科粤版九年级化学上册《二氧化碳制取的性质和制法》知识梳理+例

二氧化碳制取的性质和制法

【学习目标】

1.掌握二氧化碳的性质。

2.掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作要点。

3.了解实验室中制取气体的思路和方法。

4.了解二氧化碳的用途并关注温室效应。

【要点梳理】

要点一、二氧化碳的性质

1.二氧化碳的物理性质：

（1）通常状况下，二氧化碳是一种无色无味的气体。

（2）标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L，比空气大。

（3）固态CO2又叫干冰。二氧化碳的三态变化：

2.二氧化碳的化学性质：

（1）二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧。

讨论：观察课本实验5－9（如下图所示）并分析。

现象与分析：下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭。

通过分析该实验的现象，可以说明二氧化碳两点性质：①二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧；②二氧化碳的密度比空气大。

（2）CO2与水反应生成碳酸。碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。

CO2+H2O=H2CO3

碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。

H2CO3=H2O+CO2↑

讨论：观察课本实验5－10a，b,c（如下图所示）并分析。

现象与分析：a中塑料瓶变瘪说明二氧化碳能溶于水，1体积水中大约能溶解1体积的二氧化碳气体；b 中紫色石蕊溶液变红色，说明二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸具有酸性，能使紫色石蕊溶液变红；将上述试管加热后，又变成了原来的紫色，说明碳酸不稳定，又分解了。

（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成白色的碳酸钙沉淀。

讨论：观察课本实验5－11（如下图所示）并分析。

现象与分析：往试管中的澄清石灰水里吹气，澄清石灰水变浑浊。

CO2与石灰水反应生成白色的碳酸钙沉淀。常利用此性质，来检验二氧化碳气体。

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O（清变浊）

【要点诠释】

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1．二氧化碳不能支持一般可燃物的燃烧，但不是所有物质，有些物质如金属镁能在二氧化碳中燃烧。2．把CO2通入紫色石蕊试液时，会观察到紫色石蕊试液变成红色。使紫色石蕊试液变红的不是二氧化碳，而是二氧化碳与水反应后生成的碳酸。盐酸、稀硫酸等也能使紫色石蕊试液变红。

3．二氧化碳能溶于水和与水发生化学反应两者在本质上是不同的，前者是二氧化碳的物理性质，后者是二氧化碳的化学性质。

4．实验室久置的石灰水瓶内壁，会有一层白色物质，白色物质是CaCO3（石灰水吸收空气中的CO2，发生如下反应：Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O）。

要点二、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。

要点三、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+O 2CO2

(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：CaCO

3

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

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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，研究如何验证制得的气体等。

（2）选择反应时，要考虑原料易得，反应条件要求不高，操作简便安全，反应速率适中，生成气体不混入其他气体，便于收集。

（3）制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。选择气体发生装置要根据反应物的状态和反应条件；选择气体的收集装置应考虑气体的密度和气体的溶解性及气体是否与水反应。

（4）验证气体时，实验现象要明显。

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要点四、二氧化碳对生活和环境的影响

1.二氧化碳无毒，但在二氧化碳过多的地方，人们会感到窒息。通常空气里含0.03％体积的二氧化碳，当含量达到1％的时候，对人体就有害处；达到4％～5％的时候，会使人感到气喘、头痛、眩晕；达到10％的时候，能使人不省人事，呼吸逐渐停止，以致死亡。

2.温室效应的形成、危害及对策：

（1）温室效应形成的主要原因：随着工农业生产的发展和人类生活水平的提高，煤 …… 此处隐藏：6278字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……