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1/21精品小班，成就所托主课题：实验室制二氧化碳和氧化还原反应教学目标1.掌握碳的氧化物的物理性质与化学性质及用途；2.掌握氢气还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜及碳还原氧化铜实验的原理、方法和仪器装置；3.掌握实验室制取二氧化碳的原理、方法和仪器装置；4.理解启普发生器的原理；5.通过研讨实验室制取二氧化碳的方法，提高学生分析和解决问题的能力；知识精要一、碳的氧化物及其性质（1）一氧化碳：1．物理性质：通常一氧化碳是色、味的体，密度比空气，溶于水，有。2．化学性质：（1）可燃性：（2）还原性：（3）毒性：易与血液中的结合，使人缺氧中毒。3.用途：作燃料；冶炼金属；有毒，会引起煤气中毒。多余的应该用燃尽处理，防止污染空气。（2）二氧化碳1.二氧化碳的物理性质：通常二氧化碳是色、味的气体，溶于水，密度比空气的。加压降温易变为固体称为“”，2.二氧化碳的化学性质：①跟水反应：②跟碱反应：a.跟石灰水反应：（用澄清的石灰水鉴定CO2）b.跟氢氧化钠反应：（用氢氧化钠溶液吸收CO2）2/21③通常情况下，CO2不，也不。（特例）3.用途：灭火，温室里作肥料，干冰用于致冷和人工降雨，化工原料，制碳酸饮料；会引起“温室效应”。二、氧化铜的还原实验1.碳还原氧化铜【实验原理】C+2CuO2Cu+CO2高温【实验装置】【实验步骤】1.把经过烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管，并将试管固定在铁架台上。2.试管口装有通入澄清石灰水的导管，用酒精喷灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度）加热混合物几分钟。3.实验结束，先撤出导气管，再熄灭酒精喷灯。【实验现象】色固体变为色；澄清石灰水变。【注意事项】1.C和CuO混合时，C应稍过量。2.试管口略向下倾斜。3.实验结束时，先撤导管，再熄灭酒精喷灯。4.这个装置还能进行什么改进？2.一氧化碳还原氧化铜【实验原理】CuO+COCu+CO2【实验装置】3/21【实验步骤】1.搭好装置，先通一些CO气体（通之前要检验纯度）。2.点燃酒精灯后，一段时间，观察现象。3.停止加热，继续通CO，冷却到室温。4.点燃多余的CO。CO早出晚归,酒精灯迟到早退（或先通后点防爆炸，先熄后停防氧化）。【实验现象】色固体变为色；澄清石灰水变；点燃的气体，产生色火焰。【实验思考】1.为什么要先通一段时间的CO气体？2.先点燃哪个酒精灯？为什么？3.为什么要停止加热后，继续通CO至室温？4.为什么要点燃多余的CO？5.这个装置还能进行什么改进？为什么？3.氢气还原氧化铜（氢灯灯氢）【实验原理】CuO+H2Cu+H2O【实验装置】【实验步骤】1.搭好装置，先通一些H2气体（通之前要检验纯度）。4/212.点燃酒精灯后，一段时间，观察现象。3.停止加热，继续通H2，冷却到室温。先通后点防爆炸，先熄后停防氧化。【实验现象】色固体变为色；管口有产生。【实验思考】1.为什么要先通一段时间的H2气体？2.为什么要停止加热后，继续通H2至室温？3.为什么导管要插入试管底部氧化铜上方？4.为什么氢气不需要塞塞子而一氧化碳不能敞口？三、二氧化碳的实验室制法1.关于碳酸钙大理石、鸡蛋壳、石灰石、白垩、钟乳石的主要成分就是碳酸钙。【物理性质】CaCO3难溶于水的白色固体。【化学性质】1.大理石和盐酸的反应CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O产生大量气泡，大理石逐渐溶解2.工业制取二氧化碳CaCO3CaO+CO2高温CaO+H2OCa(OH)23.CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2石灰岩逐渐溶解形成溶洞Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2再分解形成各种钟乳石、石柱等。2.二氧化碳的实验室制法【实验原理】CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O5/21【实验试剂】石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸【实验装置】【实验步骤】连接仪器检查气密性加大理石加稀盐酸收集气体（1）（2）（3）（4）（5）【注意事项】1.选择药品的原因a.不用稀硫酸，因为。b.不用碳酸钠，因为。c.不用浓盐酸，因为。d.不用纯的碳酸钙，因为。e.不用粉末状大理石，因为。2.如何检查装置的气密性？3.若选择装液体，应该将长颈伸入液面以下，，防止；若选择则不需要。4.伸入集气瓶中的导气管口应位于，而不应位于，这样可以尽可能排尽，得到更纯的。用法收集CO2；检验二氧化碳气体：。6/21验满二氧化碳气体：。5.根据反应物的状态和反应条件，所以制取二氧化碳气体采用的气体发生装置和双氧水制氧气的装置相同。四、关于启普发生器【装置图】开启阀门时，内外大气压强相等，盐酸和大理石接触反应。关闭阀门时，在大气压下，盐酸被压回漏斗中，大理石和盐酸分离，反应终止。【优点】随开随用，随关随止。【适用范围】块状固体和液体反应；不需要加热；气体在反应液中难溶，也不反应；反应时不剧烈，要缓和。【简易装置】【实验思考】1.如果启普发生器关闭阀门后，不能立即停止实验，有哪些原因？2.如果启普发生器关闭阀门后，固液无法分离，有哪些原因？7/21碳单质金刚石石墨C60碳化学性质常温下的稳定性可燃性完全反应：C＋O2CO2不完全反应：2C＋O22CO还原性C＋2CuO2Cu＋CO2↑碳的氧化物一氧化碳物理性质化学性质还原性CO+CuO△Cu+CO2毒性二氧化碳物理性质：通常状况，无色无味气体，密度比空气大，能溶于水化学性质性质一般情况下，不燃烧，也不支持燃烧与水反应：CO2+H2O=H2CO3与石灰水反应：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O工业制法：CaCO3CaO+CO2↑制法实验室制法反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑气体发生装置：固液反应，不加热型收集方法：向上排空气法验满方法：燃着的木条放在集气瓶口检验方法：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊用途：灭火、工业原料、温室肥料、致冷剂可燃性2CO＋O22CO28/21教学内容热身练习1.将实验室制取二氧化碳和高锰酸钾制取氧气进行比较，下列说法正确的是（）A.气体的发生装置可能相同B.反应条件相同C.气体的收集方法可能相同D.反应的基本反应类型相同2.自然科学的发展使我们的生活变得丰富多彩。通过三年初中物理和化学的学习，你觉得下列情况中不可能实现的是（）A.用人工的方法合成胰岛素B.通过一定条件让石墨变为金刚石C.利用航空技术到太空旅游D.通过化学变化使黄铜变成黄金3.含硫的煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是（）A.只有COB.只有SO2C.CO和CO2D.SO2和CO4.使用下列能源会造成环境污染的是（）A.风能B.太阳能C.氢能源D.煤5.2010年世界地球日主题是“低碳经济、绿色发展”，中国地球日的主题是;“珍惜地球资源，转变发展方式，倡导低碳生活”，下列做法不符合“低碳”理念的是（）A.积极参加每年三月份最后一个星期六熄灯一小时的“地球一小时”活动B.提倡使用一次性餐具C.上海世博会上开幕式上使用微烟、无残渣、无异味的低碳礼花弹D.提倡乘坐公交车、自行车或步行出行6.如图所示有关二氧化碳的实验中，只能证明二氧化碳物理性质的是（）7.欲将二氧化碳气体里混入的少量一氧化碳杂质除去，可让气体通过（）A.石灰水B.水C.炽热的炭层D.灼热的氧化铜8.有两种黑色粉末A、B和两种无色气体C、D，用图6-6的装置图所示的装置做了以下实验：9/21第一步：当加热管内盛有的黑色粉末A时，由a端导管通入气体D，结果在b端产生气体C，管内的黑色粉末变为亮红色；第二步：当加热管内盛的黑色粉末B时，由导管a端通入气体C，结果在b端产生气体D，气体D可以燃烧；第三步：当把a端堵上，加热管内两种黑色固体的混合物，结果在b端也产生气体C。根据以上实验事实完成下列问题：（1）写出各物质的名称：A________；B________；C________；D________。（2）写出各步反应的化学方程式：①________________。②________________。③________________。精解名题1.工业上用沉淀法生产的轻质碳酸钙是极细的粉末，是制造牙膏的原料之一。某学生设计了一种用沉淀法制备碳酸钙的实验方案：（1）上述方框中所得溶液中溶质的俗名为、。（2）上述方案中发生反应的化学方程式是、、、写出这些反应涉及了哪些基本反应类型。（3）检验牙膏中是否有轻质碳酸钙的实验方法是（用化学方程式表示）：2.下表是几种常用燃料（1mol）完全燃烧时放出的热量：物质碳粉（C）一氧化碳（CO）氢气（H2）甲烷（CH4）乙醇（C2H6O）状态固体气体气体气体液体热量（kJ）392.8282.6285.8890.31367（1）从热量角度分析，目前最适合家庭使用的优质气体燃料是。（2）写出管道煤气中的一氧化碳燃烧的化学方程式。10/211mol一氧化碳充分燃烧，需要消耗氧气的物质的量是mol。（3）充分燃烧1mol表中各种燃料，排放出二氧化碳的量最多的是。（4）矿物燃料储量有限，而且在燃烧过程中会产生污染。根据能源多样化的发展战略，我国开发利用的绿色能源有氢能、等。3.一氧化碳和二氧化碳（）A.都可用碳与氧气反应制得B.都能与血红蛋白化合而具有毒性C.都能使紫色石蕊试液变红色D.都能使澄清石灰水变浑浊4.实验室制取二氧化碳，选用的反应物最好是（）A.碳酸钙粉末和稀盐酸B.石灰石和浓盐酸C.大理石和稀盐酸D.大理石和稀硫酸5.（1）实验室常用和（填名称）反应制取二氧化碳，反应的化学方程式是。（2）实验室制取大量CO2气体，能否用稀硫酸和大理石为原料？为什么？。（3）二氧化碳一般不支持燃烧，但是可以支持金属镁的燃烧，反应的化学方程式是。6.乙醇属于可再生绿色能源。乙醇（C2H5OH）完全燃烧时生成CO2和H2O；若氧气不足，乙醇燃烧可能还会生成CO。现用以下装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O。NaOH溶液是用来吸收CO2的。（1）乙醇完全燃烧的化学方程式是。（2）能确证产物中有H2O的现象是；能确证产物中有CO的现象是。（3）实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化。B装置的作用是；D装置的作用是。（4）若乙醇燃烧产物中CO和CO2的总质量为25.2g，其中碳元素与氧元素的质量比为2:5，11/21则CO和CO2的物质的量之比为，参加化学反应的乙醇的物质的为。7.请结合下列实验常用装置，回答有关问题。（1）写出仪器d的名称：，仪器a的用途：。（2）若用氯酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填“A”、“B”或“C”），装入药品前应先。（3）若制取二氧化碳，在B装置中装有石灰石，那么a中应加入。若要获得干燥的二氧化碳，除发生装置外，还应选用D装置中盛放，并在该装置中盛放（填写试剂名称）。如果用E装置收集该气体，则气体从端（填“b”或“c”）。若用F装置来测量生成的CO2气体的体积，为了能够较准确地测量CO2的体积，在集气瓶中的水面上放一层植物油的原因是（文字表达或用化学方程式表示均可）：。（4）实验室如用块状固体和液体无需加热制取气体，可将B装置改进为C装置（多孔隔板用来放块状固体），其优点是。（5）在常温下，用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体，应选用的发生装置是（填编号，下同）；应选用装置进行收集，以便尾气的吸收处理，避免造成大气污染。8.实验室需要制取大量CO2气体。试回答下列问题：（1）是否能用稀硫酸和大理石为原料？（填“是”或“否”）为什么？。（2）若选用下列气体发生装置，其中可能不安全的是，与启普发生器具有相同效果的是（填编号）。12/21（3）若用60g大理石与足量稀盐酸反应，制得CO2气体0.5mol，该大理石所含碳酸钙的纯度为多少？（写出计算过程）9.①荷兰科学家启普（Kipp）发明的气体发生器如图（甲、乙），其中正在产生气体的是（填写“甲”或“乙”）。②图丙是一种简易启普发生器。请写出：I仪器a和c的名称：a，c。II实验室用丙可制取CO2气体，反应的化学方程式是。Ⅲ若收集了一定量气体后夹紧b，c内反应物固体与液体无法分开，可能有哪