3.4 二氧化碳的制取 （提高学案+练习）

浙教版科学八年级下———3.4二氧化碳的制取-提高学案 【学习目标】 1.掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作要点。 2.了解实验室中制取气体的思路和方法。 【要点梳理】 要点一、二氧化碳的实验室制法 1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。 2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑ 3.发生装置和收集装置： （1）发生装置：“固———液不加热型”。气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。制取二氧化碳常用的发生装置如下： （2）装置连接时要注意以下两点： 　①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉； 　②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。若伸入到液面下，气体就无法从导管口排出。 （3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。二氧 化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所 示）。收集时要注意将导管插到瓶底。　 　 4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。 5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明 有CO2生成。 【要点诠释】 药品选用应注意的问题： （1）不能用浓盐酸。浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。 （2）不能用硫酸。因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑） 生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。 （3）不可用碳酸钠。因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl　 =2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。 要点二、实验室制取二氧化碳的研究与实践 1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如： （1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2 (2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑　 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ (3)石灰石高温分解： CaCO3 　CaO+CO2↑ (4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑ (5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。 有二氧化碳生成的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳。首先要考虑可操作性，其次再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。（1）和（5）虽然都能生成二氧化碳，但由于燃烧需要在氧气（由空气）中进行，放出大量的热，对仪器、装置的要求高而且复杂，燃烧后的高温气体收集也很困难，所以在实验室里可操作性差；（2）和（3）需在高温下进行，操作较复杂且消耗能源。（4）方案操作简便，故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。 2.实验室制取气体装置的确定：制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，其选择依据如下： （1）气体发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件来确定。①若反应物只有固体，反应需要加热时，应选择下图A所示的实验装置。②若反应物状态为固体+液体，反应不需要加热时，应选择下图B所示的实验装置。 （2）气体收集装置的选择：依据气体的物理性质（是否溶解于水、密度比空气大还是小）和化学性质（是否与水、空气发生反应）来选择。 ①气体的密度大于空气的密度（或相对分子质量大于29），可用向上排空气法收集（上图D）。 ②气体的密度小于空气的密度（或相对分子质量小于29），可用向下排空气法收集（上图E）。 ③气体不易（或难）溶于水且不与水反应，可用排水法收集（上图C）。 【要点诠释】 1.实验室制取气体的一般思路和方法： （1）首先要研究实验室制取气体的化学反应原理，即选择合适的反应物和反应条件（如常温、加热、加催化剂等），还要选择合适的实验装置，研 ... ...