初中化学人教版九年级上册实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质导学案
展开1.掌握实验室制取CO2和向上排空气法收集气体
2.加深对CO2性质的认识
【课前预习】
1.某同学对实验室制取氧气和二氧化碳的方法做了比较,并得出以下结论,其中错误的是( )
A.选用的发生装置可能相同 B.收集方法可能相同 C.反应类型可能相同 D.检验方法一定不同
2.根据物质的用途体现物质的性质这一关系,下列用途体现该物质的性质,说法错误的是
A.金刚石可以刻画玻璃,说明金刚石硬度大 B.二氧化碳能使紫色石蕊变红,说明二氧化碳具有酸性
C.一氧化碳可用于工业炼铁,说明一氧化碳具有还原性 D.活性炭可用于防毒面具,说明活性炭具有吸附性
3.下列不属于二氧化碳用途的是( )
A.灭火 B.制汽水 C.人工降雨 D.填充探空气球
4.下列各组仪器中,不能用来组装实验室制取二氧化碳装置的是 ( )
A.长颈漏斗、集气瓶、酒精灯 B.长颈漏斗、集气瓶、试管
C.长颈漏斗、锥形瓶、集气瓶 D.平底烧瓶、长颈漏斗、集气瓶
5.将充满下列气体的四支试管分别倒立于水槽中,试管内水位上升最高的是( )
A.H2B.O2C.CO2D.N2
6.在实验室,O2和CO2都可以选用的收集方法是( )
A.排水法 B.向下排空气法 C.向上排空气法 D.排水法和向上排空气法
7.下列有关实验操作及分析均合理的是
A.排水法收集O2:导气管口刚有气泡冒出立即收集,收集到的O2更纯净
B.去除粗盐中难溶性杂质:将粗盐全部加入水中立即过滤,导致产率偏低
C.测定空气里O2含量:点燃红磷慢慢伸入集气瓶并塞紧瓶塞,导致测定结果偏低
D.探究CO2性质:将CO2快速倒入盛有燃着蜡烛的烧杯中,便于观察低处蜡烛先熄灭
8.下列反应属于分解反应的是( )
A.工业制氧气 B.用大理石和盐酸混合制二氧化碳 C.加热高锰酸钾制氧气 D.在空气中点燃红磷
9.检验集气瓶内二氧化碳是否收集满的操作是( )
A.将带火星的木条接近瓶口 B.将燃着的木条伸入瓶中 C.靠近瓶口扇闻气味 D.将燃着的木条接近瓶口
10.下列各组物质不宜用于实验室制取气体的是( )
A.块状石灰石与稀盐酸 B.块状大理石与稀硫酸 C.锌与稀硫酸 D.氯酸钾与高锰酸钾
【学习探究】
自主学习
阅读课本,完成下列问题
1.气体发生装置的选择
(1)固体加热制取气体时可选用图_1_所示装置,如:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气、加热高锰酸钾制取氧气等。
(2)固体和液体反应且不需加热制取气体时可选用图_2_所示装置,如:过氧化氢与二氧化锰制取氧气、石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳等。
2.气体收集装置的选择
(1)排水集气法:收集难溶或微溶于水,且不跟水发生反应的气体,如氢气、氧气、一氧化碳、甲烷等,收集装置可选用图3中的a。
(2)向上排空气法:用于收集密度比空气大且不跟空气中的任何成分反应的气体,如二氧化碳、氧气等,收集装置可选用图3中的b。
(3)向下排空气法:用于收集密度比空气小且不跟空气中的任何成分反应的气体,如氢气、甲烷等,收集装置可选用图3中的c。
3.在紫色石蕊试液中,通入二氧化碳气体,石蕊试液变成红色,其反应的化学方程式为CO2+H2O===H2CO3,再将此溶液加热,溶液又变成紫色,其反应的化学方程式为H2CO3eq \(=====,\s\up7(△))CO2↑+H2O。若在紫色石蕊试液中撒入一定量的活性炭,振荡静置后可看到溶液变成无色,这是因为活性炭具有吸附性。
4.点燃两支蜡烛,分别放在白铁皮架的两个阶梯上,把白铁皮架放在烧杯里,沿烧杯内壁缓缓倾倒二氧化碳。
(1)向烧杯中倾倒二氧化碳时,观察到的现象是:低处的蜡烛先熄灭,高处的蜡烛后熄灭。
(2)该实验说明: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。
(3)由上述结论可推断CO2的重要用途之一是灭火。
互学探究
实验用品:烧杯(2个)、短蜡烛、集气瓶、玻璃片、试管(大)、带导管的单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、小试管(3支)、酒精灯、试管夹、火柴、木条。
大理石或石灰石、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蒸馏水。
知识点一、制取二氧化碳
(1)实验原理:CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2。
(2)实验装置:如图1所示(或如图2所示):
图1 图2
①发生装置:由于该反应是用块状的大理石(或石灰石)与稀盐酸反应,且不需要加热,其发生装置应选用“固液不加热型”。
②收集装置:CO2能溶于水,且部分与水反应生成碳酸,故不能用排水法收集。因为CO2的密度比空气的密度大,故可用向上排空气法收集。
实验步骤:(简记为“查、装、液、塞、收、验”)①连接仪器,检查装置气密性。a.常用方法:如图3所示,组装好仪器后,先把导气管的一端浸入水里,然后用手掌紧贴容器外壁,如果导气管口有气泡冒出,或者松开手,导气管口浸水的一端形成一段高于水面的水柱,则表明装置气密性良好。夏季气温较高时,可用酒精灯对容器微热。
b.特殊方法:如图4所示,从长颈漏斗中加水,直至将长颈漏斗的下端封闭,然后可以按常规方法检查;或将导管外端胶皮管用弹簧夹夹住,然后向长颈漏斗中加水到一定程度后,如果长颈漏斗中液面下降,则说明气密性不好,如果长颈漏斗中液面不下降,则说明气密性良好。
图3 图4
②装入块状大理石(或石灰石)。
③向试管中加入稀盐酸。
④用带有导管的橡胶塞塞紧试管,导管的另一端伸入集气瓶底部并将反应装置固定好。
⑤用向上排空气法收集气体。
⑥将燃着的木条放在集气瓶口,如果木条火焰熄灭,证明气体已集满。
知识点二、二氧化碳的性质
(1)把一支短蜡烛固定在烧杯内,点燃。拿起收集满二氧化碳的集气瓶,向烧杯内缓慢倾倒二氧化碳,如图所示,观察到燃着的蜡烛熄灭。
(2)向两支试管中分别加入2mL蒸馏水,然后各滴入1~2滴石蕊溶液,观察到试管中的溶液为紫色。将其中一支试管静置,向另一支试管中通入二氧化碳,观察现象,并与静置的试管中溶液的颜色进行对比,发现溶液逐渐变成红色。将通入二氧化碳的试管放在酒精灯火焰上加热,观察到溶液又由红色逐渐变成紫色。
(3)另取一支试管,向其中注入少量澄清石灰水,然后通入二氧化碳,观察到澄清石灰水变浑浊。
(4)还可利用如图所示装置,向烧杯内倾倒二氧化碳气体,来验证二氧化碳的密度大于空气。
【课后练习】
1.下列实验现象中,可以用来判断集气瓶里盛有CO2的是( )
A.集气瓶正立桌上,瓶中气体是无色的
B.往集气瓶里倒入少量紫色石蕊试液,振荡,试液变成浅红色
C.将燃着的木条伸入集气瓶里,火焰熄灭了
D.往集气瓶里倒入少量澄清的石灰水,振荡,石灰水变浑浊了
2.实验室制二氧化碳最适宜的仪器是( )
A.广口瓶、集气瓶、酒精灯
B.漏斗、广口瓶、集气瓶、水槽
C.长颈漏斗、广口瓶、集气瓶
D.长颈漏斗、大试管、集气瓶、酒精灯
3.要鉴别H2、O2、CO2三瓶气体最简便的方法是( )
A.分别通入紫色石蕊溶液 B.分别通入澄清的石灰水中
C.测定和比较三种气体的密度 D.用燃着的木条分别伸入集气瓶
4.实验室制取二氧化碳时不使用稀硫酸是因为( )
A.不能反应
B.反应发生后生成的微溶物阻止反应继续进行
C.生成的气体不纯净
D.反应速率太快
5.下列有关二氧化碳的制备、检验、收集和用途能达到目的是
A.实验室用块状石灰石和稀硫酸反应制备大量二氧化碳
B.将燃着的木条伸入集气瓶,火焰熄灭,该瓶气体就是二氧化碳
C.实验室收集二氧化碳通常采用向下排空气法
D.将集满二氧化碳气体的集气瓶盖上玻璃片,正放在桌上
6.下列说法中不正确的是
A.干冰可用于人工降雨,利用干冰易升华的性质
B.二氧化碳本身没有毒,若在空气中含量过高时会使人窒息死亡
C.二氧化碳通入紫色石蕊溶液,溶液变红,说明二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红
D.人与动物的呼吸作用是吸进氧气,呼出二氧化碳;而植物的光合作用相反,吸进二氧化碳,呼出氧气,所以树林中空气清新
7.下列四个装置都能制取二氧化碳,其中能随时控制反应的发生和停止的是( )
A.①②④ B.①③④ C.①②③ D.②④
8.某兴趣小组利用下图装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
9.用“W”型管进行微型实验,如图所示,下列说法错误的是( )
A.a处红棕色粉末变为黑色 B.a处实验结束时先停止,通入CO,后停止加热
C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成 D.可利用点燃的方法进行尾气处理
10.下列实验方法无法达到实验目的的是 ( )
A.用燃着的木条鉴别氮气与二氧化碳 B.用澄清石灰水鉴别氧气和二氧化碳
C.用带火星的木条鉴别氧气和空气 D.用二氧化锰鉴别水和过氧化氢溶液
11.实验室里制CO2的主要操作步骤的序号是 ________ .
A.向上排空气法收集 B.检查装置的气密性 C.把盐酸加入到反应容器中 D.将大理石加入到反应容器中
12.请结合下图所示实验装置回答有关问题:
(1)写出装置中标号仪器的名称。a__________;b____________。
(2)写出一个实验室制取氧气的化学方程式____________________,根据该反应原理,可选择图中_________(填标号,下同)与_________组装一套制取氧气的装置。
(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式为______________,你所组装的上述制取氧气的装置____(填“能”或“不能”)用于实验室制取二氧化碳,理由是_________________。
13.(实验目的)
1.掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置与操作方法。
2.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体。
3.加深对二氧化碳性质的认识。
(实验用品)
大理石(或石灰石)、稀盐酸(1∶2)、澄清石灰水、紫色石蕊试液、蜡烛、木条、蒸馏水、火柴。
烧杯、集气瓶、量筒、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管、试管夹、玻璃片、酒精灯。
(实验步骤)
制取二氧化碳
(1)按上图连接装置并检查装置的气密性
将导气管的一端浸入水中,用手紧握试管,若观察到____________,说明该装置的气密性较好。
(2)装药品
先在试管里放入几小块大理石,然后注入15 mL稀盐酸,立即用带有导管的橡胶塞塞住试管,观察到的现象为____________________________。
(3)收集气体并验满
用向上排空气法收集二氧化碳气体,过一会儿,将燃着的木条放在__________,若木条熄灭,说明已收集满二氧化碳。
14.二氧化碳的性质和用途
物理性质:二氧化碳是一种______色______味的气体,密度比空气______,______溶于水。固体二氧化碳叫______。
化学性质:(1)不能燃烧,也不________。
(2)与水能反应生成碳酸,反应的化学方程式为__________________,碳酸很不稳定,易分解,化学方程式为________________。
(3)可使澄清石灰水________,化学方程式为________________________。此反应可用于实验室检验二氧化碳。
注 意:二氧化碳能溶于水和与水发生反应有本质上的区别。当二氧化碳通入水中时,仅有少量的二氧化碳与水发生了反应,其余的仍以二氧化碳的形式存在。
用 途:(1)促进植物________;(2)可用于______;(3)生产化肥及作气体肥料;(4)用于______等。
15.下图是教材中“二氧化碳的溶解性实验”——向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,观察塑料瓶的变化。请回答:
(1)指出仪器A的名称:____________。
(2)实验操作中,旋紧瓶盖后,还需进行的操作是____________。
(3)最后可观察到的实验现象是______________________。由此得出的结论是:二氧化碳______(填“能”或“不能”)溶于水。
【参考答案】
【课前预习】
1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.C 7.B 8.C 9.D 10.B
【课后练习】
1.D 2.C 3.D 4.B 5.D 6.C 7.D 8.A 9.B 10.A
11.BDCA
12.(1)酒精灯 试管 (各1分)
(2)2H2O22H2O+O2↑ (3分) B D (各1分)
(3)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2(3分) 能 (1分)
反应物的状态都是固体和液体,且都无需加热;生成的气体密度都比空气大,都不与空气中的成分反应。 (2分) (其它合理答案均可)
13.导管口有气泡 大理石表面有大量气泡产生 集气瓶口
14. 无 无 大 能 干冰 支持燃烧 CO2+H2O===H2CO3 H2CO3===CO2↑+H2O 变浑浊 CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O 光合作用 灭火 人工降雨
15.烧杯 振荡 塑料瓶变瘪 能
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