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《二氧化碳的实验室制取》教案

1．了解实验室制取二氧化碳的反应原理，并学会书写实验室制取二氧化碳的化学反应方程式。

2．利用比较、讨论的方法，使学生初步掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、实验装置和收集方法。

3．了解实验室制取气体的设计思路和方法，能利用课堂资料设计实验方案。

4．通过对二氧化碳制取的方案探究，提高学生收集、加工简单信息的能力，培养学生的分析评价能力。

重点：二氧化碳的实验室制法。

难点：实验室制取二氧化碳装置的选择。

教师准备教学课件；学生预习背默手册。(赠送)

一、情景导入

你知道吗？植物的生长既离不开阳光和水，也离不开二氧化碳。如果二氧化碳的浓度过低，将严重地抑制植物的生长发育。在前面章节的学习中，我们已经在实验室里成功地制取了氧气，那么，在实验室里如何制取二氧化碳呢？

二、合作探究

二氧化碳制取的原理

请同学们列举所知道的能生成二氧化碳的反应，并用化学方程式表示，然后讨论这些反应能否用于实验室制取二氧化碳。

【归纳总结】①木炭在氧气中燃烧：C＋O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))CO2；②石灰石高温分解：CaCO3eq\o(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑；③木炭还原氧化铜：C＋2CuOeq\o(=====,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑等。这些反应都能生成二氧化碳，但操作较复杂，产生的二氧化碳不便收集，所以这些反应均不能用于实验室制取二氧化碳。

【讨论交流】实验室有以下几种药品：石灰石(主要成分是CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。利用这几种药品探讨实验室制取CO2的方法。

【演示实验】适时指导学生观察并记录实验现象。

实验编号

药品

实验现象

实验1

碳酸钠和稀盐酸

有大量气泡产生，反应很剧烈

实验2

石灰石和稀硫酸

开始反应时有气泡产生，反应一会儿后不再产生气泡

实验3

石灰石和稀盐酸

有气泡产生，反应速率适中

【提出问题】上述三个实验中，哪一个比较适合在实验室里制取CO2？为什么？

【归纳总结】(1)实验3反应速率比较适中，适合实验室制取CO2。实验1反应剧烈，不便于气体的收集；实验2的反应很快就停止了，收集到的CO2量少。

(2)实验室常用石灰石或大理石(主要成分均是CaCO3)与稀盐酸反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。

【拓展延伸】(1)不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石(或石灰石)反应生成微溶于水的硫酸钙会附着在其表面，阻止反应的继续进行。

(2)不能选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致制得的CO2不纯。

制取装置的选择

【提出问题】通过实验室制取氧气和二氧化碳方法的学习，我们知道制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实验室制取氧气和二氧化碳方法的学习总结选择发生装置和收集装置时需要考虑哪些因素？(引导学生阅读教材第146～147页“探究”的相关内容并归纳总结)

【归纳总结】

eq\a\vs4\al(气体发生装置)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(反应物的状态\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(固体和固体反应,固体和液体反应,液体和液体反应,……)),反应条件（是否需要加热、加催化剂等）))

eq\a\vs4\al(气体收集装置)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(排空气法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(密度比空气大——向上排空气法,密度比空气小——向下排空气法)),排水法（不易溶于水、不与水发生反应）))

【提出问题】制取二氧化碳的发生装置和收集装置如何选择？

【归纳总结】大理石(或石灰石)是块状固体，稀盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，由此可知，在实验室制取二氧化碳可选择类似于分解过氧化氢制氧气的发生装置。因二氧化碳可溶于水并能与水发生反应，故不宜用排水法收集。二氧化碳的密度比空气大，所以用向上排空气法收集。

【说明】(1)加入药品时，应先加固体药品后加液体药品。

(2)长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗处逸出。

二氧化碳的检验和验满

【提出问题】用集气瓶收集反应生成的气体，如何检验生成的气体是二氧化碳？如何证明集气瓶中已集满了二氧化碳？(引导学生阅读教材第149页的相关内容并进行归纳总结)

【归纳总结】(1)检验方法：将生成气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成的气体是CO2。

(2)验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明CO2已收集满。

eq\o(\s\up7(),\s\do5(检验二氧化碳))