54（九上）课题3 二氧化碳的实验室制取（第2课时）（导学案）（解析版）（导学案5）

skybamboo

课题3 二氧化碳的实验室制取
第2课时 实验室制取气体的一般思路和方法
一、学习目标
1.比较实验室里制取氧气和二氧化碳的方法，归纳实验室里制取气体的一般思路和方法。
2.根据实验室制取气体的一般思路和方法推测氢气等陌生气体的实验室制法。
二、学习重难点：实验室制取气体的一般思路和方法。
三、学习过程
【课前预习】
如图是实验室常见的制取气体的装置。


（1）组合装置_______(填字母)可用于制取二氧化碳，请写有关反应的化学方程式：______________________________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为：___________________，可选用的发生装置为______（填字母）。
（3）若用装置E收集氧气，则如何验满？
【答案】（1）AE（或BE）    CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O +CO2↑
（3）将带火星的木条方法集气瓶口，若木条复燃，则氧气已集满。
【课堂探究】
任务一：结合实验室制取氧气、二氧化碳的反应原理，分析确定制取气体的反应原理时应考虑的因素。
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2
2H2O +O2↑
CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O +CO2↑
【答案】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。
任务二：依据氧气和二氧化碳的制取原理确定发生装置。
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2
2H2O +O2↑
CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O +CO2↑
【答案】用加热高锰酸钾的方法制取氧气时，反应物状态为固体，反应条件为加热，所以用固体加热型发生装置；而用过氧化氢制取氧气，反应物为液体，反应条件为催化剂，所以用固液常温型发生装置；用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳时，反应物为固体和液体，反应条件为常温，所以用固液常温型发生装置。
任务三：制取气体时，分别说一说选取以下三种收集装置的原因。


【答案】密度比空气大且不与空气中成分反应的气体选取向上排空气法收集；密度比空气小且不与空气中成分反应的气体选取向下排空气法收集；不易溶于水且不与水反应的气体可选取排水法收集。
任务四： 根据多功能瓶的使用方法，完成下列填空。


（1）若用此装置采取排空气法收集氧气或二氧化碳，气体应从______（填“a”或“b”）端通入。
（2）若先将此装置盛满水，用排水法收集气体，可用于收集_______，气体应从______（填“a”或“b”）端通入。
【答案】（1）b   （2）氧气  a
任务五：下列两种反应都能产生H2，哪种适合用于实验室制取H2？
【说明】Zn为一种金属，试剂状态为固体，H2SO4来自于稀硫酸，试剂状态为固体，两种试剂都易获取。
【答案】第二个反应。
任务六：根据氢气的实验原理确定发生装置，并用以下仪器设计装置。

【答案】固液常温型发生装置，举例
或
。
任务七：根据氢气的性质确定实验室制取氢气时选用的收集装置。

颜色	气味	密度	溶解性
无色	无臭	比空气小	难溶于水

【答案】氢气的密度比空气小，且不与空气中的成分反应，可用向下排空气法收集；氢气难溶于水且不与水反应，故也可用排水法收集。
【课堂检测】
1．一氧化氮无色难溶于水且密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色二氧化氮气体。那么实验室收集一氧化氮时应选择（   ）
A．排水集气法        B．向上排空气法        C．向下排空气法        D．排水法或向上排空气法
【答案】A
【解析】一氧化氮，虽然密度比空气略大，但由于极易与氧气反应且是大气污染物，不宜用排空气法进行收集；一氧化氮难溶于水，可用排水法进行收集。
故选A。
2.某化学小组选用如图装置进行常见气体的实验室制取。


回答下列问题。
(1)写出仪器①的名称：。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填序号），在加入药品前应进行的操作是。
(3)若用C装置收集氧气，验满的方法是。（请写出操作、现象、结论）。
(4)实验室常用和（填药品名称）制取二氧化碳，写出实验室制二氧化碳的化学方程式：，若用E装置收集二氧化碳，进气口为（填“a”或“b”）端。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) A     检查装置的气密性
(3)将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已集满
(4)大理石（或石灰石）     稀盐酸     CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑     a
【解析】（1）由图可知，仪器①的名称为：长颈漏斗；
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，该反应属于固体加热型，应选用的发生装置是A；在加入药品前应进行的操作是检查装置的气密性；
（3）C装置为向上排空气收集装置，若用C装置收集氧气，验满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已集满；
（4）实验室常用大理石（或石灰石）和稀盐酸制取二氧化碳，大理石（或石灰石）的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳的密度比空气大，若用E装置收集二氧化碳，进气口为a端。
3.化学实验小组的同学正在进行气体制取实验，请你结合下列实验装置，一起参与探究，并完成下列有关问题。


（1）图中仪器①的名称是，仪器②的名称是。
（2）实验室里常用稀盐酸和块状大理石在装置A中反应制取二氧化碳，若用图2装置检验某气体是否为二氧化碳，则瓶内应装入的物质是，气体应从(填“a”或“b”)导入，其中反应的化学方程式是。
（3）装置A、B和C都能制取二氧化碳气体，但装置C与前两者相比较，你认为装置C的优势是；
（4）实验室用加热无水乙酸钠固体和氢氧化钠固体制取甲烷气体。在通常情况下甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水， 密度比空气小。现实验室制取较纯净的甲烷应选用的发生装置和收集装置是(填字母编号)。
【答案】（1）锥形瓶     长颈漏斗
（2）澄清石灰水     a     Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
（3）控制反应的发生与停止
（4）DF
【解析】（1）仪器①的名称是锥形瓶，仪器②的名称是长颈漏斗；
（2）若用图2装置检验某气体是否为二氧化碳，则瓶内应装入的物质是澄清石灰水，氢氧化钙能与二氧化碳反应产生碳酸钙沉淀，有明显的现象；为使二氧化碳与澄清石灰水充分反应，气体要长管进，故从a口进入；氢氧化钙能与二氧化碳反应产生碳酸钙和水，化学方程式为Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O ；
（3）装置A、B和C都能制取二氧化碳气体，但装置C与前两者相比较，装置C的优势是：打开弹簧夹固液接触反应开始，关闭弹簧夹试管内气体增多，在压强的作用下固液分离，故优点是能够控制反应的发生与停止；
（4）实验室用加热无水乙酸钠固体和氢氧化钠固体制取甲烷气体，该反应为固体加热型，发生装置可选择D，排水法收集的气体较排空气法纯净，甲烷甲烷难溶于水，可选择F排水法收集较纯净的甲烷，故实验室制取较纯净的甲烷应选用的发生和收集装置是D和F。