课题2二氧化碳制取的研究 (2)

课题课题2 2 二氧化碳制取的研究二氧化碳制取的研究 天府中学天府中学 文理文理 回顾：回顾：氧气的实验室制法氧气的实验室制法 1.加热高锰酸钾加热高锰酸钾 或加热氯酸钾或加热氯酸钾 2.分解过氧化氢分解过氧化氢 1.需要研究气体实验室制法的化学原理需要研究气体实验室制法的化学原理 (反应条件，药品，反应的化学方程式反应条件，药品，反应的化学方程式) 2. 需要研究制取这种气体所应采用的实需要研究制取这种气体所应采用的实验装置验装置 3. 需要研究如何验证制得的气体就是所需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体要制的气体 实验室实验室 制取气体的装置的确定制取气体的装置的确定 实验室制取实验室制取COCO2 2 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2+H2O 原料原料: : 反应条件反应条件: : 反应原理：反应原理： 稀盐酸、大理石或石灰石，稀盐酸、大理石或石灰石， （主要成分都是碳酸钙（主要成分都是碳酸钙CaCO3 ） 不加热不加热 课堂讨论课堂讨论1： 实验室制取实验室制取CO2时，为什么最好时，为什么最好选用石灰石（或大理石）和稀盐酸？选用石灰石（或大理石）和稀盐酸？ 所有的碳酸盐都能与盐酸反应产生二氧化碳。常见所有的碳酸盐都能与盐酸反应产生二氧化碳。常见的的Na2CO3、K2CO3与盐酸反应时速率太快，不易控制。与盐酸反应时速率太快，不易控制。块状的块状的碳酸镁（碳酸镁（MgCO3）跟盐酸反应时速率适中，但跟盐酸反应时速率适中，但来源不广泛。来源不广泛。石灰石石灰石与与大理石大理石的主要成分都是碳酸钙，的主要成分都是碳酸钙，它们与盐酸反应时速率适中，易于控制，且来源广泛，它们与盐酸反应时速率适中，易于控制，且来源广泛，容易得到。使用时应把大理石或石灰石砸成大小适当的容易得到。使用时应把大理石或石灰石砸成大小适当的块状，以便于在气体发生装置中使用。块状，以便于在气体发生装置中使用。 选用药品相互反应制取气体时，应尽量避免混入杂选用药品相互反应制取气体时，应尽量避免混入杂质气体。盐酸是挥发性酸，浓度越大时挥发性越强，制质气体。盐酸是挥发性酸，浓度越大时挥发性越强，制取二氧化碳时不用浓盐酸而用取二氧化碳时不用浓盐酸而用稀盐酸稀盐酸，就是为了尽量减，就是为了尽量减少挥发出来的氯化氢气体混入盐酸。少挥发出来的氯化氢气体混入盐酸。 为什么不能用硫酸或硝酸代替稀盐酸？为什么不能用硫酸或硝酸代替稀盐酸？ 课堂讨论课堂讨论2： 盐酸盐酸与与CaCO3反应生成易溶于水的氯化钙、二氧化碳和水，反应生成易溶于水的氯化钙、二氧化碳和水，由于氯化钙溶于水，保证了由于氯化钙溶于水，保证了CaCO3与盐酸的顺利接触，使反应能与盐酸的顺利接触，使反应能够持续进行，顺利地产生二氧化碳。够持续进行，顺利地产生二氧化碳。 硫酸硫酸与碳酸钙反应时虽也能生成二氧化碳，但生成物中有微与碳酸钙反应时虽也能生成二氧化碳，但生成物中有微溶于水的硫酸钙（溶于水的硫酸钙（CaSO4），它覆盖在大理石或石灰石的表面，），它覆盖在大理石或石灰石的表面，把碳酸钙包在其中，使硫酸与碳酸钙的接触受阻，不能顺利发生把碳酸钙包在其中，使硫酸与碳酸钙的接触受阻，不能顺利发生反应，因而反应速率越来越慢，甚至停止反应。故在实验室制取反应，因而反应速率越来越慢，甚至停止反应。故在实验室制取二氧化碳时不能使用硫酸。二氧化碳时不能使用硫酸。 硝酸硝酸是一种不稳定的挥发性酸。当硝酸与碳酸钙反应时，由是一种不稳定的挥发性酸。当硝酸与碳酸钙反应时，由于放出的热促使硝酸分解成二氧化氮、氧气和水，制得的二氧化于放出的热促使硝酸分解成二氧化氮、氧气和水，制得的二氧化碳中会含有这些杂质气体。同时，挥发出的硝酸蒸气、二氧化氮碳中会含有这些杂质气体。同时，挥发出的硝酸蒸气、二氧化氮都对制取装置上的橡皮塞、橡皮导管有较强的腐蚀作用，因此在都对制取装置上的橡皮塞、橡皮导管有较强的腐蚀作用，因此在实验室制取二氧化碳时不用硝酸。实验室制取二氧化碳时不用硝酸。 实验室制取气体的装置实验室制取气体的装置 固固+固（一般需加热）固（一般需加热） 反应物状态反应物状态 固固+液（一般不需加热）液（一般不需加热） 发生装置发生装置 液液+液液 反应条件（是否需加热、加催化剂）反应条件（是否需加热、加催化剂） 向上排气法（密度比空气大）向上排气法（密度比空气大） 排空气法排空气法 收集装置收集装置 向下排气法（密度比空气小）向下排气法（密度比空气小） 排水法（不易溶于水、不与水反应排水法（不易溶于水、不与水反应） 用什么方法收集用什么方法收集CO2？ 课堂讨论课堂讨论3： 由于由于CO2能溶于水且跟能溶于水且跟水能发生反应，水能发生反应，密度比密度比空气大空气大，故不能用排水，故不能用排水法收集，只能用法收集，只能用向上排向上排空气法空气法收集。收集。 实验室制实验室制COCO2 2的装置的装置 有人设计了实验室制有人设计了实验室制CO2的简易装置图（如的简易装置图（如下图），哪种是正确的？哪种是错误的？为什么？下图），哪种是正确的？哪种是错误的？为什么？ 装置（装置（2）是正确的，）是正确的，装置（装置（1）、（）、（3）是）是错误的。错误的。 装置（装置（1）有两）有两个错误：长个错误：长颈漏斗的末端颈漏斗的末端露在液面外，露在液面外，气体会从长颈气体会从长颈漏斗中逸出漏斗中逸出 气体导管插入气体导管插入了液面，产生了液面，产生的气体不能由的气体不能由导管导出。导管导出。 装置（装置（3）有两个）有两个错误：长颈漏错误：长颈漏斗的末端露在液斗的末端露在液面外，气体会从面外，气体会从长颈漏斗中逸出长颈漏斗中逸出 气体导出管伸气体导出管伸入试管过长，不入试管过长，不便于气体的导出。便于气体的导出。 课堂讨论课堂讨论4： 方法方法: 加入澄清石灰水加入澄清石灰水 现象现象: 澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊 方法方法: 将燃着的木条放在集气瓶口将燃着的木条放在集气瓶口 现象现象: 燃着的木条熄灭燃着的木条熄灭 检验二氧化碳检验二氧化碳 验满二氧化碳验满二氧化碳