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《二氧化碳的制法》课件

目录

CONTENTS

二氧化碳概述

实验室制法

工业制法

制法比较与选择

二氧化碳的纯化与储存

二氧化碳的应用领域及前景

01

二氧化碳概述

CHAPTER

无色、无味、不可燃的气体，密度比空气大，可溶于水。

物理性质

化学性质稳定，不活泼，但在高温或特定条件下可与一些物质发生反应。

化学性质

用于制造尿素、纯碱、合成纤维、制冷剂等。

工业应用

农业应用

日常生活应用

用作气体肥料，促进植物生长。

用于灭火、制冷、制造碳酸饮料等。

03

02

01

工业制法

主要通过煅烧石灰石或白云石等碳酸盐矿物制取，也可通过燃烧含碳物质获得。

实验室制法

常用盐酸与大理石（或石灰石）反应制取，反应方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。

02

实验室制法

CHAPTER

煅烧石灰石

通过高温煅烧石灰石（主要成分为碳酸钙）来制取二氧化碳。反应方程式为CaCO₃→CaO+CO₂↑。

碳酸盐与酸反应

利用碳酸盐（如碳酸钠、碳酸钾等）与酸（如稀盐酸、稀硫酸等）反应来制取二氧化碳。反应方程式为Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂↑。

根据反应物的状态和反应条件选择适当的发生装置。对于固体与液体常温下的反应，可以使用启普发生器或简易装置；对于固体加热的反应，则需要使用酒精灯和试管等加热装置。

发生装置

根据二氧化碳的性质选择收集方法。由于二氧化碳密度比空气大且能溶于水，因此常采用向上排空气法收集。收集时需注意导管应伸入集气瓶底部，以排尽空气。

收集装置

检查装置气密性

在装药品前需检查装置的气密性，确保装置不漏气。

装药品

根据所选反应原理，将相应的药品装入发生装置中。

连接仪器

将发生装置与收集装置连接好，确保导管畅通。

开始制取

打开分液漏斗活塞或点燃酒精灯等，开始制取二氧化碳。

收集气体

用向上排空气法收集二氧化碳，将导管伸入集气瓶底部，直到集满为止。

检验气体

用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明收集满二氧化碳。

实验前需检查装置气密性，确保实验安全。

操作要规范准确，避免损坏仪器或造成危险。

收集气体时要注意防止倒吸现象的发生，以免污染试剂或损坏仪器。

药品要纯净干燥，避免杂质影响实验结果。

03

工业制法

CHAPTER

石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，是工业制取二氧化碳的主要方法。

碳酸盐与强酸反应可以生成二氧化碳，如碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。

碳酸盐与酸反应

高温煅烧石灰石

主要成分为碳酸钙，是制取二氧化碳的主要原料。

石灰石

如煤、焦炭等，用于提供高温煅烧石灰石所需的热量。

燃料

如盐酸、硫酸等，用于与碳酸盐反应制取二氧化碳。

酸

石灰窑

用于高温煅烧石灰石，生成氧化钙和二氧化碳。

反应器

用于碳酸盐与酸反应制取二氧化碳。

净化装置

用于去除生成的二氧化碳中的杂质，如硫化氢、一氧化碳等。

收集储存

将纯净的二氧化碳收集起来，储存于钢瓶或液化储存设备中。

净化处理

将生成的二氧化碳通过净化装置去除杂质，得到纯净的二氧化碳。

碳酸盐与酸反应

将碳酸盐与酸放入反应器中，反应生成二氧化碳。

原料准备

将石灰石破碎成小块，准备好所需的燃料和酸。

高温煅烧

将石灰石放入石灰窑中，在高温下煅烧生成氧化钙和二氧化碳。

04

制法比较与选择

CHAPTER

实验室制法

通常采用化学反应制取，如碳酸钙与稀盐酸反应等。反应条件温和，设备简单，适用于小规模制备。

工业制法

主要采用燃烧法制取，如天然气、石油等燃料的燃烧。反应条件较为苛刻，需要高温高压，设备复杂，适用于大规模生产。

实验室制法中，原料的选择主要考虑反应活性、纯度和成本等因素；工业制法中，原料的选择还需考虑来源、储量和运输等因素。

原料选择

实验室制法中，设备选择主要考虑反应条件、操作简便和安全性等因素；工业制法中，设备选择还需考虑生产效率、能耗和环保等因素。

设备选择

成本比较

01

实验室制法的成本主要包括原料、设备和人力等成本；工业制法的成本还包括燃料、运输和环保等成本。需要对不同制法的成本进行比较，选择经济性较好的方法。

产量与规模

02

实验室制法适用于小规模制备，而工业制法适用于大规模生产。在选择制法时，需要考虑所需的产量和规模，以及不同制法的生产能力。

市场需求与价格

03

在选择制法时，还需要考虑市场需求和价格等因素。如果市场需求大且价格较高，可以选择经济性较好的工业制法；如果市场需求小且价格较低，可以选择较为灵活的实验室制法。

05

二氧化碳的纯化与储存

CHAPTER

利用吸收剂对二氧化碳的选择性吸收作用，将其从混合气体中分离出来。常用的吸收剂有氨水、碱石灰等。

吸收法

利用固体吸附剂对二氧化碳的吸附作用，将其从混合气体中分离出来