3. 探究 实验室里制取二氧化碳的装置
活动目标
1. 探究实验室里制取二氧化碳的装置。
2. 了解实验室里确定制取气体装置的依据。
活动准备
1. 根据本单元课题 2 所学的知识,归纳二氧化碳的物理性质和化学性质。________
2. 分别写出实验室里制取氧气、二氧化碳的化学反应原理(用化学方程式表示)。________
3. 实验室里制取氧气时,收集氧气的方法是什么？原因是什么？________
4. 活动用品。
(1)教科书中给出的仪器：______
(2)本次探究中你还需要选用的其他仪器、自制仪器或代用品：______
过程和方法
1. 问题________
2. 方案设计
实验室里制取气体的装置一般包括发生装置和收集装置。
(1)确定气体发生装置的依据。
从实验室制取气体的原理出发,根据反应物的状态(如固体与固体、固体与液体、液体与液体等)、反应条件(如是否需要加热、使用催化剂等)来确定气体发生装置,完成下表。

|气体|制取原理|反应物的状态|反应条件|
|二氧化碳|稀盐酸与石灰石(或大理石)反应| | |
续表
|气体|制取原理|反应物的状态|反应条件|
|氧气|高锰酸钾分解| | |
| |过氧化氢分解| | |

(2)确定气体收集装置的依据。
根据气体的性质选择气体收集方法(排空气法或排水法),确定气体收集装置,完成下表。
|气体|气体的密度与空气的比较(大或小)|是否溶于水,是否与水反应|
|二氧化碳| | |
|氧气| | |

(3)选择仪器,设计装置。
根据上述比较,分析制取二氧化碳、氧气的发生装置和收集装置各有什么不同,并设计实验室里制取二氧化碳的装置。
①发生装置的不同之处是：______。
②收集装置的不同之处是：______。
③利用教科书中给出的仪器,设计的几种制取二氧化碳的装置为(用装置图表示)：
④利用其他仪器、自制仪器或代用品,设计的几种制取二氧化碳的装置为(用装置图表示)：
3. 评价与反思
同学之间互相讨论和交流,分析各自设计的装置的优缺点。小组讨论,优化方案,设计一套安全可行的装置。
你所设计的装置的优缺点是：______。
小组讨论、优化后安全可行的装置为(用装置图表示)：
问题与交流
1. 如何检查你所设计的装置的气密性？________
2. 在你所设计的装置中,收集二氧化碳的方法是什么？为什么？________
3. 怎样检验生成的气体是二氧化碳？用集气瓶收集二氧化碳时,怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？________
评价与反思

活动准备1. 物理性质：无色无味气体，密度比空气大，能溶于水；化学性质：不燃烧不支持燃烧，与水反应生成碳酸，使澄清石灰水变浑浊。
2. 2KMnO₄$\frac{\underline{△}}{}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂$\frac{\underline{MnO_2}}{}$2H₂O+O₂↑；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。
3. 向上排空气法（氧气密度比空气大）、排水法（氧气不易溶于水）。
4. (1) 锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管、集气瓶、玻璃片；(2) 止水夹、火柴。
过程和方法1. 实验室制取二氧化碳应选择什么样的发生装置和收集装置？
2. (1) 固体与液体；常温；固体与固体；加热；固体与液体；常温（催化剂）。
(2) 大；能溶于水且与水反应；大；不易溶于水且不与水反应。
(3) ① 二氧化碳发生装置为固液常温型，无需加热；高锰酸钾制氧气为固体加热型。② 二氧化碳仅用向上排空气法；氧气可用向上排空气法和排水法。
问题与交流1. 将导管一端浸入水中，紧握容器外壁，导管口有气泡，松手后形成水柱，气密性良好。
2. 向上排空气法；二氧化碳密度比空气大且能溶于水。
3. 通入澄清石灰水变浑浊；燃着木条放瓶口熄灭则满。

活动准备1. 物理性质：无色无味气体，密度比空气大，能溶于水；化学性质：不燃烧也不支持燃烧，能与水反应生成碳酸，能使澄清石灰水变浑浊。
2. 制取氧气：2KMnO₄$\frac{\underline{△}}{}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂$\frac{\underline{MnO_2}}{}$2H₂O+O₂↑；制取二氧化碳：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。
3. 收集方法：向上排空气法（氧气密度比空气大）、排水法（氧气不易溶于水且不与水反应）。
4. (1) 锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管、集气瓶、玻璃片；(2) 止水夹、火柴。
过程和方法1. 问题：实验室制取二氧化碳应选择什么样的发生装置和收集装置？
2. (1) 二氧化碳：固体与液体；常温；氧气（高锰酸钾）：固体与固体；加热；氧气（过氧化氢）：固体与液体；常温（催化剂）。
(2) 二氧化碳：大；能溶于水且与水反应；氧气：大；不易溶于水且不与水反应。
(3) ① 制取二氧化碳的发生装置为固体与液体常温型，无需加热；用高锰酸钾制氧气为固体加热型。② 二氧化碳只能用向上排空气法收集；氧气可用向上排空气法和排水法收集。
问题与交流1. 将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，气密性良好。
2. 向上排空气法；二氧化碳密度比空气大且能溶于水。
3. 通入澄清石灰水，变浑浊则为二氧化碳；将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则集满。

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