学人教版九年级上册实验二氧化碳的制取
实验二氧化碳的制取
实验设计思想:
通过学习实验室中制取二氧化碳的化学反应原理,然后采用活动与探究的方式来研究实验室中制取二氧化碳的装置。
让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气的大小比较和是否与水反应等方面来比较实验室中制取二氧化碳和氧气的异同。
在此基础上,由学生从常见仪器中选择并组装制取二氧化碳的装置。
通过对二氧化碳实验室制法及氧气实验室制法的对比总结实验室中制取气体的思路和方法。
实验原理:
实验室主要利用石灰石(或大理石)和稀盐酸来制取二氧化碳。
石灰石(或大理石)的主要成分是碳酸钙:
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
实验目的:
1.了解实验室中制取二氧化碳的反应原理。
2.探究实验室中制取二氧化碳的装置。
3.了解实验室中制取气体的思路和方法。
4.通过这个实验要使学生再次练习检查装置的气密性、用向上排气法收集气体、使用量筒等实验操作技能,并使学生学会鉴定二氧化碳的实验操作方法。
实验用品:
石灰石、稀盐酸、澄清石灰水
锥形瓶、长颈漏斗、导管、橡皮塞、集气瓶、玻璃片
实验步骤:
实验室制取二氧化碳的装置:
实验步骤
实验现象
解释和结论
选取装置,将仪器如图所示安装好。
检验装置的气密性
实验室制取气体的装置跟反应物的状态和反应条件有密切的联系。
往锥形瓶中装入石灰石,在长颈漏斗中注入盐酸,使盐酸注入锥形瓶中,以浸没石灰石为宜。
石灰石表明出现大量气泡
石灰石主要成分是碳酸钙
碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
用向上排空气法收集气体
二氧化碳密度比空气大
检验气体是否集满
用燃着的木条放在集气瓶口
火焰熄灭
说明二氧化碳已经集满
实验点拨:
1.原理拓展
(1)总结实验室中制取气体的思路和方法。
①先要了解在实验室的条件下,可以用什么药品,通过什么化学反应来制取这种气体?
②根据反应物的状态、反应所需条件和生成气体的性质来设计实验装置。
气体的发生装置主要决定于反应的条件、反应物的状态;气体的收集方法主要决定于气体的性质。
③需要通过什么实验来验证制得的气体就是所要制的气体。
气体的检验是利用了气体的特定化学性质,如检验氧气是看能否使带火星的木条复燃,而检验二氧化碳一般看能否使澄清石灰水变混浊。
(2)碳酸钙和稀盐酸的反应可以分成两个阶段来看:
碳酸钙+盐酸→氯化钙+碳酸
碳酸→水+二氧化碳
2.注意事项
实验室制取二氧化碳的试剂特点
(1)制备二氧化碳的盐酸不宜太浓,否则从盐酸里会挥发出氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯,有时还会影响实验的结果。
(2)不宜使用硫酸和石灰石来制取二氧化碳,因为硫酸与碳酸钙反应后生成溶解性较小的硫酸钙,会覆盖在石灰石表面从而阻止反应的继续进行。
(3)如果使用长颈漏斗,最好不要使用纯净的碳酸钙或碳酸钠。
因为使用纯度高的碳酸钙或碳酸钠会造成反应过快,不宜控制。
但是将长颈漏斗改成分液漏斗,就可以使用纯度高的碳酸钙或碳酸钠来制取二氧化碳了。
3.误点评析
(1)长颈漏斗下口没有伸入液面下,会导致二氧化碳从长颈漏斗逸出。
(2)出气导管管口不应伸入液面下,这样二氧化碳会把酸液沿导管压出,无法收集气体,该出气导管管口应在锥形瓶上方,略伸出橡皮塞。
实验拓展:
1.各类装置的气密性检验
由于实验室制取二氧化碳使用石灰石和稀盐酸,一种是固体,一种是液体,且反应不需条件。
因此在实验室可以使用下列装置作为气体发生装置。
D
C
B
A
A装置的气密性检验比较简单,在导管右端套上橡胶管和直角弯导管,并将导管的一端浸入水中,然后用手紧贴试管的外壁,如果水中的导管有气泡冒出,说明装置不漏气。
B装置的气密性检验可以在导管右端套上橡胶管并夹上弹簧夹(止水夹),然后朝长颈漏斗中注水,当水浸没长颈漏斗下端后继续注水至形成水柱,停止注水后水柱不下降说明气密性良好。
C、D装置气密性的检验与B类似。
2.气体收集方法
气体的收集方法与气体的性质密切相关。
密度比空气大的气体,又能在空气中稳定存在的气体可以用向上排空气法收集,如氧气、二氧化碳等。
密度比空气小的气体,又能在空气中稳定存在的气体可以用向下排空气法收集,如氢气、甲烷等。
气体的密度与其相对分子质量大小有密切关联,一般来说在通常情况下,我们把空气的平均相对分子质量定为29,如果气体的相对分子质量大于29,密度就大于空气,反之气体的密度就小于空气。
如果气体难溶于水或不易溶于水,又不与水反应就可以用排水集气法收集,如氧气、氢气、氮气等。
向上排空气法与向下排空气法可以收集较为干燥的气体,但是气体中空气的含量可能较多,气体不够纯净。
排水集气法可以收集较为纯净的气体,但是气体中会含有水蒸气。
所以气体的收集要视具体情况而定。
3.除去二氧化碳气体中杂质的方法
实验室制取的二氧化碳气体中常见的杂质是由于盐酸挥发而生成的HCl气体和水蒸气,除HCl气体可以用饱和的碳酸氢钠溶液,除去水蒸气可用浓硫酸。
可以将气体发生器导出的气体依次通过下面的装置:
浓硫酸
饱和的碳酸氢钠溶液
去除杂质原理:
二氧化碳不与碳酸氢钠反应,并且难溶于饱和碳酸氢钠溶液,盐酸能与碳酸氢钠反应:
盐酸+碳酸氢钠→氯化钠+水+二氧化碳
浓硫酸有强烈的吸水性,可吸收二氧化碳气体中的水蒸气。
生活中的实验:
利用可乐等碳酸饮料获得少量二氧化碳
将瓶装可乐瓶盖去除,装上带橡皮塞的导管,小心振荡后可以用向上排空气法收集到二氧化碳。
也可以将可乐瓶浸入热水中。
实验考点导航:
例1:
关于实验室制取二氧化碳的下列说法,不完全正确的是()
A.可以选用利用双氧水制氧气的发生装置 B.可以选用收集氧气装置
C.可以用浓硫酸干燥气体 D.可以用大理石和稀盐酸反应
例题点评:
本题考察二氧化碳实验室制法。
解题指导:
利用双氧水制氧气的反应是利用二氧化锰催化双氧水分解,反应不需加热且反应物为固体与液体,和利用石灰石与稀盐酸制二氧化碳的条件、反应物状态相同。
因此选用利用双氧水制氧气的发生装置来制取二氧化碳,A、D都正确。
浓硫酸可以吸收水分又不和二氧化碳反应,因此C也正确。
虽然氧气和二氧化碳都能用向上排空气法来收集,但是氧气还可以用排水集气法收集,二氧化碳就不宜用排水集气法收集,因此B不完全正确。
答案:
B
例2:
下列为小明同学在实验室制取CO2并检验CO2性质的实验装置示意图。
试回答:
(1)仪器名称:
a;b。
(2)实验室一般用和制CO2,在开始实验之前应先再加入药品,此反应的化学反应表达式为。
(3)用A装置制取CO2时应如何检查气密性?
(用文字或图示说明)
(4)该同学用B瓶收集满一瓶由装置A中产生的CO2后,往瓶中倒入澄清石灰水,迅速用事先绑好的一个小气球胶塞塞紧,振荡,可以观察到小气球逐渐涨大。
其原因是
,写出B中反应的化学反应表达式。
例题点评:
本题主要考察二氧化碳实验室制法的具体实验步骤和二氧化碳的性质
解题指导:
实验室用石灰石(或大理石)和稀盐酸制取二氧化碳,装置使用的是长颈漏斗和锥形瓶;在放入药品前应先检验装置的气密性。
A装置的气密性检验是在导管右端套上橡胶管并夹上弹簧夹(止水夹),然后朝长颈漏斗中注水,当水浸没长颈漏斗下端后继续注水至形成水柱,停止注水后水柱不下降说明气密性良好。
B瓶中气球涨大是由于瓶中二氧化碳与石灰水反应后致使气压减小的缘故。
答案
(1)长颈漏斗,锥形瓶
(2)石灰石(或大理石),稀盐酸,检验装置气密性,碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
(3)在导管右端套上橡胶管并夹上弹簧夹(止水夹),然后朝长颈漏斗中注水,当水浸没长颈漏斗下端后继续注水至形成水柱,停止注水后水柱不下降说明气密性良好。
(4)瓶中二氧化碳与石灰水反应后致使气压减小,二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水。
例3:
化学实验室兴趣活动时,两位同学拿出两瓶无标签的试剂,分别是固体和液体,他们们取少量试剂在试管中混合,立即产生一种无色气体。
两位同学想对此气体展开了一系列探究,请你帮助他们一起完成
(1)①此气体是什么物质?
验证它的实验方案如下:
猜想
实验步骤
现象及结论
此气体可能是。
产生此气体的化学反应可能是(用文字表达式表示);
②若想制取该气体,采用的发生装置可选取下图中的(填序号),收集装置是;
③如用下图装置收集该气体,气体由端(填“a”或“b”)导人。
a
b
(2)如猜想此五色气体还可能是另外一种气体,可以产生它的化学反应表达式是。
例题点评:
本题考查对实验室制取气体一般思路的了解和应用,能够在收集信息的基础上提出假设并且实施探究。
解题指导:
由于是固体和液体反应生成气体,在之前的学习中接触到的至少应该有两种情况:
二氧化锰和双氧水、碳酸钙和稀盐酸,另外还有其他气体如氢气(此处不作要求)。
那么就可以在氧气和二氧化碳中选择回答。
然后根据题意一一作出回答。
答案:
(1)①二氧化碳;将生成的气体通入澄清石灰水;若澄清石灰水变混浊,则该气体是二氧化碳;碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
②B,E③b
(2)双氧水水+氧气
或:
(1)①氧气;用带火星的木条伸入集气瓶中;若木条复燃,则该气体是氧气;
双氧水水+氧气
②B,C或E③b
(2)碳酸钙+盐酸→氯化钙+水+二氧化碳
举一反三:
现有下列A、B、C、D、E五种实验装置
B
A
E
D
C
根据题意,将装置序号填入空格中
(1)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气,气体发生装置可用装置,收集干燥的氢气应用装置。
(2)如果实验室加热氯酸钾(常温时白色固体)和二氧化锰的混合物制备氧气,气体发生装置可用装置。
(3)SO2是无色有刺激性气味的气体,比空气重2.26倍,易溶于水。
实验室常用固体亚硫酸盐与稀硫酸制取少量的SO2,气体发生装置应用装置,收集用装置。
答案:
(1)B,E
(2)A(3)B,D(SO2有毒,最好在通风厨内收集或利用排饱和亚硫酸钠法收集)
二氧化碳制取的研究说课稿
一、教材地位和作用
本节课在全书乃至整个化学学习过程中,所占有的地位十分重要。
它是培养学生在实验室中制取某种气体时,药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。
上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易,学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。
本节学习的重点是能力训练。
学生在前面学习的氧气、实验室制法,具备了一些气体制备的实践经验,各项实验技术也已经具备,此时,在课堂教学中体现学生主体,让学生真正参与到教学过程中来正是时机。
教师提出探究问题、引发学生思考;通过小组合作,设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
二、教学目标
1、知识与技能:
(1)了解实验室制取二氧化碳的反应原理,探究实验室制取二氧化碳的装置,并利用设计的装置制取二氧化碳。
(2)了解实验室制取气体的方法和设计思路。
2、过程与方法:
通过实验室里制取氧气的方法和设计思路,探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置,让学生初步学习科学探究的基本过程(提出假设,实验探究,获得结论)和方法,体验化学实验的方法的科学性;能进行初步的科学探究活动。
3、情感态度与价值观:
通过实验、问题讨论,培养学生求实、创新、合作的科学品质。
通过师生间、学生间合作学习,研究性学习,体验探究成功的乐趣,激发学生探究欲。
三、教学重点与难点
教学重点:
探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置的选择,并利用设计装置制取二氧化碳。
重点突破:
通过提问预让学生思考的教材P112第5题已知能产生二氧化碳的反应,师生共同确定实验室制取二氧化碳的药品;演示碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石与稀盐酸及稀硫酸的反应确定反应原理,并提醒学生注意不能用浓盐酸和硫酸;课前布置学生设计实验装置到课堂展示,让部分学生到台上演示实验,教师针对学生演示指出实验注意事项。
教学难点:
探究实验室制取二氧化碳的实验装置。
难点突破:
通过引导学生回忆实验室制取氧气的实验装置图,让学生分析对比两套装置,从而确定实验室制取二氧化碳的实验装置。
四、教学设计思路与教学方法:
教学设计思路:
教材中直接给出了实验室制取二氧化碳的药品,这样学生虽能一下子记住所用药品,但是过后接触到其它能够产生二氧化碳的药品时可能会混淆,故本人在介绍完教材中所用药品后又初充介绍为什么不用浓盐酸或硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳。
而有关发生装置、收集装置的选择则采用探究的方式进行。
具体设计如下:
①让学生列举所知道的能生成二氧化碳的反应,分析学生所举例子后直截了当介绍实验室制取CO2的药品、通过演示实验探究反应原理,并投影出相关化学方程式的书写。
通过比较演示的方式提醒学生不能用浓盐酸或硫酸来代替稀盐酸制取CO2,原因是浓盐酸具有挥发性使制得的气体不纯,硫酸与碳酸钙反应后产生的硫酸钙微溶于水,会阻止硫酸与碳酸钙进一步发生反应。
反应无法彻底进行。
也不好用碳酸钠代替石灰石或大理石。
从而归纳出实验室在选择药品制取气体时应注意的事项。
由此确立学生从多角度多层次观察和分析问题的意识。
②引导学生回忆实验室制取氧气的两套装置,学生讨论并思考如下问题:
A、实验室制取气体的装置由哪几部分组成?
B、确定气体发生装置时应考虑哪些因素?
C、收集气体一般有哪两种方法?
D、确定气体收集装置时应考虑哪些因素?
通过氧气和二氧化碳相关性质的比较,了解制备氧气与二氧化碳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与方法。
在教学中本人将相关比较以表格形式列出,用媒体展示,一边引导学生回忆氧气制取的装置一边归纳出实验室制取气体的方法,用表格归纳出方法并投影出来。
③投影教材P111有关实验仪器。
让学生设计实验方案并选择相关仪器进行实验。
本人在组织课堂的同时依据投影上的注意事项适时提醒学生注意正确操作。
如:
A、长颈漏斗末端插在液面下。
B、导管伸入锥形瓶不能过长(<0.5cm)。
C、收集气体时应用向上排空气法,不能用排水法(CO2溶于水)。
D、检验气体是否集满的方法(补充说明检验C02气体的方法)。
整个过程让学生体验、反思和完善实验设计,掌握基本技能,体现师生互动。
④随堂小结,结合我校采用讲学案教学的特点。
让学生拿出预先发给的讲学案,本人对该节内容进行小结,并指导学生完成随堂练习,并当场讲评。
最后布置学生回去完成课后巩固练习。
2.教学方法:
活动探究、对比探究、合作交流、讨论归纳相结合的教学法。
五、教具准备:
归纳路,通过灵活选择仪器,创设培养学生类比、归纳、演绎能力的情景
仪器:
注射器、锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、试管、集气瓶、长颈漏斗、双孔(单孔)带直导管(弯导管)的导管、水槽、酒精灯、铁架台、课件。
药品:
块状大理石、碳酸钠粉末、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水。
六、学情分析
学生已经学习过的氧气的实验室制法,对于气体的制法与收集较为熟悉,懂得气体的收集方法与物理性质有关,并且学生懂得要制取某种物质,必须通过含有该物质元素的其它物质通过化学变化或物理变化来实现,如何制取二氧化碳学生很快想到的是木炭的燃烧,碳还原氧化铜,除了看书之外不会想到用大理石与盐酸反应来制取,所以要在课前安排学生查览资料,收集能产生二氧化碳的物质。
学生的基本情况是:
素质参差不齐,一个班级约40人,其中10左右较优秀,基础较差的学生也近10个,中等水平学生约20人。
针对这一情况,本人在教学过程中尽量讲一些基础知识,有关提高部分可将课后巩固题作为提高题,让较优秀的学生在预习的基础上试着做。
时间安排上重点放在实验室制取二氧化碳的反应原理和实验室制取二氧化碳的装置确定,事先让学生根据学案预习并设计方案,鼓励部分学生到台上利用设计的装置制取二氧化碳。
七、教学流程
创设情境组织讨论能生成二氧化碳的反应→通过实验导学并了解实验室制备二氧化碳的药品及反应原理→回忆实验室制取氧气的方法及装置确定实验室制取二氧化碳的装置。
→投影教材制取二氧化碳的相关仪器,让学生设计、展示、并动手完成二氧化碳的制取。
→随堂小结,结合讲学案进行。
→布置作业。
八、板书设计
二氧化碳气体实验室制取的研究
(一)药品及反应原理
药品:
石灰石(或大理石)和稀盐酸
原理:
CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑
(二)装置的确定
反应物的状态
发生装置
反应条件
向上排空气法
排空气法
收集装置 向下排空气法
排水法
(三)实验室制取二氧化碳
发生装置:
固体液体不加热型
收集装置:
向上排空法
验满:
用燃着的木条放在集气瓶口,熄灭则满
检验:
倒入澄清的石灰水,振荡变浑浊则是二氧化碳
九、作业
学案课后巩固、教材P1121、2、5
实验步骤:
1.制取二氧化碳
(1)按照图27那样连接装置,并检查这个装置的气密性。
(2)在试管里放入几小块碳酸钙,然后小心地注入15毫升稀盐酸。
立即用带有导管的橡皮塞塞住管口,观察试管里发生的现象以及反应中产生气体的颜色。
过一会儿,可用燃着的木条检查集气瓶是不是已集满二氧化碳(检查时,木条应放在瓶口还是伸入瓶内?
)。
用玻璃片盖住已集满二氧化碳的集气瓶,备用。
2.试验二氧化碳的性质
(1)把一支短蜡烛固定在烧杯的铁架上,点燃。
拿起集满二氧化碳的集气瓶,向烧杯缓慢倾倒二氧化碳(图28)。
观察有什么现象发生。
图28所示实验证明二氧化碳具有什么性质?
(2)取一支试管,注入少量澄清的石灰水,通入二氧化碳,观察有什么现象发生?
为什么?
如果从实验步骤1制得的二氧化碳的量,不足以供继续实验用,可以把试管里的残留物倒掉,另加入几小块碳酸钙和(10~15)毫升稀盐酸,重新制取二氧化碳。
(3)另取一支试管,加入2毫升蒸馏水,滴入1~2滴石蕊试液,观察溶液的颜色。
通入二氧化碳,观察溶液的颜色有没有变化?
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