第二十堂课二氧化碳制取的研究
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《二氧化碳制取的研究》讲义一、二氧化碳的重要性在我们的日常生活和科学研究中,二氧化碳是一种非常重要的物质。
它在许多领域都有着广泛的应用,比如在工业生产中用于制造碳酸饮料、消防灭火等;在农业中,二氧化碳是植物光合作用的重要原料;在科学研究中,它也是许多实验和分析的关键成分。
因此,掌握二氧化碳的制取方法对于我们理解和应用这一物质具有重要意义。
二、二氧化碳的性质在研究二氧化碳的制取之前,我们先来了解一下它的性质。
二氧化碳是一种无色、无味的气体,密度比空气大,能溶于水。
在一定条件下,二氧化碳会变成固体,也就是我们常说的“干冰”。
从化学性质上来说,二氧化碳一般情况下比较稳定,但在特定条件下也能发生化学反应。
例如,它能与水反应生成碳酸,能与碱溶液反应生成碳酸盐和水。
三、二氧化碳的制取方法1、实验室制取二氧化碳(1)药品实验室制取二氧化碳通常使用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应。
大理石和石灰石的主要成分都是碳酸钙(CaCO₃),稀盐酸的溶质是氯化氢(HCl)。
(2)反应原理碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙(CaCl₂)、水和二氧化碳,化学方程式为:CaCO₃+ 2HCl = CaCl₂+ H₂O + CO₂↑(3)实验装置实验室制取二氧化碳的装置包括发生装置和收集装置。
发生装置:一般选择“固液不加热型”装置,由长颈漏斗、锥形瓶、双孔橡皮塞等组成。
长颈漏斗用于添加稀盐酸,锥形瓶用于盛放大理石或石灰石。
收集装置:由于二氧化碳能溶于水且密度比空气大,所以通常采用向上排空气法收集,使用的仪器是集气瓶。
(4)实验步骤①连接仪器,检查装置的气密性。
②将大理石或石灰石放入锥形瓶中。
③通过长颈漏斗向锥形瓶中加入稀盐酸。
④用向上排空气法收集二氧化碳。
⑤检验二氧化碳是否收集满。
(5)检验与验满检验:将生成的气体通入澄清石灰水中,如果石灰水变浑浊,证明生成的气体是二氧化碳。
化学方程式为:CO₂+ Ca(OH)₂=CaCO₃↓ + H₂O验满:将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条熄灭,证明二氧化碳已经收集满。
课题 2《二氧化碳制取的研究》教案教学目标知识和技能:1、简述实验室中制取二氧化碳的反应原理;2、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;3、总结归纳实验室中制取气体的思路和方法。
过程和方法1、通过对实验室制取二氧化碳的理想药品的探究,树立多角度、多层次的观察和分析问题的意识。
2、通过设计、组装实验装置,体验、反思和完善设计,增强基本实验技能。
情感态度和价值观1、在探究中,使学生体验合作、发现的乐趣。
2 、在设计实验装置过程中,培养学生创新求异精神、实践能力,以及严谨求实的科学态度。
3、从小培养学生变废为宝,节约的良好习惯。
教学重点实验室制取二氧化碳的反应原理、装置。
教学难点探究实验室制取二氧化碳的装置。
教学过程一、回顾旧知【教师】今天我们来探究二氧化碳的实验室制法,在学习之前我们先来回顾实验室制取氧气的有关知识。
展示回顾知识点。
药品 KMnO4H2O溶液、MnO2反应原理2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
2H2O22H2O+O2↑反应物状态固体固体+液体反应条件加热常温发生装置A B收集装置C或D验证方法将带火星的木条伸入到集气瓶中,若木条复燃,则证明该气体为氧气。
验满方法将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则证明已收集了一瓶氧气。
【学生】自由发言填写。
二、学习新知【教师】展示探究时的参考信息。
1、碳酸钠(Na2CO3)和大理石或石灰石的主要成分碳酸钙(CaCO3)等碳酸盐均能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)等酸反应生成二氧化碳。
2、二氧化碳的性质信息:(从生活经验和已有事实推测)(1)把燃烧的木条放入二氧化碳中,木条熄灭,说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧。
(2)打开汽水瓶盖可观察到有泡沫冒出,这个事实说明二氧化碳在水里的溶解性:二氧化碳溶于水且二氧化碳能与水反应。
(3)向石灰水中吹气,现象为澄清石灰水变浑浊,说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙[Ca(OH)2]反应。
《二氧化碳制取的研究》讲义一、二氧化碳的重要性在我们的日常生活和科学研究中,二氧化碳是一种经常被提及和研究的气体。
它在地球的生态系统、工业生产以及许多化学过程中都扮演着重要的角色。
从全球气候变化的角度来看,二氧化碳是主要的温室气体之一,其含量的增加对地球的气候产生了深远的影响。
在工业上,二氧化碳被广泛应用于食品饮料行业(如碳酸饮料的生产)、消防领域(二氧化碳灭火器)以及化工合成等方面。
二、二氧化碳的制取方法1、实验室制取二氧化碳(1)反应原理实验室制取二氧化碳通常使用大理石(或石灰石)与稀盐酸反应。
化学方程式为:CaCO₃+ 2HCl = CaCl₂+ H₂O + CO₂↑选用大理石或石灰石是因为它们的主要成分是碳酸钙(CaCO₃),价格便宜且容易获取。
稀盐酸则提供了足够的氢离子(H⁺)来与碳酸钙反应产生二氧化碳。
(2)实验装置制取二氧化碳的实验装置包括发生装置和收集装置。
发生装置一般选择“固液不加热型”装置。
这是因为反应不需要加热,且大理石或石灰石为固体,稀盐酸为液体。
常见的发生装置有锥形瓶与长颈漏斗组合、大试管与单孔塞组合等。
收集装置通常采用向上排空气法。
这是因为二氧化碳的密度比空气大,且能溶于水,所以不能用排水法收集。
(3)实验步骤①连接仪器:按照从下到上、从左到右的顺序连接好实验装置,并检查装置的气密性。
②添加药品:先向锥形瓶或大试管中加入大理石或石灰石,然后通过长颈漏斗或分液漏斗加入稀盐酸。
③收集气体:用向上排空气法收集二氧化碳,将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭则说明二氧化碳已收集满。
(4)注意事项①药品的选择:不能用碳酸钠或纯碳酸钙粉末代替大理石或石灰石,因为反应速率太快,不易控制。
也不能用浓盐酸代替稀盐酸,因为浓盐酸具有挥发性,会使制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体而不纯。
②装置气密性的检查:在连接好装置后,将导管一端伸入水中,用手紧握容器外壁,若导管口有气泡冒出,松开手后导管内形成一段水柱,则说明装置气密性良好。