九年级化学上册 第六单元 碳和碳的化合物 课题2 二氧化碳制取的研究素材 新版新人教版.docx
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九年级化学上册第六单元碳和碳的化合物课题2二氧化碳制取的研究素材新版新人教版
第六单元 碳和碳的氧化物
课题2 二氧化碳制取的研究
素材一新课导入
[情景导入][视频资料]展示二氧化碳在生产和生活中的用途。
我们怎样才能得到一瓶二氧化碳呢?
这就是我们这节课要研究的内容。
[复习导入][引言]我们在第二单元制取过O2,今天再来探究在实验室中制备CO2的方法,首先看以下几则信息:
[投影]资料:
1.含碳酸根离子的化合物[例:
碳酸钠Na2CO3、大理石或石灰石(主要成分是CaCO3)]能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反应生成二氧化碳。
2.把燃着的木条放入二氧化碳中,木条________,把燃着的木条伸入氮气中,木条________。
3.向石灰水中吹气,现象:
________________,说明CO2能让石灰水变浑浊。
4.标准状况下,CO2的密度为1.977g·L-1,空气的密度为1.293g·L-1。
5.CO2易溶于水,且与水反应。
师小结:
实验室是如何来制取二氧化碳的呢?
本节课我们就一起来研究二氧化碳的制取。
[情景导入][师]打开雪碧、可乐、啤酒等饮料的封口,我们会发现大量的气泡,这些气泡是什么气体的气泡?
[生]二氧化碳的气泡。
[师]怎样验证呢?
[生]将气体通入澄清石灰水中。
[师]好,让我们来试一试(教师用可乐饮料做演示实验),我们看到澄清石灰水变浑浊这一现象,可以推出可乐饮料中逸出的气体的确是二氧化碳。
在实验室里,二氧化碳气体究竟是怎样制取的呢?
本节课我们将一起来研究。
[故事导入]
故事:
在意大利,传说有个山洞,人们把它叫作“死狗洞”,狗进入这个山洞就会死去,人进去了却安然无恙,人们都说洞里有个妖怪叫“屠狗妖”。
有一天,科学家波曼尔来到这山洞,他想解开“死狗”之谜。
波曼尔拿着火把走近山洞,只见洞顶有许多倒挂的钟乳石,地上长有许多石笋,还很潮湿,波曼尔把火把接近地面,这时火焰渐渐变小,最后熄灭,波曼尔忍不住大笑起来说:
“这屠狗妖不就是CO2吗?
他不仅会杀狗,它还会杀人呢!
”今天我们来研究实验室是如何获取二氧化碳的。
素材二教学建言
[建言]探究实验室制取二氧化碳装置的处理策略
1.学生通过阅读教材P114并填写表格,对比比较实验室制取氧气、二氧化碳的反应物的状态、反应条件以及气体的密度和溶解性等性质。
2.分析下列装置,你认为可用于制取二氧化碳的发生装置有哪些?
并说说你所选择的制取二氧化碳装置的优点。
3.分析下列装置,你认为可用来收集二氧化碳的有哪些?
若选用装置⑤收集二氧化碳,二氧化碳应从哪个口进入?
4.请你通过观察教材P115二氧化碳的制取装置,请选择下列仪器序号组装一套二氧化碳的制取装置。
素材三 视频资源
[视频1]实验室制取二氧化碳
[视频2]二氧化碳的制取和性质
详见光盘内容。
素材四 板书设计
[设计1]
一、实验室制取CO2的反应原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
二、实验室制取CO2的装置
三、制取CO2的步骤
1.检查装置的气密性
2.加入药品
3.制取、收集气体
四、验证CO2气体的方法
1.检验方法:
将导管通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,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
五、实验室制取气体的思路
1.选择反应原理
2.选择合适的实验装置
3.确定验证气体的方法
[设计2]
1.二氧化碳的制取
2.实验室制取气体的思路
3.操作及注意事项
连——查——加——收——验
素材五 课后“练习与应用”变式题
1.[1题变式]某同学利用右图所示装置制取并收集二氧化碳。
(1)写出仪器A和B的名称:
A__________,B________。
(2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式:
____________________________。
(3)当气体发生装置连接好后,接着应进行的实验步骤是____________________。
(4)检验CO2是否收集满的操作和现象:
将燃着的木条放在____________,若火焰熄灭,说明已经收集满。
[答案]
(1)长颈漏斗 集气瓶
(2)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(3)检查装置的气密性 (4)集气瓶口
2.[2题变式]在实验室中利用右图装置,可以进行的实验是( )
①用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气
②用KMnO4固体制取氧气
③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气
④用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳气体
A.①④ B.①②
C.②③ D.③④
[答案]A
3.[3题变式]写出图中物质转化的化学方程式:
(1)________________________________________________________________________
(2)________________________________________________________________________
(3)________________________________________________________________________
(4)________________________________________________________________________
[答案]
(1)C+O2
CO2(氧气充足)或者C+2CuO
2Cu+CO2↑
(2)C+O2
2CO(氧气不足)或者C+CO2
2CO
(3)CO2+C
2CO
(4)C+2CuO
2Cu+CO2↑
4.[6题变式]12.5g石灰石(碳酸钙的质量分数为80%,杂质不与酸反应)中,加入足量的稀盐酸充分反应,可制得二氧化碳多少克?
[答案]解:
设生成CO2的质量为x。
碳酸钙的质量=12.5g×80%=10g。
CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
10044
10gx
=
x=4.4g
答:
可制得二氧化碳4.4g。
素材六 教材参考答案
[教材P114探究·参考答案]
反应物的状态
反应条件
二氧化碳
大理石为固体,稀盐酸为液体
常温
氧气
高锰酸钾为固体
加热
氯酸钾为固体
加热,有二氧化锰作催化剂
过氧化氢溶液为液体
常温,有二氧化锰作催化剂
气体的密度与空气的比较(大或小)
是否溶于水,是否与水反应
气体的密度与空气的比较(大或小)
是否溶于水,是否与水反应
二氧化碳
相同条件下,二氧化碳的密度比空气的大
溶于水,与水反应
氧气
相同条件下,氧气的密度比空气的略大
不易溶于水,也不与水反应
[教材P115讨论·参考答案]
1.检验方法:
将制得的气体通入澄清石灰水,如石灰水变浑浊,则该气体是二氧化碳。
2.验满方法:
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则证明集气瓶中已集满二氧化碳。
[教材P116练习与应用·参考答案]
1.CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O 向上排空气法 二氧化碳的密度比空气的大,而且二氧化碳能溶于水 将气体通入澄清石灰水中,如果石灰水变浑浊,则证明生成的气体是二氧化碳 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭则证明已收集满,反之,则不满
2.该制取二氧化碳的装置图有以下几处错误:
(1)长颈漏斗下端没有伸入到液面下,产生的气体可能从长颈漏斗逸出。
(2)锥形瓶内的导气管伸入液面下是错误的,因为导气管被液封,气体无法从锥形瓶中排出。
(3)用向下排空气法收集二氧化碳是错误的,因为二氧化碳的密度比空气的大。
3.①C+O2
CO2 化合反应(或C+2CuO
2Cu+CO2↑或2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑)
②CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O(或CaCO3
CaO+CO2↑ 分解反应)
③H2CO3===CO2↑+H2O 分解反应
④2C+O2
2CO 化合反应(或CO2+C
2CO 化合反应)
4.
生成二氧化碳的反应
能否用于实验室里制取二氧化碳和理由
(1)
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
能;常温下即可反应,操作简单,且反应速率适中便于收集
(2)
CaCO3+H2SO4===CaSO4+CO2↑+H2O
否;反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻碍反应的进行
(3)
Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O
否;因为Na2CO3与稀盐酸反应速率过快,难以收集
(4)
C+O2
CO2
否;燃烧不充分时产生的一氧化碳为杂质;在氧气充足时才能只生成二氧化碳,但此时过量的氧气是杂质
(5)
2CuO+C
2Cu+CO2↑
否;在高温下进行,对实验装置要求过高
(6)
CaCO3
CaO+CO2↑
否;在高温下进行,对实验装置要求过高
[解析]判断某反应是否适合实验室制取二氧化碳,首先应考虑可操作性,在可操作的前提下,再考虑是否简便易行,原料是否容易获得,是否便于收集气体,产生的气体是否纯净等。
5.
(1)①②⑦⑧ 石灰石和稀盐酸 CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
(2)试管 ①③④⑤⑥ 氯酸钾和二氧化锰 2KClO3
2KCl+3O2↑
6.解:
设生成CO2的质量为x。
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
250g x
=
x=110g
答:
生成二氧化碳110g。
素材七 化学与生活
鸡蛋潜水
在一个500mL的烧杯里盛300mL稀盐酸(浓度20%),将一个生鸡蛋放入,便会看到鸡蛋时而潜入底部,时而悬浮向上或片刻静止,非常有趣。
这是因为蛋壳中含有一种叫碳酸钙的物质,它遇到盐酸会发生反应,放出二氧化碳气体,这些气泡粘附在蛋壳上,产生的浮力使鸡蛋上升,露出水面后气泡破裂,当重力大于浮力时,鸡蛋便下沉,当重力等于浮力时,鸡蛋静止。
如此反复,只要蛋壳没有完全溶解,鸡蛋便会时而潜入水中,时而悬浮向上或片刻静止。
鸡蛋上写字
取一个鸡蛋,在表面涂上一层蜡,然后用小铁钉小心地在鸡蛋壳上写上自己的名字,再把这样的鸡蛋放入食用醋中,约20分钟后,取出,投入热水中,熔化所有的蜡,洗净,就可在鸡蛋上显现自己的名字了。
素材八 能力培优
【培优训练题】
1.(黄冈初赛)已知碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]易溶于水,受热易分解,分解反应的化学方程式为:
Ca(HCO3)2
CaCO3↓+CO2↑+H2O。
现要用实验方法证明上述反应的产物。
请回答有关问题:
(1)写出分解碳酸氢钙所需的主要仪器名称:
___________________________。
(2)在实验中,有人提出必须先检验分解产物碳酸钙,再检验二氧化碳,你认为该建议是否正确?
(3)简述如何用实验方法证明分解产物中有二氧化碳?
(4)简述如何用实验方法证明分解产物中有碳酸钙?
2.(大庆市初赛)为了测定某石灰石矿样的纯度(其中所含杂质不与酸反应),某同学按如下流程进行实验:
用盐酸溶解矿样→干燥所得气体→用NaOH溶液吸收气体→根据NaOH溶液的增重计算矿样的纯度
实验过程中所取矿样的质量为10.0g。
实验装置如下图所示:
(1)A为溶解矿样的装置,若已准备了长颈漏斗、双孔橡皮塞、导气管,为完成溶解至少需要的实验仪器是。
(2)A中发生反应的化学方程式。
(3)B中所盛试剂是。
(4)根据上述装置进行实验,下列情况会使实验结果产生偏差的是_______(填序号)。
①实验开始前,A、B装置及导管内残留有少量空气
②进入C装置的气体中还混有少量HCl气体
③气体通过速度过快,二氧化碳来不及被NaOH溶液全部吸收
④实验结束时,系统内还残留有少量二氧化碳气体
(5)将插入溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(图中的D),有得于提高实验的准确度,其理由是_____________________________________________________________________。
(6)改进实验装置并进行正确的操作,可以正确测定出矿样的纯度。
若此时C装置在实验后其质量增加了3.6g,则该矿样的纯度为_________%。
【情景创新题】
3.(原创题)克娄巴特拉七世是托勒密王朝的末代女王,是历史上有名的艳后。
父亲死后,她与兄弟共同统治富饶的埃及。
公元前48年,她在罗马统帅恺撒的帮助下,击败兄弟而独霸王位,将价值连城的王冠戴在自己的头上。
王冠上镶有一颗珍珠是当时世界上最大的珍珠,名叫“埃及的眼泪”。
公元前44年,恺撒被人刺死,其部下安东尼举兵进攻埃及,克娄巴特拉七世无法抵抗安东尼的进攻,准备投降并以“埃及的眼泪”讨好安东尼。
可是,一件奇怪的事破坏了她的计划。
欢迎安东尼的宴会开始前,一个侍女突然报告说,王妹的女佣偷去了“埃及的眼泪”并把它吞到肚里去了。
女王想杀了女佣取出珍珠,但又怕被玷污的东西送人反而是一种亵渎。
犹豫之时,王妹突然建议说:
“让她喝醋,醋喝多了她就会泻个不停,一定会把珍珠泻下来。
”于是女王令人一个劲地给女佣灌醋,女佣果真泻个不停,但始终没有见珍珠下来。
请根据题给材料完成下列探究:
[猜想与假设]你认为“珍珠”主要成分可能是,理由是。
[实验设计]若证明你的猜想正确,设计实验如下:
取一个小玻璃杯,放入少量珍珠粉末,然后加入一些醋精(主要成分是醋酸CH3COOH),立即用蘸有澄清石灰水玻璃片盖住。
[实验现象]你观察到现象是。
[实验结论]根据实验现象推出你的猜想正确。
已知CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,请你写出碳酸钙与醋酸反应化学方程式。
[反思与应用]医疗上,可以用珍珠粉治疗胃酸(主要成份是盐酸)过多症,原理是
。
参考答案
1.
(1)铁架台(含铁夹)、酒精灯、大试管、带单孔塞的导气管
(2)不正确
(3)将产生的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明分解产物中有二氧化碳。
(4)待碳酸氢钙受热分解的大试管冷却,向其中加入水,振荡,有不溶于水的白色固体存在,在不溶于水的固体中加入稀盐酸,固体全部溶解,且产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,由此证明碳酸氢钙分解产物中有碳酸钙。
解析:
根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此实验室一般用澄清石灰水检验二氧化碳气体;依据实验室制取二氧化碳反应原理,证明碳酸钙一般用稀盐酸和澄清石灰水,根据观察石灰水变化确定碳酸钙是否存在。
2.
(1)锥形瓶
(2)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(3)浓H2SO4
(4)①②③④
(5)可增大气体与溶液的接触面积,使气体充分被吸收
(6)81.8
解析:
依据实验制取二氧化碳实验装置可知,该反应的反应容器是锥形瓶;浓硫酸具有吸水性,因此B装置盛有浓硫酸干燥A中产生CO2;多孔的球泡可以增大气体与液体接触面积,便于气体充分被吸收;C装置增加的质量为3.6g,即为碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳质量,抓住CO2质量求出矿石中碳酸钙质量,进而求出矿石样品中碳酸钙质量分数。
3.[猜想与假设]碳酸钙碳酸钙能与酸反应导致珍珠溶解了
[实验现象]珍珠粉逐渐减少,且表面冒出气泡;澄清石灰水变浑浊
[实验结论]CaCO3+2CH3COOH===Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑
[反思与应用]珍珠中含有大量的碳酸钙,能与胃液中盐酸反应,减少胃液中盐酸含量,缓解病症
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