化学九年级上册（2024）二氧化碳的实验室制法优质教学ppt课件

这是一份化学九年级上册（2024）二氧化碳的实验室制法优质教学ppt课件，共52页。PPT课件主要包含了引·新课导入，如何获取CO2，反应条件要求高，交流讨论，1一氧化碳燃烧，气体不纯，探·知识奥秘，实验药品选择原则则，块状石灰石，稀盐酸等内容，欢迎下载使用。
生活、生产和实验室都需要CO2
工业制取CO2的原理：
交流讨论：该反应是否同样适用于实验室制取CO2呢？
1. 还有哪些化学反应可以生成二氧化碳？
（2）碳在氧气中充分燃烧
（3）碳酸氢铵受热分解
2. 上述化学反应适合于实验室制取二氧化碳吗？
一、实验室制取CO2的原理
【查阅资料】可以产生二氧化碳的反应
3.石灰石与稀盐酸反应
1.碳酸钠与稀盐酸反应
Na2CO3+ H2SO4 == Na2SO4+H2O+CO2↑
CaCO3+H2SO4 == CaSO4+H2O+ CO2↑
CaCO3+2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
2.碳酸钠与稀硫酸反应
4.石灰石与稀硫酸反应
这些方法是否都适用于实验室制取CO2？
Na2CO3+2HCl == 2NaCl+H2O+CO2↑
结论：实验室常用___________和_________反应制取二氧化碳。
剧烈反应，迅速产生大量气泡
有少量气泡产生，一段时间后反应停止
交流讨论：根据以下反应的现象判断适宜的实验原理。
实验室制取二氧化碳的化学反应原理
1.药品：石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸2.反应原理：CaCO3+2HCl == CaCl2+H2CO3 H2CO3 == H2O+CO2↑ 总反应为：CaCO3+2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
1. 现有下列反应，其中适用于实验室制取二氧化碳的是(　　)①C＋O2=====CO2　 ②2CO＋O2=====2CO2　③CaCO3=====CaO＋CO2↑　④石蜡＋氧气――→水＋二氧化碳　⑤NH4HCO3=====NH3↑＋H2O＋CO2↑　⑥CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑A. ①②③④⑤⑥ B. ①③⑤⑥ C. ①⑥ D. ⑥
2. [2025·南通海安期末]二氧化碳的实验室制取和性质实验的部分操作如图所示，其中错误的是(　　)
【点拨】A项，检查装置气密性的方法：把导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管中形成一段水柱，则装置不漏气，故正确；B项，向试管中装入块状石灰石时，先将试管横放，用镊子把石灰石放在试管口，再慢慢将试管竖立起来，故错误；C项，向试管中倾倒液体试剂时，瓶塞要倒放，标签要向着手心，瓶口紧挨试管口，故正确；D项，将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明该气体为二氧化碳，故正确。
二、实验室制取CO2的装置及步骤
确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素
1.实验室制取CO2的装置
选择仪器设计制取二氧化碳的装置
制取二氧化碳的实验装置
操作简便，适于制取少量气体
可控制滴加液体的量和速率，从而控制反应
2.实验室制取CO2的步骤
关闭弹簧夹，向长颈漏斗中注水，一段时间内，液面不持续下降，说明气密性良好
推动注射器活塞，长颈漏斗内液面上升；拉动注射器活塞，长颈漏斗下端冒气泡
(1)连接装置，检查装置气密性
(2)装入试剂：先装入石灰石，再加入稀盐酸
将气体通入到澄清石灰水中，若变浑浊，则为CO2
将燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭，则已满
3. [2024·长春]如图是实验室制取气体的部分装置。(1)仪器a的名称是________。(2)实验室用大理石和稀盐酸制取CO2。①该反应的化学方程式为__________________________________。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑　
②用该方法制取CO2的发生装置应选择________(填字母)。(3)用装置C收集CO2，验满的操作为___________________ ________________________________________________。
把燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明二氧化碳已满
4. [2024·保定期末]小棣尝试利用如图所示装置制取和收集一瓶O2或CO2。你认为正确的操作应该是(　　)A. 选择CD装置制取和收集一瓶O2，连接dfB. 选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接afC. 选择BC装置制取和收集一瓶CO2，连接dbD. 选择AB装置制取和收集一瓶CO2，连接ac
【点拨】制取和收集一瓶O2不能选择CD装置，因为C是错误装置，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，故A项错误；选择AD装置制取和收集一瓶O2，连接af，因为氧气不易溶于水，可将水从导管e排出，故B项正确；制取和收集一瓶CO2不能选择BC装置，因为C是错误装置，长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，故C项错误；选择AB装置制取和收集一瓶CO2，不能连接ac，因为二氧化碳的密度比空气大，应该连接ab，故D项错误。
三、实验室制取气体的一般思路
实验室制取气体的一般思路
CaCO3+2HCl == CaCl2+H2O+CO2↑
考虑的因素：反应条件简便；反应速率适中，易控；产生的气体纯净、易收集；实验操作安全、简单；实验过程无污染；试剂价格便宜等。
四种常温型发生装置的对比
A.操作简单，适用于制取少量气体
B.方便随时添加液体药品
C.可通过控制分液漏斗的开关控制液体的滴加速度和滴加量
D.可控制反应的发生和停止
5. 某学生拟用如图实验装置测定石灰石与稀盐酸产生的CO2的体积。对于该实验，下列说法错误的是(　　)A. 不可用稀硫酸代替稀盐酸B. 若量气管中液体为水，会使测定结果偏小C. 所加稀盐酸的体积对测定结果无影响D. 实验测得CO2的体积偏小，可能是因为左侧Y形管中有CO2残留
【点拨】碳酸钙和稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石表面，阻碍反应的继续进行，所以不可用稀硫酸代替稀盐酸，A正确；二氧化碳能溶于水，且会与水反应，所以若量气管中液体为水，会使测定结果偏小，B正确；生成多少二氧化碳，就会排出多少体积的水，所以所加稀盐酸的体积对测定结果无影响，C正确；Y形管左侧残留的气体的体积等于排出空气的体积，不会有影响，D错误。
气体密度，是否与空气反应
气体溶解性，是否与水反应
密度比空气大，能溶于水，且与水反应
密度比空气大，不易溶于水，且不与水反应
将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则O2已满。
将带火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃，则证明为O2。
Ca(OH)2+ CO2 == CaCO3 ↓+H2O
CO2不可燃，不支持燃烧
多功能瓶是常用且重要的装置之一，集收集气体、检验气体、净化气体等诸多功能于一身，用途广泛，使用简便，被称为多功能瓶(万能瓶)
原理：一般是通过气体通入瓶内造成压强增大。从而将瓶内的气体或液体排出达到目的。
6. 化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：(1)实验室用KMnO4制取氧气，应选用的发生装置为________(填字母)。若用装置D收集产生的氧气，气体应从________(填“a”或“b”)端进入。
(2)实验室可以用装置B或装置C制取二氧化碳，与装置B相比，装置C的优点是_____________________________。为了解装置C具有该优点的原因，同学们在装置C中连接压强传感器(如图E所示)，从而测定实验中试管内气体压强变化的情况(如图F所示)，下列说法正确的是________(填序号)。①ab段试管中液面逐渐上升 ②bc段石灰石与稀盐酸脱离接触③c点对应的操作是打开活塞 ④bc段压强基本不变，说明装置气密性好
可以控制反应的发生与停止
【点拨】(1)若用装置D收集产生的氧气，由于氧气的密度比空气大，气体应从a端通入。(2)与装置B相比，装置C可将固体置于多孔隔板上，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，关闭活塞，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开活塞，气体导出，固液接触，反应开始。①ab段压强增大，液体被压入长颈漏斗中，试管内液面下降，长颈漏斗内液面上升；②bc段压强不变，是因为石灰石和稀盐酸脱离接触，无气体生成；③c点对应的操作是打开活塞，气体导出，故压强减小；④bc段压强基本不变，说明装置气密性好。
7. 某兴趣小组在学习二氧化碳制取的研究课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。【提出问题】 二氧化碳能不能用排水法收集？【作出猜想】Ⅰ. 不能用排水法收集，理由是____________________________________。Ⅱ. 能用排水法收集。【查阅资料】Ⅰ. CO2不与碳酸氢钠反应，且难溶于饱和碳酸氢钠溶液。Ⅱ. CO2能与氢氧化钠发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水的性质相似)。
CO2能溶于水且与水反应
【实验设计与操作】步骤一：小组同学用图1所示装置进行CO2气体的制取，在相同条件下，用如下3种方法，分别在3个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO2气体。
方法①：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，用排水法收集CO2备用，并记录从收集到集满一瓶CO2所需的时间t；方法②：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，采取与方法①相同时间t，用向上排空气法收集一瓶CO2备用；方法③：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，用向上排空气法收集，将燃着的木条放在瓶口验满后，立即盖上玻璃片备用。
(1)请写出稀盐酸和石灰石反应的化学方程式：_____________________________________。(2)当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后才开始收集气体，原因是______________________。(3)检验生成的气体是否为二氧化碳，涉及反应的化学方程式是__________________________________。
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O　
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
步骤二：将装有50 mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接，再插入已经收集好CO2气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器中的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中，观察瓶内压强变化情况。
【实验分析与结论】(4)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示。根据实验结果可知，猜想________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立。(5)用燃着的木条验满CO2气体的方法________(填“可靠”或“不可靠”)。从收集的气体纯度考虑，方法________(填“①”“②”或“③”)更好。
步骤三：小组同学进一步实验，比较两种收集方法收集等体积气体所需时间及纯度情况。
(6)小组同学用氧气传感器分别测定排空气法和排水法收集的两瓶等体积CO2气体中O2的体积分数(数据如图4所示)，则用排水法收集的气体中CO2的体积分数约为________。
(7)排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照。小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶的容积相同)CO2气体，记录所需时间，如表所示。综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法作出评价：________________________________________________。
排水法比排空气法收集的气体纯度高，且收集时间短
避免一部分二氧化碳溶于水，节约试剂
(8)直接用排饱和碳酸氢钠溶液的方法代替实验中的排水法收集二氧化碳，其优点是____________________________________。
【点拨】(4)根据方法①和方法②的压强变化，可以看出方法①压强减小更多，说明反应消耗的二氧化碳更多，所以方法①收集的二氧化碳更多，因此可以用排水法收集二氧化碳气体，故猜想Ⅱ成立。(5)方法②和方法③都是向上排空气法收集二氧化碳，而压强减小更多的是方法②，说明用方法②收集到的二氧化碳更多，而利用燃着的木条验满后收集的二氧化碳较少，因此利用燃着的木条检验二氧化碳是否收集满是不可靠的；压强降至最低的是方法①，所以用方法①收集气体纯度最高。
(6)根据图4可知，排水法收集的集气瓶内的水中溶解了一部分空气，排水法收集的气体中氧气为2. 5%，由于氧气约占空气体积的五分之一，所以此时内部含有空气的体积分数为2. 5%÷0. 2＝12. 5%，则剩余二氧化碳的体积分数为100%－12. 5%＝87. 5%。(7)根据实验数据可知，排水法收集气体所需时间短，且气体纯度高。(8)用排水法收集二氧化碳气体时，有部分二氧化碳会溶解在水中，但是二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液，这样就可避免浪费二氧化碳，节约试剂。