104_6.4 碳和碳的氧化物(六)二氧化碳的实验室制取
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【主要内容】碳的氧化物碳的化合物种类繁多,尤其是有机化合物在国民经济的发展中起着非常重要的作用。
而碳的氧化物(CO 和CO2)不仅与日常生活密切相关,同时也是初中化学元素化合物知识中非常重要的一部分,碳和碳的氧化物是以后学习许多化学反应的基础,初中化学的许多反应都与碳和碳的氧化物有关。
一、二氧化碳1.二氧化碳的物理性质在通常情况下,二氧化碳是无色无味的气体,相同条件下密度比空气大,能溶于水,1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳,增大压强还会溶解得更多。
生产汽水等碳酸型饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。
很多实验在证明二氧化碳的物理性质的同时也能体现出二氧化碳的化学性质。
如图倾倒CO2的实验,根据现象“烧杯底下的蜡烛先熄灭”,可以验证“在相同条件下,CO2的密度比空气大,不能燃烧,也不支持燃烧”的这一性质。
CO2的溶解性实验:如图所示,在收集满CO2的空塑料矿泉水瓶里加入适量的蒸馏水,振荡,塑料瓶子变瘪,可以证明CO2能溶于水。
再加入紫色石蕊溶液,溶液变红,加热后又变成紫色,证明CO2溶于水的同时能与水反应:H2O+CO2=H2CO3;H2CO3=H2O+CO2↑根据教材实验的设计:(Ⅰ)向干燥的紫色石蕊小花(纸花)喷稀醋酸;(Ⅱ)向干燥的紫色石蕊小花喷水;(Ⅲ)直接把干燥的紫色石蕊小花放入干燥的二氧化碳中;(Ⅳ)将干燥的紫色石蕊小花喷水后放入二氧化碳中;(Ⅴ)将(Ⅳ)中小花取出后小心加热。
通过观察实验现象,可以得出以下结论:(1)石蕊是一种酸碱指示剂,遇酸变成红色。
(2)水不能使紫色石蕊变成红色,干燥的二氧化碳也不能使紫色石蕊变成红色。
(3)二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变成红色。
(4)碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水。
2.二氧化碳的化学性质(1)一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不供给呼吸。
(2)二氧化碳跟水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红色。
CO2+H2O=H2CO3(紫变红)碳酸不稳定,很容易分解成水和二氧化碳,所以红色又变成紫色,H2CO3=H2O+CO2↑(红变紫)(3)二氧化碳跟石灰水反应:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(澄清石灰水变浑浊)3.二氧化碳的用途:二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,且比空气重,将二氧化碳覆盖在燃着的物体表面,可使物体跟空气隔绝而停止燃烧,因此二氧化碳可用于灭火,是常用的灭火剂。
人教版九年级化学上册第六单元实验活动3二氧化碳的实验室制取与性质教学设计一、课标分析义务教育阶段化学课程要培养的核心素养包括化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任,是化学课程教育价值与育人功能的具体化。
化学核心素养的培养要经历真实过程,实验教学中要落实实验素养,要开展以化学实验为主的多样化探究活动。
“二氧化碳的实验室制取与性质”是初中化学教学的重点,也是课标要求学生必须掌握的基本实验。
在探究活动之前要依据核心素养明确教学目标以及评价目标,确保课堂教学的有效性。
通过问题导向初步探究实验室制取二氧化碳所用原料,能够结合反应物的性质选择合适的发生装置,通过探究活动,结合生成物的性质选择合适的试剂检验其性质,能够梳理出设计本实验的一般思路和方法,初步建构思维模型。
二、教材分析本节课是人教版《义务教育教科书·化学(下册)》第六单元“碳和碳的氧化物”实验活动3二氧化碳的实验室制取与性质。
在此之前,学生学习了氧气的实验室制取与性质、二氧化碳的实验室制取与性质,这些知识为本节实验活动起到了铺垫作用。
在初中化学学生实验内容中,二氧化碳的制取和性质实验是一个重要的实验。
在实验的过程中,采用简便、易操作的实验装置,对学生完成实验,牢固掌握二氧化碳的物理性质、化学性质以及制备方法有很重要的意义。
三、学情分析学生已经学习了氧气的实验室制取与性质,二氧化碳的实验室制取与性质,对药品的选择、反应原理、制取装置的选用、实验步骤、验满等制取气体的一般思路及方法有了初步的了解。
但认识还较表面,停留在课本理论知识上,缺乏实验操作的支撑。
在基本实验知识和操作技能方面,学生已经完成了氧气的实验室制取与性质的分组实验,初步掌握了制取气体及对物质性质检验的基本方法。
能够在教师指导下完成实验得到较直观的结论。
但是观察记录与描述表达实验现象、归纳实验方法、独立设计实验的能力尚显薄弱。
通过创设特定的教学情境,引导学生动手实验,能激发学生的学习和探究兴趣,灵活掌握和应用知识四、教学目标与学习目标【教学目标】1.通过检查装置气密性、连接制取装置、收集及验满气体等实验操作,掌握CO2的实验室制取方法。
实验室制取二氧化碳实验报告实验名称:实验室制取二氧化碳实验目的:通过实验室制取二氧化碳,了解和掌握实验室制取二氧化碳的方法和原理,培养实验操作能力和科学思维。
实验原理:二氧化碳是一种气体,可以通过与碱反应或者酸与碳酸盐反应的方法制取。
在本实验中,我们采用稀盐酸与大理石(碳酸钙)反应的方法制取二氧化碳。
反应方程式如下:CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + CO2↑+ H2O实验材料:1. 大理石或石灰石2. 稀盐酸3. 锥形瓶或试管4. 导管5. 水槽6. 澄清石灰水实验步骤:1. 准备锥形瓶或试管,并将其清洗干净。
2. 将大理石或石灰石放入锥形瓶或试管中。
3. 向大理石或石灰石中缓慢加入稀盐酸,并观察反应现象。
4. 将导管伸入反应液中,用气泡冒出的方式收集二氧化碳气体。
5. 将收集到的二氧化碳气体通入澄清石灰水中,观察澄清石灰水的变化。
6. 将实验结果记录在实验报告中。
实验结果:1. 观察到在加入稀盐酸后,大理石或石灰石开始产生气泡,说明二氧化碳气体开始生成。
2. 通过导管收集到的二氧化碳气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明二氧化碳气体与澄清石灰水发生了反应。
实验结论:通过实验室制取二氧化碳的实验,我们可以得出以下结论:1. 二氧化碳气体可以通过稀盐酸与大理石或石灰石反应的方法制取。
2. 二氧化碳气体与澄清石灰水反应,产生沉淀,使澄清石灰水变浑浊。
实验注意事项:1. 在进行实验时,要注意安全,避免稀盐酸接触到皮肤或眼睛。
2. 在收集二氧化碳气体时,要确保导管伸入反应液中,避免气体泄漏。
3. 在通入澄清石灰水时,要慢慢通入,避免澄清石灰水溅出。
第六单元碳和碳的氧化物课题3 二氧化碳的实验室制取教学目标(1)通过实验探究,我会说出实验室制取二氧化碳的原料和化学反应原理;(2)通过对实验装置对比分析,我会确定实验室制取二氧化碳的装置;(3)通过对二氧化碳和氧气实验室制备方法的比较,我会说出实验室制取气体的一般思路和方法。
教学重点实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法教学难点从实验室制取气体的思路出发,学习二氧化碳的实验室制取方法教学方法分组讨论、实验探究教学法教学用品仪器:锥形瓶、广口瓶、大试管、长颈漏斗,带导管的双孔塞、集气瓶、玻璃片、导气管、单孔塞、试管、试管架、铁架台、烧杯等。
药品:大理石(或石灰石)、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、澄清石灰水、水。
教材分析在此之前,学生学过氧气的实验室制法鉴于学生掌握了这方面的相关知识,可通过回忆、对比分析等方法,归纳出实验室制取二氧化碳的方法,同时对气体的实验室制法作出对比性总结,为今后学习这方面的知识打下良好的基础。
让学生懂得实验室制取二氧化碳的原理和装置是本节课的重点;让学生从已有的知识出发,自己推出二氧化碳的实验室制法,培养和提高学生触类旁通、解决问题的能力,则是这节课的难点。
教学过程:一、创设情境,出示目标1、导入:展示一瓶可乐饮料,然后打开瓶盖,你会发现什么现象?实验室又是如何制取该气体的呢?这节课就来探究这个问题。
思考:我们所学过的能生成二氧化碳的反应都有哪些?这些反应能不能作为实验室制取二氧化碳的反应呢?2、出示学习目标:(1)能用化学方程式表示出实验室制取二氧化碳的化学反应原理(2)探究实验室制取二氧化碳的装置,并能利用设计的装置制取二氧化碳并检验(3)认识实验室中制取气体的思路和方法二、自主学习,小组反馈自主学习:结合导学案内容,阅读课本第109页——112页,划出关键内容,与实验室制取氧气内容相结合,明确以下知识点(时间4分钟)(1)实验室制取二氧化碳的化学反应原理(2)实验室制取二氧化碳的实验装置(3)二氧化碳的检验方法和收集方法(复习)实验室制取氧气A B C D E F(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的发生装置是(填序号);实验室用氯酸钾和二氧化锰或高锰酸钾制取氧气的发生装置是(填序号);确定实验室制取氧气发生装置应考虑的因素:①②。
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、选择题(题型注释)1.二氧化硫是造成酸雨的主要物质之一。
小丽为探究二氧化硫能与水反应生成酸,设计了如下实验方案。
【实验设计】她先用紫色石蕊溶液将白色滤纸浸润,干燥后做成紫色的小花,然后按下列图示进行实验。
观察到实验(Ⅰ)和(Ⅲ)中的小花变红,(Ⅱ)中的小花不变色。
【评价反思】小虎对小丽的实验方案提出了质疑,他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”。
两位同学仔细讨论后认为还需补充如下一个实验,才能得出【拓展应用】二氧化硫也是实验室一种污染气体,常用碱液吸收。
写出实验室用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫的化学方程式:。
2.实验废液中可能含有离子K+、Mg2+、Cl-、Ba2+、SO42-、CO32-中的几种,为确定可能含有的离子,兴趣小组进行了下面的实验:①取一份废液,加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加入足量稀盐酸,沉淀无变化;②另取一份废液,加入氢氧化钾溶液出现白色沉淀,再加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解。
分析上面实验得出的结论中,正确的是A. 只含有Mg2+、SO42-B. 一定含有K+、Mg2+、Cl-、SO42-C. 一定含有Mg2+、SO42-,可能含有Cl-、K+D. 一定含有Cl-、K+,可能含有Mg2+、SO42-3.下列实验能达到实验目的的是A.鉴别两种化肥NH4Cl和KNO3B.检验二氧化碳C.除去氧气中的水蒸气D.探究空气中氧气的含量4.下列实验方案正确的是5.下列实验方案中,设计合理的是A.用点燃的方法除去CO2中少量的COB.加入氧化镁除去硫酸镁溶液中含有的少量硫酸(氧化镁难溶于水)C.用活性炭将硬水软化D.用水除去生石灰中混有的碳酸钙6.下列有关物质鉴别方案正确的一组是:A.可用Ba(OH)2溶液鉴别(NH4)2CO3、(NH4)2SO4、NH4NO3三种氮肥B.MgCl2溶液、NaOH溶液、H2SO4溶液、CuSO4溶液,不加任何试剂即可鉴别C.Na2CO3溶液、Ca(OH)2溶液、盐酸、BaCl2溶液,不加任何试剂即可鉴别D.CuO粉末、炭粉、铁粉,三种黑色粉末用一种试剂无法鉴别7.如图所示的实验中,有一个实验没有利用到其他三个实验共同应用的一种研究方法,该实验是()A.验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳B.可燃物燃烧的条件C.伏安法测电阻D.研究影响滑动摩擦力大小的因素8.如图所示的实验不能达到目的是()A. B. C. D.A.研究影响音调大小因素B.验证Zn、Fe、Cu的活动性C.稀释浓硫酸D.称量氢氧化钠固体9.善于探究问题的小华用下图所示装置进行了多组实验,观察到试管②中先有气泡冒出,一段时间后在导管中形成一段水柱。
则试管①中加入的a、b物质不可能为:A.水和氢氧化钠固体B.稀硫酸和镁条C.水和硝酸铵D.稀盐酸和生石灰10.下列依据实验目的进行的实验设计,合理的是()二、选择填充题(题型注释)三、填空题(题型注释)11.根据下图所示装置回答下列问题。
(1)仪器②的名称:②。
(2)实验室可用装置A制取氧气。
①反应的化学方程式为。
②装满氧气的集气瓶瓶口应(填“向上”或“向下”)放在桌面上。
(3)实验室可用装置B制取多种气体。
①若制取氧气,反应的化学方程式为,②若制取二氧化碳,反应的化学方程式为。
12.(9分)在复习氧气、二氧化碳制取和性质时,某小组同学收集了以下装置进行气体制取和性质的练习编制,请你来解答。
(1)写出图中标号①的仪器名称:___________;(2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气应选用的装置是(填序号,下同),反应的化学方程式为.检验装置气密性时,除了用手紧握的方法外,还可以采用的方法是;(3)实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气,为了得到平稳的氨气流,应选择的发生装置是;(4)为验证二氧化碳的性质,王露将制取的气体通入H装置中,能观察到H中有气泡逸出且溶液变浑浊,则该气体是从______(选填“a”或“b”)通入装置H的,产生该现象的化学方程式为___________________;13.(12分)下图是几种常见的实验室制取气体的实验装置。
请回答:(1)指出图中标号仪器的名称:①;②。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为,其中MnO2起作用。
现要配制100g质量分数为6%的过氧化氢溶液,需要30%的过氧化氢溶液(密度为1.1g/cm3) mL(保留一位小数),需要加水 mL。
用D装置收集氧气时,若集气瓶口有气泡冒出,说明集气瓶内的氧气已收集满,接下来的操作是,然后将集气瓶移出水面,正放在桌面上。
(3)若用A装置作为高锰酸钾制取氧气的发生装置,存在的缺点是。
若用A装置进行木炭还原氧化铜的实验,需对该装置进行的改进是,写出该反应的化学方程式。
(4)实验室制取二氧化碳的化学方程式是,应选择的收集装置是。
14.实验室制取气体所需的装置如下图所示,请回答下列问题:(1)仪器a的名称是。
(2)实验室若用A装置制氧气的化学方程式为;实验室若用B装置制二氧化碳的化学方程式为。
(3)选择气体收集方法时,必须考虑的气体性质(填序号)①颜色②密度③溶解性④可燃性;收集二氧化碳所选用的装置为(填字母);若用C装置收集氧气,验满方法是。
(4)若用A、E装置来制取氧气,当导管口有气泡连续时,进行收集,集完氧气取出集气瓶后,应进行的操作是。
(5)用电解水的方法也可以制得氧气。
那么若电解108g水,理论上可生成多少克氧气?15.下列是初中化学常见的仪器和装置,请回答相关问题。
(1)B装置中仪器X的名称:X是。
(2)若将装置A和D(药品为高锰酸钾)连接制取并收集氧气,其中装置A中的试管口略向下倾斜的目的是。
(3)实验室用大理石和稀盐酸制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,同时检验二氧化碳。
按照气流自左至右方向流动,所用仪器按连接顺序依次为(填字母顺序)。
16.(10分)请根据下列实验装置图回答有关问题:(1)请写出图中仪器的名称:①,②。
(2)实验室里常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,化学方程式是可选用的发生装置和收集装置分别是(选填字母)。
(3)若用A作为氧气的发生装置,化学方程式是。
(4)实验室里常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气,现发生装置选择下图F,收集装置选择下图G。
①与B装置相比,选用F作为氢气发生装置的主要优点是。
②G装置若用于排空气法收集氢气,氢气应从端(选填“a”或“b”,下同)通入;若用于排水法收集氢气时,瓶中先装满水,氢气应从端通入。
17.下图为实验室中常见的部分仪器和装置,请回答:(1)仪器③的名称是。
(2)若用加热高锰酸钾的方法制取氧气,则发生装置还缺少的一种仪器是。
小丽用装置A来收集一瓶氧气,验满的方法是。
(3)小芳根据装置B所示进行实验,你预计的实验现象是。
(4)小凯用石灰石和盐酸来制取二氧化碳,其发生装置最好选用的仪器(除夹持仪器外)有(填序号),反应的化学方程式为,当他把收集到的气体通入澄清石灰水时,未发现浑浊,原因可能是。
18.(7分)请根据下列仪器装置图,回答有关问题:(1)仪器a的名称为__________。
(2)可用于实验室制取二氧化碳的发生装置是_______(填字母序号),在安装好仪器、加入试剂前,应该进行的操作是____________________(填操作名称)。
(3)可用于实验室制取氧气的发生装置是_______(填字母序号);将装置________(填字母序号)和F连接可以收集氧气并测其体积,则收集氧气装置的气体进口是______(填数字序号)。
19.(7分)下图是实验室制取气体的装置图,回答下列问题(装置选择用序号填写):(1)实验仪器a的名称是。
(2)用高锰酸钾制取氧气时,反应的化学方程式为,若要收集干燥的氧气,应选用的收集装置是。
(3)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时,所选用的发生装置是,反应的化学方程式为。
20.请根据如图回答问题:(1)实验室用B装置制取氧气,所用的试剂是。
(2)实验室用装置(填编号)收集二氧化碳,实验室制取二氧化碳的化学反应方程式是,反应后要得到氯化钙固体,需要用到上述的装置(填编号)。
四、简答题(题型注释)21.(4分)于老师为学生做了一个化学魔术实验“水中生火”,将装有氧气的试管,管口向下扣向烧杯底部,忽然底部管口处燃烧起火,实验如图所示,请回答下列问题:(1)猜想水中藏有的物质是__________________(2)用理化知识解释“水中生火”的原因_______________________________________(3)此实验说明物质燃烧的条件是—_______________________________________ 22.(9分)小朋同学进行了如下一系列的探究实验:炭代替红磷测定空气中氧气的含量,并按右下图装置进行实验。
①依据的实验原理是。
写出红磷燃烧的文字表达式。
小朋检查装置气密性后,将盛有足量红热木炭的燃烧匙迅速伸入集气瓶中,并把塞子塞紧,待红热木炭熄灭并冷却后,打开铁夹,并未发现倒吸现象。
经认真分析小朋发现实验失败的原因是(答一条)。
②如果小朋发现倒吸的水未能达倒集气瓶内原剩余容积的1/5。
原因可能是(答一条)。
③小朋反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是。
(答一条)。
23.甲、乙、丙是三个实验的示意图,根据图中所发生的化学反应现象及化学反应原理,进行总结归纳并回答下列问题:⑴所发生的三个反应有多个共同的特点,分别是(只写三个即可)①;②;③。
⑵任选上述实验中的一个,写出反应的化学方程式24.在实验室中,老师用下面所示的装置进行实验(图中固定试管的仪器已略去):加热一段时间后,观察到木炭粉的质量明显减少;氧化铜粉下部出现了一层红亮的铜;澄清石灰水变浑浊。
停止加热并冷却到室温。
(1)写出硬质大试管中发生的化学反应程式、、。
(2)B装置的作用是;(3)C装置中澄清石灰水变浑浊,此现象说明。
(4)气球的作用是。
25.(山东烟台22.)(7分)2010年5月1日至10月31日世界博览会在中国上海举行,是迄今为止参展国最多、规模最大的一届。
(1)上海世博园上空飘浮着“鲸鱼”状巨大的系留气球,全天候为世博会安全保障、电视转播提供服务。
为了安全,气球内充入的气体是。
(2)上海世博会吉祥物的名字叫“海宝”,意即“四海之宝”。
目前,市面上有两种海宝玩具在售,一种是聚氯乙烯材料的“充气海宝”,另一种是以纯羊毛为外材,内充无毒聚酯纤维的“毛绒海宝”。
下列说法正确的是。
①聚酯纤维属于合成纤维;②聚氯乙烯是有机高分子材料;③可以用燃烧的方法区分羊毛和聚酯纤维;④聚氯乙烯属于复合材料;⑤充气海宝和毛绒海宝都可以用碱性强的洗涤剂清洗(3)世博金条已面世,成为收藏热点。