二氧化碳的制備和實驗性質(zhì)實驗

課題:《二氧化碳的制備和性質(zhì)實驗》姓名: 王思氬學號 1011155015時間2013年10月22日《二氧化碳的制備和實驗性質(zhì)實驗》—.實驗目標二?實驗原理過程與過程與方法使學生通過動手做實驗，深化記憶實驗室制備二氧化碳的方法和原理。同時對二氧化碳的性質(zhì)進行深化探究驗證知識與技能通過講解和演示實驗，使學生掌握實驗操作的要點，并且在動手實驗的過程中熟練操作要領，對相關二氧化碳的性質(zhì)進行相關實驗改進設計，并且學會啟普發(fā)生器的使用情感態(tài)度與價值觀二氧化碳的制備和性質(zhì)實驗是中學化學的基礎實驗，在動手操作中讓學生感受化學世界的美妙，提高課程的趣味性和貼近生活的實用性。本實驗為探究型實驗，通過實驗實現(xiàn)對二氧化碳的制取和性質(zhì)的驗證，首先查閱資料進行知識儲備，再在實驗中進行進一步的探究驗證：1.二氧化碳的制備：實驗室制備二氧化碳的常用方法為：大理石加稀鹽酸制備。二氧化碳的性質(zhì)：⑴物理性質(zhì)：常溫下是一種無色無味氣體，沒有毒性，密度比空氣略大，能溶于水，⑵化學性質(zhì)：?二氧化碳不可燃，不助燃，但是鎂帶在二氧化碳內(nèi)燃燒生成碳與氧化鎂。；?易溶于水并生成碳酸。這是碳酸飲料基本原理，也是使紫色石蕊溶液變紅的原因?可以使澄清的石灰水(Ca(OH))變渾濁關于二氧化碳：二氧化碳是空氣中常見的化合物，固態(tài)二氧化碳壓縮后俗稱為干冰。二氧化碳被認為是加劇溫室效應的主要來源。三.實驗流程大綱圖氧化碳與石蕊試液實驗室制備二氧化碳二氧化碳性質(zhì)驗證氧化碳與澄清石灰水倒入點燃蠟燭的燒杯中鎂條在二氧化碳中燃燒|?實驗知識儲備1.啟普發(fā)生器相關儀器圖解思考問題1.啟普發(fā)生器：1.同學們認識啟普發(fā)生器的結構和各部分用途嗎？答：-----球形漏斗：從球形漏斗里注入反應液體。-----半球體容器：承裝液體樣品-----球體容器：裝固體樣品，并在此處發(fā)生反應-----半球體下口/排液口：反應結束后，從此口排出液體樣品-----球形體側(cè)口/導氣口與導氣管相連，導出氣體產(chǎn)物

2.思考：啟普發(fā)生器在什么條件下適用？答：塊狀固體和液體反應中用于制取氣體時適用。啟普發(fā)生器不能加熱，只適用于常溫反應塊狀固體在反應中很快溶解、或變成粉末時，不能用啟普發(fā)生器。典型實例：------用稀鹽酸和鋅粒制取氫氣------用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳2.檢驗氣密性「丁A(a) c圖z橙查漏激、漏氣b)3.如何檢驗啟普發(fā)生器的氣密性？漏液檢驗：打開導氣管的活塞，從球形漏斗口注入水至充滿半球體海查半球體的下口塞是否漏水。若漏水，則將塞子取出，擦干、涂上少許凡士林，塞緊，或更換塞子后再檢查。若不漏水，再檢查是否漏氣。漏氣檢驗：將導氣管的活塞關閉，使整個容器處于密閉狀態(tài)從球形漏斗注入水至液面到達球體漏斗1/2處時，停止加水，并標記水面的位置，靜置然后觀察水面是否卜降，并保持30秒。若水面不下降，則表明不漏氣4.思考:怎樣對啟普發(fā)生器的藥品進行填

3.裝固體樣品裝?填裝固體樣品：3.裝固體樣品裝?取出球形漏斗，讓容器橫放在桌面上，將適當大小的固體從大口裝入球形體內(nèi)，不要使固體落入半球體中。裝入固體的量以不超過球體容積的1/3為準。將球形漏斗插入并插牢后，豎立容器，輕輕搖動，使固體分布均勻注入液體（或溶液）反應物打開導氣管活塞，將液體（或溶液）從球形漏斗注入，直至完全浸沒固體反應物，注意：液體反物不能加至導氣口下端，否則液體反應物會隨著生成的氣體飛濺而出。使用方法打開導氣管活塞，液體就從半球體進入球體與固體接觸發(fā)生反應，生成的氣體就由導氣管逸出。然后關閉導氣管的活塞，液體被壓回半球體和球形漏斗。這時液體與固體脫離接觸，自動停止拿出藥品，清洗裝置反應結束后，打開半球體下端塞子，從排液口排除液體物質(zhì)。排凈后，再將啟普發(fā)生器側(cè)放，拿出球形漏斗，從球形容器上口取出殘留的固體物質(zhì)。啟普發(fā)生器是怎樣實現(xiàn)隨時控制反應的發(fā)生和停止的？①啟普發(fā)生器使用時，扭開導氣管活塞，反應液由球形漏斗流到容器的底部，再上升到中

部跟塊狀固體接觸而發(fā)生反應，產(chǎn)生的氣體從導氣管放出。不用時關閉導氣管的活塞，容器內(nèi)繼續(xù)反應產(chǎn)生的氣體使容器內(nèi)壓強加大，把反應液壓回球形漏斗，使反應液與固體反應物脫離接觸，反應自行停止。使用啟普發(fā)生器制取氣體十分方便，可以及時控制反應的發(fā)生或停止。實驗操作步驟＜一＞二氧化碳的制備實驗步驟實驗現(xiàn)象注意事項教學講解1實驗裝置圖作為一名教師，要從學生的視角來安裝裝置，并且藥品標簽要面朝學生2檢查裝置氣密性操作步驟按照上面啟普發(fā)生器的要點進行。漏液檢驗：打開活塞，加入水充滿半球體，沒有水漏出漏氣檢驗：關閉活塞，加入水至球形漏斗1/2之一高處，水柱保持穩(wěn)定。若是新儀器，在進行漏液檢驗之前，應在塞口處涂上少許凡士林為了保證在檢驗過程中，半球體下端口塞子不被水壓沖出，可以用橡皮筋加以固定凡士林有潤滑效果，并且堵住塞口的縫隙，保持良好的氣密性。解釋詳見啟普發(fā)生器的原理。3進行反應①按照啟普①大理石為乳白色塊狀固①注意：為了防止固體顆粒反①潤濕的棉花堵住以后，可以讓液體反應物自由通過，同時固

發(fā)生器裝固體樣品的方法加入大理石體應變小后下漏至半球體容器內(nèi)，可采用潤濕的棉花將球形漏斗下端圍住再放入容器內(nèi)，堵住縫口。體顆粒被棉花阻隔無法下漏至半球體容器內(nèi)部。②稀鹽酸為無②稀鹽酸的加入量液②解釋：大理石的主要成分是碳②從球形漏色粘稠液體面應離球體容器上酸鈣，碳酸鈣和稀鹽酸迅速反斗口注入當稀鹽酸接的導氣口一段距離，應產(chǎn)生二氧化碳氣體稀鹽酸。觸到大理石時立即發(fā)生反應，反應劇烈，冒出大量氣泡，并且產(chǎn)生白色泡沫否則反應時液體反應物隨氣體產(chǎn)物飛濺而出。③收集一段時③注意收集氣體時要③由于二氧化碳的密度大于空③導氣管活間口，在集氣用玻璃片蓋住瓶口氣，并且無毒，所以采用向上塞保持打瓶口，燃燒的的大部分。用點燃的排空氣發(fā)收集。收集到的氣體開狀態(tài)，用火柴熄滅，說火柴檢驗時不能塞較為干燥，更利于做性質(zhì)實驗。向上排空明已經(jīng)收集入瓶內(nèi)，而應該在瓶氣法收集二氧化碳氣體。滿。收集到的氣體為無色口上部檢驗收集了6_瓶在收集過程中由于二氧化碳不助燃，所以可以用并且在集氣體進行后鹽酸量不夠，有時候點燃的火柴進行檢驗，如果火氣瓶口用面的性質(zhì)的產(chǎn)氣速率較低，要隨柴熄滅，則說明此時的氣體為點燃的火柴檢驗是否收集滿。檢驗。時觀察反應進程，并適時添加鹽酸維持反應發(fā)生二氧化碳。實驗思考:為什么本實驗要采用向上排空氣法收集二氧化碳，改用排水集氣法可以嗎？答：查閱資料：二氧化碳能溶于水，在標準大氣壓下，以1：1的比例溶于水中。但是通過實踐進行排水集氣法收集二氧化碳，通過計時：5s可以收集滿一瓶二氧化碳，由此看來，可以通過排水集氣法收集二氧化碳。但是，因為本實驗中接下來要進行性質(zhì)實驗，需要比較干燥的二氧化碳氣體。用排水集氣法收集的二氧化碳底部無法避免地會留有一層水，不變用于倒入燭臺中等性質(zhì)實驗，所以本實驗中采用向上排空氣法收集更佳。制取二氧化碳時，可否把稀鹽酸改為稀硫酸或者濃鹽酸，為什么？答：①制取二氧化碳時，不能將稀鹽酸換成稀硫酸。因為碳酸鈣與稀硫酸生成的硫酸鈣(CaSO4)微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止稀硫酸與碳酸鈣繼續(xù)接觸，使反應停止。②制取二氧化碳時，不能將稀鹽酸換成濃鹽酸。因為濃鹽酸具有揮發(fā)性，使制得的二氧化碳混有氯化氫而不純。為什么用啟普發(fā)生器來作為二氧化碳制備的裝置？答：分析反應物：大理石為塊狀固體，稀鹽酸為液體，并且在常溫下進行反應。所以采用啟普發(fā)生器，便于控制反應的發(fā)生和停止。簡述用濕潤棉花的作用。除了棉花外，還可以通過什么方法來達到此效果？答：①為了防止固體顆粒反應變小后下漏至半球體容器內(nèi)，可采用潤濕的棉花將球形漏斗下端圍住再放入容器內(nèi)，堵住縫口。潤濕的棉花堵住以后，可以讓液體反應物自由通過，同時固體顆粒被棉花阻隔無法下漏至半球體容器內(nèi)部。②除此之外，還可以采用加入孔型墊片的方法，防止固體顆粒下漏。

＜二＞、二氧化碳的性質(zhì)實驗實驗步驟實驗現(xiàn)象操作注意教學講解1二氧化碳和石蕊試劑①取兩個試管加①石蕊試劑為紫藍色①注意：石蕊試劑①石蕊試劑為常用的酸堿溶液的用量不宜加入太多，否則顏色變化不是太明顯，不利指示劑。在溶液里，隨著溶液酸堿性的變化，指示劑的分子結構發(fā)生變化而入等量的石蕊試劑和蒸餾水，石蕊試劑加入蒸餾水后變?yōu)樯顚毸{色（偏紫色）通入二氧化碳后石蕊試劑變?yōu)槊都t于觀察顯示出不同的顏色。在酸性溶液里，溶液顯紅色；在堿性溶液里，溶液顯藍色；在中性溶液里，溶液顯紫色②二氧化碳溶于水生成碳酸，使溶液顯酸性，石蕊一個不做處理作為對照實驗。另一個通入二色，再繼續(xù)通入，石蕊試紙變?yōu)樘壹t色。試劑變?yōu)榧t色。

氧化碳氣體。觀察試劑的顏色變化。2.二氧化碳和澄清石灰水取兩個試管加入等量的澄清石灰水一個試管內(nèi)的澄清石灰水不做處理作為空白對照。向另外一^試官通入二氧化碳。觀察石灰水的變化①澄清石灰水為無色液體③通入二氧化碳之后一段時間，澄清石灰水中有白色渾濁產(chǎn)生。①澄清石灰水即為Ca(OH)2的澄清溶液，呈堿性。③二氧化碳與氫氧化鈣溶液發(fā)生反應，產(chǎn)生不溶于水的碳酸鈣白色沉淀，使溶液變渾濁。3.二氧化碳與蠟燭在燒杯中點燃兩個一高一低的燭臺。①倒入第一瓶二氧化碳氣體，未見任何變化。①此實驗是利用二氧化碳的不助燃性，來探究二氧化碳的密度大小。如果二氧化碳的密度比空氣大，氣體將聚集在燒杯底部，則底部的燭臺先熄滅。

把充滿二氧化碳的集氣瓶中的二氧化碳倒入燒杯里。觀察蠟燭火焰變化②持續(xù)倒入，直至倒入第五瓶時，看到下方的燭臺先熄滅，上方的燭臺仍在燃燒。②作為教師，要從學生的角度擺放實驗裝置，使學生能夠清晰地同時看見兩個燭臺。如果二氧化碳的密度比空氣小，則會聚集在燒杯上部，上方的燭臺先熄滅。4.二氧化碳與鎂條用坩堝鉗夾住的鎂條在空氣中點燃迅速將點燃的鎂條放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中，觀察集氣瓶內(nèi)的現(xiàn)象。鎂條在空氣中燃燒，發(fā)出耀眼白光。鎂條在二氧化碳中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼光芒，白中泛黃，杯壁有黑色的顆粒①操作中應該注意安全，鎂條燃燒反應劇烈，操作者應該與鎂條保持一段距離。二氧化碳不助燃，但是鎂條十分活潑，能在二氧化碳中燃燒。拓展思考澄清石灰水的儲備條件是什么？答：澄清石灰水一般是現(xiàn)用現(xiàn)配，不適合長期儲存，但是可以進行短期存放。并且，澄清石灰水的主要成分是氫氧化鈣，為堿性溶液，不宜用存放在玻璃塞塞緊的試劑瓶中。由于玻璃瓶塞的主要成分為SiO2，易于與堿發(fā)生反應SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，是瓶塞與瓶口粘在一起，難以拔出。創(chuàng)新拓展：設計并進行實驗驗證自來水、氧化鎂水溶液的酸堿性。答：①設計實驗步驟：取三個試管編號為A,B,C，分別加入3毫升的水和2滴石蕊試劑。入試管不做處理，作為對照品。B試管加入2毫升自來水，振蕩并觀察現(xiàn)象。C試管加入鎂條實驗在空氣中燃燒后的產(chǎn)物氧化鎂一小塊。振蕩觀察現(xiàn)象。②實驗現(xiàn)象：A：藍紫色溶液B：搖蕩后溶液變?yōu)樽霞t色 C：溶液變?yōu)樯钏{色由此可見，自來水顯酸性，氧化鎂的水溶液顯堿性。12.聯(lián)想實驗：根據(jù)驗證二氧化碳的密度的方法，設計出驗證氫氣的密度大小的實驗。答：①設計實驗步驟：使用樣品稀硫酸和鋅粒，用啟普發(fā)生器制取氫氣。將導氣管插入裝有肥皂水的水盆中，觀察產(chǎn)生肥皂氣泡的情況，判斷氫氣的密度大小。②實驗現(xiàn)象及結論：#生的肥皂氣泡為無色，并且飄入空氣中向上」。證明氫氣的密度小于空氣。~1.本實驗中用到燃燒鎂條實驗，一定要嚴格注意實驗室的安全，操作時師離反應i3.用蠟燭探究二氧段碳的密度時，要注意些什么？答：①倒入用試管做的實一定要注意學生能將清楚地看對楚試何一的實驗現(xiàn)既方傾倒在否口??it??CTKS氣3大。在中學化學實驗中，一般由于器材問題，可能無法使每個學生都能用啟普發(fā)生4.在做二氧化碳和鎂的燃燒演示實驗時，由于現(xiàn)象出現(xiàn)的時間十分短暫，教師可以在即將發(fā)生時提醒同學們注意觀察，以及引導學生觀察所需的要點內(nèi)容。5.從情感態(tài)度和價值觀的目標來看，在做演示實驗室，教師可以與學生進行適當"―從教師的角度看實驗教學趣味拓展1啟普發(fā)生器發(fā)明人的趣味小知識啟普發(fā)生器是荷蘭科學家啟普發(fā)明，并以他的姓命名的。啟普曾經(jīng)學過一點化學，但基本上是一個藥物商人。19世紀初期，荷蘭的一所工業(yè)大學想請啟普擔任地質(zhì)教授，但因為他自己辦的商業(yè)比較發(fā)達，所以他沒有接受工業(yè)大學的聘請。啟普除了經(jīng)商以外，還根據(jù)前人制作的發(fā)生硫化氫氣體的簡單裝置，設計出一種氣體發(fā)生器，用的時候就發(fā)生氣體，不用的時候，酸液上升，氣體就停止了。因為這種氣體發(fā)生器基本上是啟普創(chuàng)造出來的，并由會吹玻璃的工人吹制成的，所以后人都稱這種儀器為啟普發(fā)生器。他設計出這種實驗室用的氣體發(fā)生器，一直沿用到今天，基本上沒有改變。除了啟普發(fā)生器以外，啟普還發(fā)明過一些小東西。例如，畫家繪畫用的彩色鉛也是啟普首先制成的，所以他同當時的許多畫家很熟悉。啟普死得