co2的实验室制备教案

co2的实验室制备教案（精选14篇）

co2的实验室制备教案 第1篇

实验室氨气的制备教案

杨露

教学目标： 1,、知识与技能

通过探究学习，获取氨气的制备原理及性质检验的机理，训练实验设计及操作技能。

2、过程与方法

a.学生在知识的衔接和过渡中，能循序渐进地掌握知识，培养知识归纳、总结的能力。

b.经历实验探究的过程，学习科学探究的基本方法，提高化学实验设计能力； c.发展学生敢于质疑、勇于创新和合作精神的能力。

3、情感态度与价值观

激发学生在自主探究学习中的创新意识，体验科学探究的喜悦，培养学生善于质疑的精神以及严谨的科学态度观。

教学重点：探究氨气的制备原理，还有氨气性质检验，喷泉原理。培养学生探究物质性质的科学方法。

教学难点：氨气制备装置的搭建及气密性检验，氨气的制备。教学方法：实验教学法

教学过程：

[多媒体展示] [师]同学们，上节课我们学习了铵盐及其性质，大家还记得铵盐有哪些通性吗？ [生]易溶于水，受热易分解，与碱共热放出氨气。

[师]那么实验室究竟用何种物质来制取氨气呢？ 我们能否用加热铵盐与碱的方式制取氨气呢？

[师]好，带着这样一个问题，这节课我们就来学习氨的实验室制法。请大家翻到课本93页，阅读氨的实验室制法这一部分的内容，同时思考老师的几个问题：实验室制氨的原理（反应方程式），发生装置（反应物的状态和条件），收集装置（生成物的密度和溶解度），验满方法以及尾气处理。[板书] 氨气的实验室制法 [学生活动]自行阅读约一分钟

[师]好了，相信同学们都已经把这一部分的内容看完了，那大家能告诉老师，实验室制氨的实验原理是什么了吗？

[生]铵盐与碱共热放出氨气（加热氯化铵与氢氧化钙）[板书]

△

（1）反应原理: 2NH4Cl + Ca(OH)2 === CaCl2 + 2H2O+ 2NH3↑

[提问] 嗯，很好！那老师在这里还有三个小问题，该反应能否改写成离子方程式呢？我们可不可以用氢氧化钠或者氢氧化钾来代替氢氧化钙呢？能否用NH4HCO3来代替NH4Cl呢？请大家思考并讨论一分钟。[生]（讨论，各抒己见）

[师] 不能，因为是固体之间的反应，无自由移动的离子；氢氧化钠或氢氧化钾极容易吸湿，不容易产生氨气，而且高温会腐蚀试管；NH4HCO3受热分解产生CO2使制得的氨气不纯。

[师]请同学们根据已有的知识经验回顾一下，制取气体的实验装置一般有几部分构成呢？

[师生互动]发生装置—净化装置—收集装置—尾气处理装置

[提问]好了，那么问题来了发生装置和收集装置一般根据什么原则来选择呢？ [师生互动]反应物的状态与反应条件；生成气体的密度和溶解度。那么参照制备氨气的反应方程式，可知这是一个固固加热反应，与实验室制取氧气的发生装置相同。对于氨气这种易溶于水并且密度比空气小的气体，我们采用向下排空气法来收集。

[板书]（2）发生装置

固体+固体=====气体（同制氧气）[板书]（3）收集方法：向下排空气法 [再问]怎么才能知道收集的氨气已经满了呢？ [生]回答

[板书]（4）验满方法：湿润的红色石蕊试纸（变蓝）

蘸有浓盐酸的玻璃棒（白烟）[多媒体展示]下图即是实验室制备氨气的简易装置

[教师实验演示]下面老师就来带领大家制取一试管氨气

[师]提醒学生注意观察操作方法，及时对学生进行评价反馈，抓住教学和实验中的时机及时提问，如：实验过程中产生的氨气会污染环境，怎么处理？该实验操作中有没有可以改进的地方或者说你认为在操作中有失误的地方呢？ [讲解]实验时需要注意哪些事项呢： a.按照从左到右，从上到下组装仪器 b.组装好后对装置进行气密性检查 c.固体药品要混合均匀，平铺试管底部； d.试管口（盛固体药品的试管）要略向下倾斜；

e.导出氨气的导管要短，收集氨气的导管要长，伸入试管底部； f.防止空气中的水蒸汽进入收集氨气的试管，在试管口轻轻塞一团棉花 g.加热时先预热再使用外焰加热

[实验完毕]思考，讨论

[设疑]实验到此就结束了，请同学们思考一下该反应生产的氨气纯不纯呢？如果不纯净，要如何除去杂质呢？ [生1]不纯，含有水蒸气。

[生2]要得到干燥的氨气，就要除去水蒸气，可以用碱石灰。[追问]能不能用酸性干燥剂呢？ [生]不能，因为氨气是一种碱性气体。

[师]因此，我们为了使氨气更加纯净，可以在发生装置和收集装置之间加一个净化装置，使用碱石灰来除去水蒸气。

[板书]（4）净化装置：碱石灰（氧化钙与氢氧化钠混合物）[师]氨气收集满了，多余的氨气能不能直接排放到空气里呢？ [生]不能，氨气有刺激性气味，多余的氨气排到空气中会污染环境。[追问]那该如何处理呢？

[生]根据氨气的性质，可以用水或者酸液来吸收 [板书]（7）尾气处理：用水或者酸液吸收 [多媒体展示]演示装置图

A.用于加热反应物 B.用于收集氨气 C.用于检满 D.用于吸收多余的氨气 E.用于防止倒吸

a.氯化铵和消石灰混合物 b.润湿的红色石蕊试纸

教学小结：

本实验是高中实验中现象最为明显的实验，有利于学生加深对氨气的印象，以及进一步学习氮族元素。实验的重点是讲解氨气制备原理及性质检验，实验的难点是氨气的制备，制备条件要求特殊：玻璃仪器及导气管要干燥！

co2的实验室制备教案 第2篇

关键词：硫代硫酸钠、【实验目的】

1、制备Na2S2O3•5H2O。

2、练习气体的制备和仪器的安装。

3、进一步练习过滤、蒸发、结晶与干燥等基本操作。【实验原理】

Na2S2O3·5H2O的制备方法有多种,其中亚硫酸钠法是工业和实验室中的主要方法：

Na2SO3 + S + 5H2O ══

Na2S2O3·5H2O

反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、干燥即得产品。

Na2S2O3·5H2O于40～45℃熔化，48℃分解，因此，在浓缩过程中要注意不能蒸发过度。【实验药品、仪器】

Na2SO3、硫磺粉、活性炭、0.1 mol·L-1 AgNO3、0.1 mol·L-1 KBr、I2水、乙醇、石棉网、100mL烧杯、点滴板 【实验步骤】

一、硫代硫酸钠的制备 1、5.0g Na2SO3（0.04mol）于100mL烧杯中，加50mL去离子水搅拌溶解。

2、取1.5g 硫磺粉于100mL烧杯中，加3mL乙醇充分搅拌均匀，再加入Na2SO3溶液，隔石棉网小火加热煮沸，不断搅拌至硫磺粉几乎全部反应。

3、停止加热，待溶液稍冷却后加1g活性炭，加热煮沸2分。

4、趁热过滤至蒸发皿中，于泥三角上小火蒸发浓缩至溶液呈微黄色浑浊。

5、冷却、结晶。

6、减压过滤，滤液回收。

7、晶体用乙醇洗涤，用滤纸吸干后，称重，计算产率。

8、取一粒硫代硫酸钠晶体于点滴板的一个孔穴中，加入几滴去离子水使之溶解，再加两滴0.1mol·L-1 AgNO3，观察现象，写出反应方程式。

9、取一粒硫代硫酸钠晶体于试管中，加 1mL去离子水使之溶解，再分成两份，滴加碘水，观察现象，写出反应方程式。

10、取10滴 0.1 mol·L-1 AgNO3于试管中，加10滴 0.1 mol·L-1 KBr，静置沉淀，弃去上清液。另取少量硫代硫酸钠晶体于试管中，加1mL去离子水使之溶解。将硫代硫酸钠溶液迅速倒入AgBr沉淀中，观察现象，写出反应方程式。

6、计算产率

b278.06gmol11Na2S2O3·5H2O产率＝a3248.21gmol×100％

式中，a为硫化钠的用量，b为产品质量（g）。

二、产品检验

可取产品少许于试管中，加水适量水溶解，逐滴加入I2水，I2水颜色消失。（或反过来操作，先取I2水于试管中，逐渐加入产品晶体）。

2Na2S2O3＋I2＝2NaI＋Na2S4O6

该反应是分析化学碘量法的基础。【参考文献】

多胺基CO2吸附材料的制备 第3篇

目前, CO2的分离富集方法主要有溶剂吸收法、吸附法、膜分离法及冷凝法4种, 这些方法都存在着不足, 如物理吸收法对CO2去除率低[4,5], 溶剂法的溶剂再生能耗很大, 吸附法不耐高温等。因此, 研究新的CO2的分离富集方法成为CO2能否大规模富集的关键。本方法以纳米级SiO2[6]作为基质复合多胺聚合物[7], 制得含有多胺基的吸附材料, 并研究了不同原料比例下制得的吸附材料的不同性能。

1实验部分

1.1试剂与仪器

试剂:马来酸酐 (工业纯) ;三乙醇胺 (分析纯) ;纳米级SiO2。

仪器:JJ-3恒温电动搅拌器, HH-S4型电热恒温水浴锅;ALC电子天平;循环真空泵;DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱。

1.2实验方法

合成:在装有搅拌器、冷凝管的250mL三口烧瓶中加入一定量的马来酸酐和三乙醇胺及水, 调节其pH约等于8。水浴加热至50～60℃时, 待马来酸酐全部溶解后, 开动搅拌器, 同时升温至反应温度, 继续反应3h, 即可得到多胺聚合物。

制备:称取不同质量的纳米级SiO2, 分别与等量的胺类聚合物混合, 使其附着在SiO2上, 静置2～3h, 抽滤, 将滤饼在75℃下恒温干燥, 即可得到吸附材料。

1.3多胺基吸附材料的吸水率及对CO2吸附量的测定

多胺基吸附材料的吸水率及吸附CO2的量用重量法测定。向一定量的干燥过的吸附材料通水蒸汽, 直至吸附材料质量不再变化为止。吸附前后材料的质量的增重率即是吸附材料的吸水率。随后通入含CO2气体和水蒸汽的混合气体, 让其与吸附材料接触1.0～2.0h后称重。胺基吸附材料在饱和水蒸汽条件下对CO2的吸附量就是吸附材料对混合气体的吸附量与吸水量的差值。向干燥的试样通入干燥CO2气体, 使其吸附1.0～2.0h后, 吸附材料的增重量即为吸附材料在干燥条件下对CO2的吸附量。

1.4多胺基吸附材料再生及重复利用性能

将吸附CO2后的胺基吸附材料加热到一定温度使其脱附再生, 将脱附后的吸附材料按1.3描述的方法再次测定其在饱和水蒸汽条件下对CO2的吸附量。

上述1.3 、1.4方法均在常温常压下进行。

2结果与讨论

2.1多胺基材料吸水量

图1为同质量吸附材料的吸水率在不同原料比下的变化情况。

由图1可见, 随多胺聚合物/SiO2比例的不同, 其吸水率也不同。因为被吸收的水可以与胺基结合成水合胺, 因此, 吸水率与可用于结合的胺基的量有直接关系, 随着胺基量的变化, 吸水率也随之变化, 在20∶1时吸水率最高。

2.2胺基吸附材料对CO2的吸附性能

胺基吸附材料对CO2气体的吸附量是其能否实际应用的重要评价, 表1是不同原料比及在饱和水蒸汽和干燥条件下对CO2的吸附量。

从图2吸附材料在饱和水蒸汽环境下对CO2吸附的数据可以看出, 对CO2吸附量随多胺基聚合物与SiO2比例变化而改变。其中在湿态条件下, 二者比为20∶1时对CO2的吸附量最高达到17mg/g;而在干燥条件下, CO2的吸附量随着二者的比例增大而下降。这表明该胺基吸附材料对CO2有着较好的吸附性能。且吸附材料在干燥条件下对CO2的吸附量远低于在湿态条件下的吸附量。

吸附材料对CO2的吸附与水有关联, 吸附材料在干态下对CO2的吸附是在样品表面进行的, 而只有在吸附了水之后, 才慢慢将对CO2的吸附推进到吸附材料内部, 这可能是吸附材料对干态CO2的吸附量低于对湿态CO2的吸附量的一个原因。此外, 干态下CO2易于以非偶极距的线型分子存在;而高湿态下则可能以极性碳酸分子存在, 也可能是二者吸附容量差距明显的一个原因。

2.3胺基吸附材料的再生

前述数据表明, 胺基吸附材料在湿态条件下对CO2气体有着较高的吸附容量, 最高可达到17mg/g以上。而CO2吸附材料使用的环境, 如电厂等, 都是湿度很高的, 在这些环境下, 该胺基吸附材料有很好的吸附能力。

在实际应用中, 吸附材料的再生也是材料的一个重要评价参数。将胺基吸附材料在饱和水蒸汽条件下对CO2气体吸附饱和, 然后分别于不同温度下进行脱附, 再将脱附完全的吸附材料按相同方法进行二次吸附。将材料分别在30℃, 60℃, 90℃下进行再生, 其再生率如表2所示。结果表明, 该胺基吸附材料在90℃就能达到完全脱附, 再生的耗能很小。吸附材料再生后对CO2的吸附容量与第一次吸附量基本相当, 这表明该胺基吸附材料有着良好的再生能力。

可以看出, 此胺基材料有很好的再生能力。材料能够循环使用是材料的一个重要性能, 将胺基吸附材料在饱和水蒸汽条件下对CO2气体饱和吸附, 然后在90℃进行脱附, 脱附完全后进行二次吸附, 接着进行三次、四次吸附。结果如表3所示。

由表3可以看出, 此胺材料有比较好的重复使用性能。材料经过再生后可重复使用多次, 而且其重复使用后的吸附量变化不大。

3结论

(1) 将多胺基物质负载在纳米级SiO2上, 可制得新型的CO2吸附材料。

(2) 吸附材料的吸水率及对CO2的吸附容量随着多胺聚合物/SiO2的比例变化而变化, 其中在二者比为20∶1时效果最佳。样品在饱和水蒸汽条件下对CO2 吸附量最高可达到17mg/g以上。

(3) 该吸附材料可循环使用多次, 但其使用效果的变化情况有待进一步深入研究。如果适当的原料比例有利于提高该吸附材料的热稳定性, 那将在以后的工业生产中得到更广泛的应用。

参考文献

[1]周欢怀, 艾宁.二氧化碳减排与可持续发展[J].杭州化工, 2005, 32 (2) :15-18.

[2]刘恩莉.二氧化碳应用新近展[J].科技进展, 2006, 11:14-17.

[3]王淑英.马淮凌.二氧化碳资源研究进展[J].安徽教育学院学报, 2005, 23 (6) :73-73.

[4]李现勇.CO2减排量及封存利用技术概况及发展[J].电力设备, 2008, 9 (5) :7-10.

[5]袁文峰.膜接触器分离、回收烟道中二氧化碳的研究[D].浙江:浙江大学硕士学位论文, 2004, 9.

[6]刘秀琴.张云艳.常勇刚.介孔Si O2表面的氨基修饰及吸附性能研究[J].化学世界, 2009, (2) :70-73.

co2的实验室制备教案 第4篇

关键词：CO₂ ；NaOH；实验改进；实验教学

文章编号：1005–6629（2014）2–0040–01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

CO₂ 与NaOH溶液的反应在初中化学中十分重要。它们之间虽然发生反应，但观察不到明显的实验现象，为此对实验装置进行了改进。改进的目的：凸显CO₂ 与NaOH的反应现象；改进运用的原理：沸点与压强的关系，即气体压强小、沸点低，气压大、沸点高[1]。实验的现象：当加入的NaOH溶液与CO₂ 气体反应时，CO₂ 气体减小得越多则瓶内气体压强减小得越厉害，从而会大大降低水的沸点，因此能使接近沸腾的热水沸腾起来。

1 实验仪器及用品

锥形瓶（2个）、烧杯、玻璃导气管、橡胶管、橡胶塞、注射器（2个）、热水、CO₂ 气体、蒸馏水、浓NaOH溶液（质量分数约40%）等。

2 实验装置图

改进的实验装置如图1所示。

3 实验操作和现象

如图1，将装置按图连接好，并检查装置的气密性。取A瓶盛满CO₂ 气体，取B瓶倒入96℃以上但未沸腾的热水，同时烧杯中也加入同样的热水（起到水浴保温的作用），然后将两个锥形瓶用带橡胶塞的导气管连接起来。接下来取两个注射器，分别抽取20 mL的水和20 mL的浓NaOH溶液。

（1）先将20 mL的水注入到A锥形瓶中，振荡后观察，B锥形瓶中的热水并没有沸腾；该现象说明了水与CO₂ 气体反应，CO₂ 气体消耗得少，容器内气体压强减小的幅度不大，沸点降低较小，不足以使热水沸腾。

（2）取下盛水的注射器，再将另一支盛有20 mL浓NaOH溶液注射器迅速连接到A锥形瓶上，紧接着注入该溶液并振荡，可以观察到B锥形瓶中的水剧烈沸腾起来。通过对比实验，有力地说明了CO₂ 与NaOH发生反应使瓶中气体明显减少，导致瓶中的压强也大幅度地减小，水的沸点明显降低，从而使热水沸腾起来，实验现象明显，效果良好。

4 实验创新点及其意义

（1）实验现象十分明显且有趣味性。使原本没有明显现象的实验，变得更直观，更有说服力。

（2）学以致用。充分利用所学的物理知识解决化学中的问题，培养学生跨学科思考问题、解决问题的能力。

（3）取材生活。实验中利用了注射器等替代品，这些用品在生活中都容易找到，且安全无污染，使化学实验探究活动由课内延伸到课外，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的动手能力和创新能力。

参考文献：

co2的实验室制备教案 第5篇

知识改变命运，学习成就未来

［讲述］因此，每一个化学实验在实验操作之前，均要根据该实验的目的和要求，综合运用相关知识和已有实验基本技能，对实验过程进行总体的设计与规划，此即为化学实验方案的设计。

［板书］

知识改变命运，学习成就未来

［总结］铝盐的存在方式主要有两种：一为铝盐，如AlCl3等。铝盐一般为强酸弱碱盐，其水溶液会因Al3＋水解而略显酸性；另一称为偏铝酸盐，如NaAlO2等。偏铝酸盐一般为强碱弱酸盐，其水溶液会因AlO2水解而略显碱性。［学生练习］部分学生板演：请写出以上AlCl3和NaAlO2两种盐水溶液中发生水解反应的离子反应方程式。

［想一想］如果我们将上述两种盐溶液，即AlCl3和NaAlO2的水溶液混合会有怎样的现象与结果？

［学生讨论］教师巡视。可据情况做适当的提示。［提问］部分同学回答，其他同学可质疑补充。

［总结］AlCl3即铝盐水溶液因Al3＋水解而会使其略显酸性：

Al3＋＋3H2O

Al(OH)3＋3H＋

NaAlO2即偏铝酸盐水溶液因AlO2水解而会使其溶液略显碱性：

AlO2＋2H2O

Al(OH)3＋OH－

当将其二者混合以后，会因为二者水解后溶液所呈现酸、碱性(弱)不同，相互中和，从而使上述两个水解平衡不断向着水解方向移动，直到水解完全，有白色胶状的Al(OH)3难溶物产生。

［投影］

铝盐溶液：Al3＋＋3H2O偏铝酸盐溶液：AlO2＋2H2O

Al(OH)3＋3H＋

Al(OH)3＋OH－

将铝盐和偏铝酸盐溶液相互混合：Al3＋＋3AlO2＋6H2O===4Al(OH)3↓ ［讲述］对于任何化学物质，结构决定性质，性质反映结构。同时，其性质也决定着其在自然界的存在方式和实验室制取方法。下面，请同学们运用上述信息，思考实验室以纯净的铝屑为原料，可通过哪些途径制得产物Al(OH)3。

［板书］

一、以铝为原料制备氢氧化铝 1.可能制取途径的推测：

［学生讨论］教师巡回参与，以为后面的讲评收集信息，作好准备工作。［提问］下面，请以各小组为单位选派一名代表叙述你们所选择的制备方法。［学生回答］略。(对于学生选择的各种方法，如明显不合理或有错误之处的，教师可做适当的点评后予以舍弃，其他制备方法可予以保留)［过渡］经过讨论，我们得出了许多的制备方法，这些方法，我们可将其总结为以下这么几个类型。

［实物投影］(边书写边投影)欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

知识改变命运，学习成就未来

［讲评］同学们对制备方法的选择都各有自己的想法，很好。说明同学们对铝及其化合物的性质都非常熟悉，并且能够综合应用。但是，通往目的地的道路可能会有千万条，但肯定会有优劣之分。

［议一议］上述所有的这些实验方法，各有什么所长和所短，哪一些或哪一个制备方法更加合理。

［板书］2.可能实验方案的选择。［学生讨论］教师巡视，收集信息。

［提问］请同学们回答自己的选择，并能够对舍弃的方案加以简单的点评。［学生回答后，教师总结］通过讨论、分析，同学们大都选择了可能制备方法中的4、5、6，而排除了1、2、3。

［问］为何对1、2、3的方法进行了排除？

［答］方法1中，氧气的制取过程比较麻烦，实验步骤较多；方法2中，氯气的制取过程同样较为麻烦，步骤多，且氯气还有毒性，操作中可能会有危险发生及污染环境；方法3中反应可能会不完全，过程难于控制。

［讲评］很好。通过上述分析和筛选，同学们比较倾向于方案4、5、6的制备方法，哪么，对于这几个方法我们有没有可能优中选优。对此，光有理论上的分析不够，下面，请同学们根据你所选择的方法进行实验验证，并最终得出实验结论。

［板书］3.可能实验方案的实验验证。

［学生实验］根据同学们自己的选择，将学生分为三个实验小组，分别进行实验。

［说明］1.为节省时间，学生实验所用的仪器药品需课前准备妥当。

2.每个小组所用反应试剂如铝屑质量要相等，所用酸、碱浓度亦要相同。3.提示学生在实验操作过程中对所用酸、碱强、弱的选择。也可对强、弱做对照实验。

4.要求学生记录实验过程中所选各试剂的用量及实验现象。

5.实验结束后要求学生对实验结果进行分析，并将结果换算成：制取1 mol Al(OH)3时各试剂的用量。

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知识改变命运，学习成就未来

［提问］同学们的实验均已结束，下面，请各实验小组选代表叙述自己的实验过程、实验现象以及实验结论。

［学生回答后师生共同总结］

对于方法4，在得到Al3＋将其沉淀Al(OH)3时，有两种办法可以采用：加入强碱NaOH溶液，其优点是沉淀速率较快，缺点是对NaOH溶液的加入量难以控制，所以排除此法，而选用弱碱稀氨水。

对于方法5：在得到AlO同样存在2要使其在酸化条件下沉淀得到Al(OH)3。两个途径：一是加入强酸如稀盐酸，但缺点也是加入的量难于控制；另一为通入新制备的二氧化碳，但二氧化碳的制备会使整个实验操作过程过于繁琐。

对于方法6：不存在酸、碱强、弱之选择与用量问题，整个实验操作过程简单而且容易操作与控制。

［讲述］通过上述分析，我们用实验过程的步骤繁琐与否及是否易于操作，对三个方法进行了选择，得出方法6较为合理，这个选择过程即为实验方案设计的基本要求。

［问］以上三种方法中，对于酸碱的用量情况又如何？ ［学生回答后投影］ ［投影］

［板书］4.最佳实验方案 ［讲评］通过实验步骤的多少与实验过程的控制，我们在上边选择了方法6，通过上表中生成等物质的量的Al(OH)3时，所耗酸、碱的物质的量，方法6之用量最少，这也是实验方案设计的一条基本原理，所以，我们最终选择方法6为本实验的最佳制备方案。

［课时小结］本节课，我们通过对Al及其重要化合物性质的回忆与复习，并对可能的制备方法进行了分析推测，最后又通过实验验证以及对各方法之验证结果，进行了分析比较，从而最终选定了最佳制备Al(OH)3的实验方案。

［课后作业］

1.回忆运用方法6对Al(OH)3的操作制备过程，并将具体的操作过程即实验步骤按序用文字表述。

2.根据上述实验步骤，试对实验过程中所用仪器和药品进行选择。3.完成制备方案中所涉及的有关化学反应方程式。

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co2的实验室制备教案 第6篇

Au/Al2O3催化剂的制备及其在CH4/CO2重整反应中的催化活性

采用浸渍法和沉积-沉淀法制备了四种不同的Au/Al2O3催化剂,测定了它们在氢气还原前后及催化反应后的金含量及比表面积.结果表明,制备方法明显影响催化剂的金含量.应用X-光粉末衍射技术研究了这些催化剂经还原处理及反应后的物相变化,金以Au0物相存在,没有发现氧化态的金物相.考察了该催化剂在CH4/CO2重整反应中的催化活性,发现金催化剂的活性取决于金粒子的大小.浸渍法制备的金催化剂具有较大的金晶粒尺寸,催化活性低;沉积-沉淀法制备的金催化剂金晶粒尺寸较小,催化活性较高.以尿素为沉淀剂制备的`催化剂给出1 073 K 时的CH4与CO2转化率分别为8.1%和17.6%.高温反应不仅导致金晶粒的聚集,而且存在明显的金流失现象.

作 者：金明善 索掌怀 徐秀峰 安立敦 作者单位：烟台大学,应用催化研究所,山东,烟台,264005刊 名：燃料化学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF FUEL CHEMISTRY AND TECHNOLOGY年，卷(期)：30(2)分类号：O643.3关键词：氧化铝 金催化剂 浸渍法 沉积-沉淀法 CH4/CO2重整反应

九年级化学教案：co2 第7篇

引课：二氧化碳的图片

多媒体：1.探究实验室制取二氧化碳的理想药品

高温

①碳在氧气(或空气)中燃烧：C+O2 CO2

②石灰石高温分解：CaCO3 CaO+CO2

(3)石灰石(或大理石)与稀盐酸在常温下反应

CaCO3 + HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑(闪)

(4)蜡烛、木炭酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可以产生二氧化碳气体。

多媒体：制氧装置的回忆

发生装置 实验装置

收集装置

音击依次出现发生和收集装置，收集装置单击出现两个

对比制二氧化碳和氧气的反应原理

反应物的状态固液固固液

反应条件不加热加热不加热

氧气的反应原理分两栏不写化学方程式。下方表格的文字、图片单击出现

二氧化碳的发生装置提问学生以后再单击出现

再加上广口瓶(第一个出现)

多媒体：实验步骤

1、查装置的气密性

2、装药品(先固后液)

3、收集气体——向上排空气法(CO2密度比空气大)

4、验满方法 ── 将燃着的木条或火柴放在集气瓶口，火焰熄灭，证明已满

5、验证气体方法 ── 将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳

第一步单击出现1再单击出现演示动画。

第二步单击出现2再单击出现演示动画。

第三步单击出现3再单击出现演示图片。

第四步单击出现4再单击出现演示动画。

第五步单击出现5再单击出现演示动画。

如果两只蜡烛会是什么现象呢?

演示：(动画)

co2的实验室制备教案 第8篇

钢渣是炼钢工业中所产生的工业废渣。随着钢铁工业的快速发展, 钢渣总量迅速增加。由于钢渣复杂的成分并含有大量游离氧化钙和游离氧化镁, 造成钢渣制品的安定性不良。因此, 钢渣的应用受到了限制, 而钢渣的堆放不仅占用了大量的土地, 更污染了环境[1~2]。

碳酸化是指将温室气体CO2以碳酸盐 (如Ca CO3、Mg CO3) 的固体形式永久储存, 即CO2矿物固定[3~7]。碳酸化作为一项利用废弃物、节约资源和能源的先进技术, 是处理钢渣的有效方法, 不仅可以解决钢渣的污染, 也可在一定程度上缓解CO2所引起的温室效应。

1 实验原材料和方法

1.1 材料

济南钢铁集团下属某公司 (以下简称:济钢) 产钢渣、矿渣、废石灰、外加剂等。钢渣与矿渣的化学成分见表1。

%

济钢钢渣碱度较高, 呈褐灰色。钢渣块松散不粘结, 质地坚硬密实, 孔隙较少。钢渣中含铁量较高, 其密度为3.1~3.6g/cm3, 较难粉磨[8]。钢渣的抗压性能好, 压碎值为20.4%~30.8%。

本次实验所用济钢钢渣只经历了破碎和预粉磨, 成本低, 约10~20元/t, 其粒度分析见图1。

从图1中可以得出钢渣的平均尺寸为112.50μm, 中位径为73.81μm, 最频粒径为140.10μm。

1.2 实验方法

1.2.1 纯钢渣碳酸化制品的制备

称取一定量纯钢渣, 并按一定比例称取外加剂 (硫酸钠溶液, 浓度为47%, 掺入量占试样总质量的10.2%[9]) 。将原料放入搅拌锅中, 用砂浆搅拌机混合搅拌;搅拌均匀后, 倒入90mm40mm的长方体模具中在3MPa的压力下用DY-30型台式电动压片机成型, 并保压1 min;称量模后的试样, 记为m1, 将试样放入反应釜中。利用纯CO2气体在0.15MPa、0.25MPa、0.3MPa的CO2分压下分三阶段碳酸化, 每个压力下1h, 共碳酸化3h;称量碳酸化后试样的重量, 记为m2;利用XRD和SEM-EDS分析微观结构和碳酸化产物, 依据JC 422-91《非烧结普通粘土砖》标准进行工程性能测试。

1.2.2 钢渣混合矿渣碳酸化制品的制备

以2∶3的比例准确称取钢渣和矿渣, 即钢渣120g、矿渣180g, 以一定比例称取外加剂 (硫酸钠溶液, 浓度47%, 掺入量占试样总质量的10.2%) ;将原料混合搅拌10min;搅拌均匀后, 按1.2.1的方法制备试样。

2 实验结果

2.1 纯钢渣碳酸化制品

纯钢渣制品性能测试结果见表2。

从表2中可以明显看出, 碳酸化前后钢渣制品的性能变化。其中1#是未碳酸化试样, 2#是碳酸化试样, 碳酸化后钢渣试样的各项工程性能远好于未碳酸化的试样。

安定性不良一直是致使钢渣无法较好利用的主要原因, 碳酸化钢渣的一个主要目的便是消除游离氧化钙 (f-Ca O) 和游离氧化镁 (f-Mg O) 的不安定因素[10]。

图2为压蒸前后1#、2#试样的测试照片。图2 (a) 为压蒸前钢渣制品的外观。未碳酸化钢渣制品 (1#) 在 (24~100) ℃压蒸的1h内, 已经有非常明显的裂纹[图2 (b) ], 216℃、2MPa下压蒸3h, 完全粉碎[图2 (c) ];而已碳酸化的钢渣制品 (2#) 压蒸3h后, 虽然表面略微泛霜, 但压蒸完好并具有一定的强度[图2 (d) ]。通过对未碳酸化钢渣和已碳酸化钢渣用甘油乙醇法检测发现:未碳酸化钢渣的游离氧化钙含量在4.74%到5.21%之间, 碳酸化钢渣在无水甘油乙醇标准溶液中煮沸20min, 通过滴定测得其中的f-Ca O和f-Mg O分别为0.84%和0.27%。这表明通过碳酸化可以较好的解决f-Ca O和f-Mg O过慢水化产生膨胀而导致的安定性不良的问题。

2.2 钢渣混合矿渣碳酸化制品

钢渣混合矿渣制品性能测试结果见表3。

从表3中可明显看出碳酸化前后钢渣混合矿渣制品的性能变化。3#是未碳酸化试样, 4#是碳酸化试样。4#试样 (钢渣40%, 矿渣60%) 碳酸化率为5.12%, 抗压强度8.33 MPa, 安定性合格, 符合国家标准 (GB/T750-92《水泥压蒸安定性试验方法》) 。进一步测试这组配比的抗折强度、抗冻性、吸水率、耐水性等主要工作性能, 发现4#试样抗折强度2.06MPa, 冻融循环15次后, 冻融强度3.72MPa, 吸水率18.56%, 饱水强度3.41MPa, 满足免烧砖实际的工程应用。另外, 钢渣混合矿渣碳酸化后体积密度从2.07~2.42g/cm3降至1.74g/cm3, 故钢渣混合矿渣碳酸化制品更易于实际生产、运输和使用。

3 分析与讨论

3.1 XRD分析

利用德国布鲁克D8 ADVANCE X射线衍射仪测试试样。图3为未碳酸化钢渣和碳酸化钢渣试样的XRD曲线。从图中较高的背底可以看出其含有一定量的玻璃体。碳酸化后钢渣碳酸钙的衍射峰明显增强, 而Ca (OH) 2的衍射峰基本消失, 说明Ca (OH) 2和Ca O与CO2反应生成了Ca CO3。此外, C2S、C3S等矿物的衍射峰基本没有变化, 说明这些物质未发生碳酸化反应。

3.2 SEM-EDS分析

利用日立S-2500 SEM-EDS对钢渣试样进行测试, 从图4中可以看出, 碳酸化后的钢渣比碳酸化前结构更加致密, 空隙较小。碳酸化前颗粒多呈粒状堆积, 碳酸化后有大量颗粒状的物质生成, 其粒径集中于1~2μm, 经过能谱分析, 检测出碳元素含量明显提高, 可以确定这些颗粒为新生成的碳酸钙晶体。碳酸钙矿物成相相对较好, 晶粒较大, 晶界比较清晰, 含量较多。

4 结论

(1) 碳酸化后钢渣制品表面和内部都有较多的1~2μm颗粒状碳酸钙生成, 与未碳酸化的钢渣制品相比, 结构变得致密, 空隙率降低。

(2) 纯钢渣碳酸化制品的碳酸化率为10.79%, 抗折强度12.02 MPa, 抗压强度40.81 MPa, 碳酸化钢渣试样冻融循环15次后, 强度为24.63 MPa;吸水率11.24%, 饱水强度23.89 MPa, 安定性合格, 各项主要使用性能均满足国家一级免烧砖标准, 适于工程应用。

(3) 钢渣混合矿渣碳酸化制品的碳酸化率为5.12%, 抗折强度2.06MPa, 抗压强度8.33MPa, 冻融循环15次后, 冻融强度3.72MPa, 吸水率18.56%, 饱水强度3.41MPa, 安定性合格, 这些指标也满足免烧砖实际的工程应用。另外, 制品的体积密度从2.07~2.42g/cm3降至1.74g/cm3, 钢渣混合矿渣碳酸化制品更易于实际生产、运输和使用。

参考文献

[1]LENG Guangrong.Deal with steel slag[J].Jinagxi iron slag, 2005, 8 (4) :44-47.

[2]ZHU Guiling.Speed up the utilization of iron and steel slag[J].CHINA STEEL, 2007, 1 (1) :23-27.

[4]M.Fernández Bertos, X.Li, S.J.R.Simons.Investigation of accelerated carbonation for the stabilisation of MSW incinerator ashes and the sequestration of CO2, First published as an Advance Article on the web18th August2004.

[5]M.Fernández Bertos, S.J.R.Simons.A review of accelerated carbonation technology in the treatment of cement-based materials and sequestration of CO2[J].Journal of Hazardous Materials, 2004, 112 (2) :193-205.

[6]C.Salvador, D.Lua, E.J.Anthony.Enhancement of CaO for CO2capture in an FBC environment[J].Chemical Engineering Journal, 2003, 96 (1) :187-195.

[7]Joshuah K.Stolaroff, Gregory V.Lowry.Using CaO-and MgO-rich industrial waste strea--ms for carbon sequestration[J].Energy Conversion and Management, 2005, 46 (3) :687-699.

[8]CHANG Jun, WANG Sanwu, SHAO Yixin.Manufacture of electric arcfurance slag aggregate and concrete through carbonation curing[J].Journal of Portland, 2007, 35 (9) :14-19.

[9]吴昊泽, 赵华磊, 常钧, 等.颗粒级配对钢渣碳酸化的影响[J].济南大学学报:自然科学版, 2009, 23 (6) :543-548.

[10]吴昊泽, 张林菊, 叶正茂, 等.水分对钢渣碳酸化的影响[J].济南大学学报:自然科学版, 2009, 23 (3) :218-222.

氮化镁的实验室简易制备方法 第9篇

关键词：氮化镁；氮气；镁；实验改进

文章编号：1005–6629（2015）3–0050–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

中学化学在讲授镁元素的相关知识时，给学生介绍了镁在空气中燃烧的相关反应，即分别与氧气、氮气、二氧化碳的反应。通过学习学生对氧化镁的生成反应往往比较熟悉，但对氮化镁的生成却很陌生。因此，在化学兴趣实验课上展示氮化镁的制备及其性质是必要的。笔者根据实验原理设计了实验方案，探讨了设计实验的可行性和有效性，并针对实验效果进行了改进。

1 实验原理及改进的提出

镁和氮气可以直接反应生成氮化镁，氮化镁是黄色固体[1]，可以较明显地区别于其他物质的生成。因此该实验检验标准就是：（1）观察有无黄色固体生成；（2）取产物与水反应，若有气体生成则用红色湿润石蕊试纸检验。若试纸变蓝，说明有碱性的氨气生成，则可推测产物中有氮化镁。

实验药品：镁粉和氮气。中学实验室有镁粉，但没有氮气瓶。根据《化工辞典》[2]解释，地面附近干燥空气中成分如下（体积百分率）：氧20.93；氮78.10；氩0.93；二氧化碳0.028；其他（氪、氖、氙、甲烷等）0.002。

由于空气中的氧气和二氧化碳均要与镁反应，因此在使用前需要除掉氧气和二氧化碳。

一般做法是：用氢氧化钠溶液除去二氧化碳，用铁粉除去氧气，用浓硫酸干燥，最后将剩余气体（氮气）通入装有镁粉的硬质玻璃管并加热，观察记录现象。很多有关氮化镁制备的实验也是这样做的[3]。笔者在实验室按照这个方案进行了实验，结果并不理想：没有得到黄色固体，在产物中加水，产生的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝，说明只有极少量的氮化镁生成。而且该流程过于繁琐，所需时间较长，不适宜在课堂展示。于是笔者对该实验进行了简化和改进。

2 实验用品

带铁圈的铁架台1个、酒精灯1盏、石棉网1张、烧杯（500mL）1个、烧杯（50mL）1个、火柴1盒、红色石蕊试纸若干、镁粉、镁条

3 实验装置

示意图见图1。

4 实验步骤

（1）取5g镁粉平铺在石棉网上（厚约2mm）。

（2）用点燃的镁条引燃镁粉。

（3）待镁粉引燃后，立即用烧杯盖住镁粉，使镁粉与外界空气近乎隔离。

（4）将燃烧生成物取少量置于试管中，加入适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，观察试纸是否变色。

5 实验现象及分析

见图2、图3、图4。可观察到：镁粉表层燃烧，有火星，生成白色固体（MgO）；燃烧面逐渐蔓延扩大，最后所有镁粉呈红热状，烧杯壁很烫，反应放出大量的热；烧杯中有大量的白烟生成；反应结束冷却后，产物呈块状，表层呈白色（MgO），白色固体表层下有大量黄色固体生成，还有少量黑色粉末（未反应完全的镁粉）；向产物中加入水后，有大量气泡生成，并有刺激性气味，润湿的红色石蕊试纸变蓝。

由于氧气比氮气活泼，反应开始时，镁粉先与烧杯中活泼的氧气反应，生成白色的氧化镁（MgO）。烧杯中的氧气反应完之后，过量的镁粉继续和氮气反应，由于反应放出大量的热，使反应物呈红热状。该反应很快，烧杯可以起到一定的阻隔空气交换的作用，间接提高了烧杯中氮气的浓度，使尽可能多的镁粉与氮气反应，确保反应的主要产物是Mg3N2。反应结束后有较多的Mg3N2（黄色固体）生成。

6 改进后的优点

（1）操作简便，实验条件要求不高，现象明显，适于课堂演示。

（2）安全性易于保证。

（3）可重复性强，试验几乎都可以成功。

（4）产物量大，原料利用率较高。

参考文献：

[1]吴孙富.镁条与镁粉燃烧实验的比较及有关应用[J].中学化学，2004，（2）.

[2]王箴.化工辞典（第四版）[M].北京：化学工业出版社，2000.

实验室制备乙烯的探究式学习 第10篇

实验室制备乙烯的探究式学习

乙烯的`实验室制法是中学化学中的一个重要实验,从探究式学习的角度,用对照实验分析并解决了乙醇和浓硫酸的最佳体积配比为1:3,反应温度控制在160～180℃为宜等问题.并以此为例阐述了探究式学习过程中的基本思路与实施方法.

作 者：陈斌 CHEN Bin  作者单位：江苏南通市第一中学,226001 刊 名：化学教育  PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL EDUCATION 年，卷(期)： 29(9) 分类号：O6 G42 关键词：探究式学习  乙烯的实验室制法   最佳体积配比   反应条件  

《氧气的制备与性质》实验报告 第11篇

一、实验目的与要求

1.掌握实验室制备氧气与氧气性质实验的操作；

2.初步学会本实验的演示教学方法。

二、实验原理

1.过氧化氢法：

2H2O2

MnO2

2H2O+O2↑

2.高锰酸钾法：

2KMnO4

△

K2MnO4+MnO2+O2↑

3.氧气的性质：

（1）物理性质：在通常状况下，O2为无色无味的气体。在标准状况下，O2的密度（1.429g/L）比空气的平均密度（1.293g/L）大。不易溶于水（每升水溶解O2约30mL），所以，氧气采用排水法收集。

（2）化学性质：氧气的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃或高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应，放出大量热。本次实验主要通过观察金属Fe、非金属C、S、以及石蜡在O2中燃烧的实验现象及反应产物来验证O2支持燃烧的化学性质。

三、仪器、材料与药品

硬质大试管、抽滤瓶、分液漏斗、玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、集气瓶、毛玻璃片、橡皮软管、铁架台、玻璃棒、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坩埚钳、细砂、试管及试管架；

MnO2、KMnO4、30%H2O2、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石灰水。

四、实验步骤

1.氧气的制备与收集

（1）过氧化氢分解制备法

①安装实验装置如图：

②实验步骤：

a、检查装置气性；

b、在蒸馏烧瓶中加入

0.5-1.5gMnO2,用带有分液漏斗的塞子塞住烧

瓶，分液漏斗中加入

H2O2（与水各

20mL

稀释为质量分数

15%）；

c、用排水法收集（氧气不溶于水）。反应开始后，待气泡快速、均匀冒出时开始收集，此时管中空气已排尽，当集气瓶冒出第一个大气泡时，表示已集满，这时用毛玻璃片盖住瓶口，移除水面，如此连续收集四瓶。

③实验现象描述：

a、打开分液漏斗的活塞后，可以观察到有气泡迅速冒出；

b、同时观察到蒸馏烧瓶中出现烟雾。

④现象分析：

a、过氧化氢与滴入蒸馏烧瓶中与二氧化锰（催化剂）接触，迅速分解产生大量氧气和水蒸气形成了雾，从而看到水槽中气泡迅速冒出；

b、蒸馏烧瓶中产生了大量气体，二氧化锰固体颗粒被气流冲起形成烟。

⑤关键技术：

a、控制好滴加过氧化氢的速率；

b、过氧化氢用前要用蒸馏水稀释至

15%左右。

c、漏斗口一定要保持在液面以下，以免气体从漏斗排出，影响实验的进行。

⑥安全性分析：

a、溶液中过氧化氢过少，反应太慢，过多则因反应剧烈而引起喷发事故；b、过氧化氢制氧气不用加热，常温下即可反应；

c、反应后的产物是氧气和水，不会污染环境，是一种比较绿色的制备氧气的化学方法；d、30%的H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用，操作时应戴上防护手套。

（2）KMnO4加热分解制备法

①安装实验装置如图：

②实验步骤：

a、检查装置气密性；

b、取

克

KMnO4加入硬质试管中，管口放脱脂棉，塞进单孔塞；

c、点燃酒精灯后，先预热试管，然后集中在试管的中下部加热；

d、用排水法或向上排空气法收集（氧气比空气密度大）；

e、排空法需用带火星的木条验证氧气是否已经集满，若木条复燃，则集满，否则需要继续收集。

③实验现象描述：

a、观察到

KMnO4颗粒在加热时有强烈的迸裂；

b、伴随有少量烟产生。

④关键技术：

a、在加热时，颗粒容易迸裂而从导气管冲进水槽，或致导气管堵塞，因此要在试管口放一团脱脂棉；b、加热

KMnO4时，缓缓向后移动酒精灯，保证高锰酸钾能够充分反应，增加氧气产量；c、将导气管伸至集气瓶底部，尽量排尽空气。

⑤安全性分析：

a、用高锰酸钾分解制氧气的优点是不用催化剂，热分解的温度要比氯酸钾法低；

b、加热时应将试管向下倾斜。

以上步骤可以记为：查—装—定—点—收—离—熄(茶庄定点收利息)

查----检查装置的气密性

装----装药品

定----把试管固定到铁架台上

点----点燃酒精灯加热(先预热，注意：一律先让试管均匀受热，否则会因冷热不均炸裂试管)

收----收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）

离----把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法，此步骤基本不需要，但是最好先取出导管在盖上玻片）

熄----熄灭酒精灯

2.O2的性质

(1)硫在氧气中的燃烧:

S+O2

点燃

SO2

①实验步骤：取一洁净的燃烧匙，放入少量硫磺粉，酒精灯上加热至燃烧，然后将燃着的硫匙缓缓伸进有

O2的集气瓶中。

②实验现象：

a、硫磺粉在酒精灯上加热至燃烧时，在黑色背景下看到：发出微弱的淡蓝色火焰；b、硫匙缓缓伸进有

O2的集气瓶中可以观察到这时火焰颜色为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气体生成。

③注意事项：

a、为避免污染空气，将燃烧匙取出后及时淬入盛有冷水的大烧杯中。

b、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。

（2）炭在O2中的燃烧:

C+O2

点燃

CO2

①实验步骤：

a、用坩埚钳夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热；

b、缓慢将木炭伸进

O2瓶中，观察实验现象；

c、给此集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，观察实验现象。

CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

②实验现象：

a、木炭伸进

O2瓶中实验现象为：木炭燃烧的更剧烈，并发出白光,并伴有少量烟产生。

b

倒入少量澄清石灰水，振荡后的实验现象为：石灰水变混浊。

③注意事项：燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。

(3)铁在02中的燃烧：3Fe+2O2

点燃

Fe3O4

装置同上

①实验步骤：

a、取一条细铁丝，砂纸擦亮后将铁丝缠绕于火柴棍上，充分利用火柴燃烧的热量将铁烧至红热；

b、点燃火柴，用坩埚钳夹住火柴一端，烧至火焰将尽时，竖直将其伸入到铺有一层细沙的O2集气瓶中，观察实验现象。

②

实验现象：

a、空气中只能看到铁丝被烧红，火柴燃尽；

b、看到铁丝在氧气中燃烧，火星四射，并伴有少许烟产生，瓶壁可观察到有黑色的熔融物。

③注意事项：

a、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂；

b、集气瓶底一定要铺细砂，而不能用水代替。因熔铁落入水中，导热不良，高温的熔融物会使集气瓶底炸裂。铁在空气中不能剧烈反应，在氧气中能够反应强烈。

（4）蜡烛在氧气中的燃烧：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

①实验步骤：a、用小刀截取

4cm

左右长蜡烛一段，放入燃烧匙，点燃后伸入用排空气法收集的氧气瓶中，观察蜡烛燃烧的实验现象；b、向集气瓶中注入少量石灰水，振荡，观察实验现象。

②实验现象：a、蜡烛在氧气中燃烧时火焰更加亮白；b、瓶壁上有水珠出现；

c、振荡后集气瓶中出现混浊。蜡烛是有机物，含有

C、H

元素，与氧气反应生成CO2和

H2O，CO2

能使澄清石灰水便混浊。

③注意事项：a、为了鉴定水的生成，此瓶氧气必须是用排空气法收集；

b、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。

五、讨论与研究

1、过氧化氢是液态，只需加入催化剂二氧化锰就可以反应，不需要加热，而且可以根据需要随开随停，并可以通过过氧化氢溶液的滴加速度来控制反应的速度和通过烧瓶内气体的冒出速度来判断反应速度，产物是水没有污染。

2、加热高锰酸钾制氧气的优点：能产生较为稳定的气流，反应速率适中，危险小。KMnO4加热的温度高于

200℃，便有

O2产生。缺点：原料价格高，氧元素利用率低，反应装置复杂，操作不当容易引起试管炸裂，固体废弃物对环境有负面影响。

3、在演示教学中我认为要做到以下几点：（1）.搭装置的方向要为学生服务，并且药品标签要面朝学生。（2）.在实验过程中，药品的放置可离操作者更近，灯具放置较远。

(3).做实验时老师离反应中心应有一段距离，例如铁丝在氧气中燃烧，火星四射，老师不应该太靠近集气瓶。

（4）.在整个实验过程中，装置和样品的摆放有有序美观，教师的操作要尽量简洁大方。（5）.在氧气的性质验证实验中，尽可能不要动收集好的集气瓶,以免影响实验效果。

六、参考文献

[1]

柴文锋.氧气的制法相关知识问答［J］.《中学理科：初中数理化》，2003年，7

期：4

[2]

任晶晶.实验室制氧气解疑[J].化学教学，2009，（9）

[2]

李明娟.对氧气的性质和制取实验的几点思考[J].中学化学教学参考，2004，（Z1）

[3]

徐良水.氧气性质考查新视点[J].中学生数理化（初中版）（中考版），2006,（Z1）

co2的实验室制备教案 第12篇

实验一 硫酸亚铁铵的制备

一． 教学目的

1.了解硫酸亚铁铵的制备方法；

2.练习无机制备的一些基本操作：水浴加热，蒸发，浓缩，结晶，减压过滤等； 3.了解用目测比色发检验产品的质量等级。

二． 实验原理

硫酸亚铁铵俗称莫尔盐，浅绿色透明晶体，易溶于水，空气中比一般的亚铁铵盐稳定，不易被氧化。由于硫酸亚铁铵在水中的溶解度在0~60℃内℃比组成它的简单盐硫酸铵和硫酸亚铁要小，因此，只要将它们按一定的比例在水中溶解，混合，即 可制得硫酸亚铁铵的晶体，其方法为： 1.将金属铁溶于稀硫酸，制备硫酸亚铁。

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

2.将制得的硫酸亚铁溶液与等物质的量的(NH4)2SO4在溶液中混合，经加热浓缩，冷却后得到溶解度较小的硫酸亚铁晶体。

FeSO4 +(NH4)2SO4+6H2O = FeSO4(NH4)2SO4•6H2O 产品中主要的杂质是Fe3+，产品质量的等级也常以Fe3+含量多少来评定，本实验采用目测比色法。

三． 教学内容

1.硫酸亚铁的制备

称取2g铁屑放在250ml锥形瓶中，加入15ml 3mol/L 的H2SO4(计下液面)，在电炉上加热(在通风橱)中，并不停摇动(不能蒸干，可适当添水)，当溶液呈灰绿色不冒气泡时(瓶底无黑渣)，趁热过滤，将滤液转移到蒸发皿中(残渣可用少量水洗2~3次)。2.硫酸亚铁铵的制备

称硫酸铵4.3g,放在盛有硫酸亚铁溶液的蒸发皿中，溶解后，在蒸发皿中放入一洁净铁钉，水浴上加热蒸发浓缩，到晶膜出现，静置冷却结晶，抽滤，晶体放在两张干滤纸间压干，称重。3.计算产率

称取2g铁屑，理论产率为14.0g。计算方法如下： 根据反应式 1mol铁屑——得到1mol硫酸亚铁铵

MFe = 55.85, MFeSO4.(NH4)2SO4.6H2O = 392 M理论 = 2/55.85×392 = 14.0g 产率 = m实际/m理论*100% 而在反应中实际用(NH4)2SO4为4.3 g

大学化学实验

理论产量取 4.3/132.2×392 = 12.8 g 合适 4.质量检测

称1.0 g产品，放在250 ml比色管中，加15ml 不含氧的蒸馏水溶解，再加入1ml 3mol/L的硫酸，加入1ml 25% KSCN，稀释至刻度摇匀，与标准色阶对比，判断等级。

四． 注意事项

1.硫酸亚铁的制备：因实验条件有限，此步可将锥形瓶直接置于电热板上加热，但加热时要适当补水(保持15ml左右)，水太少FeSO4容易析出，太多，下步缓慢。2.过滤FeSO4时，注意向学生讲解漏斗的使用。

3.硫酸亚铁铵的制备：加入硫酸铵后，应搅拌使其溶解后再往下进行。加热在水浴上，防止失去结晶水。4.布什漏斗中放滤纸时，应先将滤纸湿润再过滤。5.抽率时应先去布什漏斗，再关电源。

co2的实验室制备教案 第13篇

关键词：纳米材料,超临界CO2,制备方法

0 引言

超临界流体 (Supercritical fluid) 是温度和压力超过物质的临界温度及临界压力[1]时处于气态和液态之间的中间状态的物质, 如图1所示。

超临界流体兼有液体和气体的优点:密度大、扩散系数大、粘度小, 具有良好的溶解和传质特性, 且在临界点附近对温度和压力非常敏感。超临界流体技术是利用超临界流体的特性以超临界流体为溶剂、反溶剂或反应物而发展起来的新技术, 现已在萃取[2]、印染[3]、材料制备[4,5,6,7,8,9,10]等方面取得显著成果。

在超临界技术中超临界流体的选择是关键。可被用作超临界流体的物质有很多, 如CO2、乙醇[11]、乙烷[12]、甲醇[13]、一氧化二氮[14]、氨气[15]、SF6[16]和水[17]等。由于CO2的临界值 (Tc=31.06℃, Pc=7.39106 Pa) 温度非常接近室温, 临界压力也很容易达到, 操作比较安全, 且是一种绿色溶剂 (无毒、无污染、不燃烧) , 含量丰富, 价格便宜, 可循环利用, 易从产物中去除又不污染产品;此外, 在临界点附近, 对温度及压力进行微小的变动都会使超临界CO2的溶解特性如黏度、密度、扩散系数、介电常数等发生显著的变化, 很容易通过温度和压力对超临界CO2溶解力进行连续性调控, 因此, 超临界CO2最常被用作超临界状态的反应介质或反应物。目前, 超临界CO2流体技术在食品[18]、医药[19,20,21]、化工[22]等方面的应用已经取得了一些成就, 而近年来, 以CO2为超临界流体用超临界流体技术制备纳米材料发展很迅速且受到广泛的关注, 这些研究不仅为制备纳米材料提供了新的方法, 也为超临界CO2流体技术在新领域的发展奠定了基础。

目前, 纳米材料的制备主要集中在大块固体到纳米微粒的分裂和单个基本微粒聚集控制微粒的生长使其维持在纳米尺度这两个方面。纳米材料的制备方法很多, 本文重点介绍以超临界CO2为溶剂或反溶剂、反应物经超临界流体技术制备纳米材料。

1 超临界CO2为溶剂或反溶剂制备纳米材料的原理及研究进展

1.1 超临界流体快速膨胀法

超临界流体快速膨胀法 (Rapid expansion of supercritical fluids, RESS) 是将溶有用于制备纳米材料的物质的超临界流体在短时间内减压, 溶液通过具有微孔的喷嘴 (喷嘴的孔径为25~60μm) 快速膨胀, 极高的过饱和度使溶质在瞬间结晶, 快速完成晶核的生长, 并形成大量均匀的颗粒, 其常用工艺流程如图2所示。控制压力和温度可以调节溶质在超临界流体中的溶解度, 并控制实现过饱和度的条件, 获得不同尺寸的微粒。

Mohammed J.Meziani等[23]以超临界CO2为溶剂, 以聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、氯化钠为原料经RESS法制备聚合物纳米纤维, 结果表明制备的聚合物纳米纤维的形态良好, 在纳米颗粒和纳米纤维之间。Kiyoshi Matsuyama等[24]用RESS法以超临界CO2为溶剂, 以不同分子量的聚乙二醇等高聚物为原料合成聚合物微球和聚合物膜, 得到的微球尺寸分布均匀, 聚合物膜的表面几乎没有缺陷。Sun Yaping等[25]用超临界CO2为溶剂结合化学还原制备了金属镍、钴、铁的微球, 结果表明, 金属纳米粒子的粒径和粒径分布对保护性聚合物的浓度和喷嘴内径的扩大不敏感, 超临界CO2温度似乎对纳米粒子的性质有一些影响。Kiyoshi Matsuyama等[26]以超临界CO2为溶剂, 用RESS法制备TiO2微胶囊, 结果表明微胶囊的平均粒径和粒径分布可通过改变聚合物浓度、预膨胀压力、温度和喷射距离来控制。

1.2 超临界辅助雾化法

超临界辅助雾化法 (Supercritical assisted atomization, SAA) 是将用于制备纳米材料的物质溶于水或有机溶剂制成溶液, 再将此溶液与超临界CO2流体在密闭的高压釜内混合, 然后通过喷嘴迅速喷向低压釜, 形成微小的雾滴, 之后CO2和水 (或有机溶剂) 迅速汽化, 雾滴中的溶质析出形成纳米级微粒, 如图3所示。此过程中, 超临界CO2在不同阶段所起的作用不同, 它先作为协溶剂与有机溶液混合, 而后在喷雾过程中起反溶剂的作用并降低喷出流体的粘度。

Wang Qi等[27]以超临界CO2为溶剂, 用超临界流体辅助雾化法制备纤维素硫酸钠 (NaCS) 并在水溶液中控制其颗粒尺寸分布, 制备的NaCS颗粒的尺寸为0.3~3.0μm, 粒径分布在一个较窄的范围。Renata Adami等[28]以超临界CO2为溶剂, 用超临界流体辅助雾化法制备出平均直径为1.2~2μm的聚合物壳聚糖-Fe3O4纳米复合材料, 结果表明制备的复合材料具有均一的直径、形状和成分。Ernesto Reverchon等[29]以超临界CO2为溶剂, 以色甘酸钠 (CS) 和硫氰酸铵为原料, 用超临界流体辅助雾化法制备了色甘酸钠颗粒, 结果表明制备的色甘酸钠颗粒是球形的且具有多孔结构。E.Reverchon等[30]以超临界CO2流体为溶剂, 在模型药物复合微粒氨苄西林的基础上, 用超临界辅助雾化法制备羟丙甲基纤维素 (HPMC) , 研究了氨苄西林的释放率及其影响因素。

1.3 超临界反溶剂法

超临界反溶剂法 (Supercritical anti-solvent processes, SAS) 是将用于制备纳米材料的物质溶于有机溶剂中形成溶液, 再将该混合溶液迅速喷入超临界流体 (通常用超临界CO2) 中, 由于溶剂能与超临界流体互溶而溶质不溶于超临界流体, 因此超临界流体将溶液中的溶剂反溶, 有机溶液在很短的时间内达到过饱和度, 溶质析出形成纳米或微米级颗粒。其工艺流程如图4所示。

Byoung-Min Lee等[31]以黑索今 (环三亚甲基三硝胺) 前驱物、二甲亚砜、二甲基甲酰胺等为溶剂, 以超临界CO2为反溶剂制备黑索今晶体, 结果表明再结晶的黑索今晶体因所用溶剂不同而呈现出不同的形状 (如棒状、颗粒状和不规则的形状) 和不同的尺寸分布, 平均直径为2.6~17.7μm。Dongyu Jiang等[32]以乙酰丙酮锰、乙酰丙酮铈水合物、分析纯乙醇为原料, 以超临界CO2为反溶剂制备锰铈复合氧化物 (MnOx-CeO2) 纳米空心球, 结果表明制备的MnOx-CeO2为平均直径约50nm的球, 壁厚为10~20nm。Arlette VegaGonza′lez等[33]以左旋聚乳酸、聚己内酯、二氯甲烷、甲基丙烯酸甲酯为原料, 以超临界CO2为反溶剂制备三维网络状的高分子聚合物纤维, 结果表明制备的聚合物纤维表面粗糙, 比表面积高达100~400 m2/g。E.Reverchon等[34]以醋酸钇、醋酸钐、醋酸钕为前驱物, 以超临界CO2为反溶剂制备高温半导体颗粒, 结果得到粒径低于100nm的纳米粒子并夹杂有几微米的颗粒。

2 超临界CO2为反应物制备纳米材料的原理及研究进展

超临界CO2为反应物制备纳米材料的常用方法主要有超临界CO2微乳法、溶胶-凝胶超临界干燥法。目前, 研究者利用超临界CO2微乳法和溶胶-凝胶超临界干燥法已制备出多种金属氧化物和复合氧化物的纳米微粒, 如SiO2、TiO2、TiO2/SiO2复合物等。

2.1 超临界CO2微乳法

微乳液是由两种互不相溶的液体在表面活性剂的作用下形成的液体分散体, 如图5所示, 其热力学比较稳定, 各向同性, 外观透明或半透明。超临界CO2微乳是表面活性剂溶于超临界CO2中以超临界CO2为连续相自发形成的聚集体, 其中表面活性剂的非极性尾端朝向超临界CO2相, 极性头端聚集为极性核, 水分子增溶于微乳核中, 形成宏观上透明均一、微观上恰似纳米级的微水池, 水在超临界CO2微乳核中以“Bulkwater”的形式存在。超临界微乳法 (Supercritical fluid micro-emulsion) 是在传统的自然微乳法的基础上发展起来的。

Hiroyuki Ohde等[35]以N, N, N′, N′-四甲基对苯二胺、氰基硼氢化钠为还原剂, 还原溶解于超临界CO2微乳水核中的Ag+和Cu2+制备纳米银和铜的金属颗粒, 结果表明, 在微乳液中合成的银和铜纳米粒子具有特征性的表面等离子体, 共振吸收带分别在400nm和557nm处。Man Sig Lee等[36]用全氟聚醚羧酸铵 (PFPE-NH4) 为表面活性剂在超临界CO2-水微乳液中制备TiO2和TiO2/SiO2纳米粒子, 结果表明颗粒体在500℃被确定为锐钛矿型纳米晶相, 晶粒尺寸随着SiO2含量的增加而减小, TiO2/SiO2纳米颗粒具有窄的粒度分布, 且TiO2/SiO2颗粒比纯TiO2和TiO2/SiO2催化活性高。Kenichi Shimizu等[37]用多壁碳纳米管、纳米晶、非晶材料为前驱, 以琥珀酸二 (2-乙基己基) 酯磺酸钠 (AOT) 为表面活性剂分别在CO2-水微乳液、超临界CO2流体和正己烷中的微乳液中制备铂碳纳米管, 并用循环伏安法测得铂碳纳米管的电化学活性表面积为31.1m2/g。

2.2 溶胶-凝胶超临界干燥法

溶胶-凝胶超临界干燥法 (Sol-gel supercritical fluid drying) 制备纳米材料的过程为: (1) 溶胶的制备; (2) 凝胶的形成 (用有机溶剂来代替溶胶体中的水) ; (3) 凝胶的干燥。超临界干燥法是在介质的临界压力和温度下进行的干燥, 可以消除胶体粒子的表面张力, 从而避免物料在干燥过程中收缩, 达到保持湿凝胶原有的结构和状态、防止凝胶收缩团聚的效果。

Cao Yong等[38]以Zr (NO3) 45H2O代替有毒的烷氧基锆为锆源, 经溶胶-凝胶结合超临界CO2流体干燥制备具有高比表面积立方晶系的ZrO2气凝胶, 结果表明, 得到的ZrO2气凝胶颗粒尺寸分布较窄, 且具有较高的比表面积和较少的团聚。Sui Ruohong等[39]以钛的醇盐为前驱, 乙酸作为聚合剂在超临界CO2中经溶胶-凝胶合成TiO2纳米纤维和纳米晶, 结果表明, 得到的TiO2纳米纤维和纳米晶平均直径为9~100nm, 具有相对高的比表面积 (400m2/g) , 且煅烧后形成锐钛矿金红石型纳米晶。Wan Ying等[40]以钛溶胶-凝胶和氧氯化锆分别为钛源和锆源, 采用溶胶-凝胶结合超临界CO2流体干燥制备TiO2-ZrO2复合气凝胶材料, 实验结果表明, 掺杂ZrO2后TiO2气凝胶材料的比表面积显著增加, 当TiO2气凝胶材料中的ZrO2含量为50%时, 在673K煅烧后得到比表面积高达387m2/g的TiO2-ZrO2复合材料;当煅烧温度升高至1073K时, Zr以化合物TiZrO4的形态存在, 但比表面积没有发生变化;TiO2-ZrO2结构中TiZrO4的生成会导致复合材料热稳定性的提高和中孔数目的增加。

3 结语

co2的实验室制备教案 第14篇

人教版高中化学必修一第84页在讲述氯气漂白性时，用两个实验来验证干燥的氯气没有漂白作用而湿润的氯气有漂白作用。实验需要事先制备氯水和干燥的氯气，步骤烦琐，而且装置繁杂，组装麻烦。为了克服上述不足，本文使用微型化仪器对实验进行改进，并进一步探究氯气的氧化性和褪色性能（使品红溶液褪色且加热颜色不恢复），现象非常明显，有利于学生对氯气性质的理解、掌握，符合新课程化学实验教学的要求。

一、原实验装置的不足之处

1.需要事先制备氯水和干燥的氯气；

2.实验过程污染空气，影响师生健康；

3.实验操作烦琐，无法让学生有良好的实验体会。

二、实验改进装置图

三、氯气漂白性质实验的步骤

1.按图连接装置；2.检查装置气密性；3.按图往实验仪器中添加适量药品；4.开始实验并记录实验现象；5.用酒精灯加热V形侧泡反应管中的品红溶液并观察实验现象。

四、实验改进原理及特点介绍

1.改用微型装置，符合新课程要求，操作简单安全，能变原本教师进行的演示实验为学生亲自动手的自主探究实验，适合学生实验，便于观察，有利于逐步培养学生的实验操作技能，强化化学实验教学中的素质教育和创新教育，培养具有创造能力的人才。

2.使用注射器加料，操作方便，便于控制反应物的用量；使用有色布条，使整个实验过程更直观。

3.探究氯气氧化性的实验原理为：所以实验过程中可观察到沾有含有淀粉的KI溶液的棉花先变蓝而后褪色，可引导学生进一步思考为什么会褪色，进一步探究实验原理，巩固人教版高中化学必修一第二章第三节氧化还原反应的内容。

4.探究氯气的漂白性，首先能使湿润的红色布条褪色，再则使V形反应侧泡管中少量的品红溶液褪色；用酒精灯加热已褪色的少量品红溶液，观察到溶液颜色不恢复，为后面二氧化硫使品红溶液褪色的不同的反应机理的学习做铺垫。

5.该实验集氯气的制取、漂白实验和尾气处理为一体，不排放毒气，环保无污染，不会对师生健康产生影响，还能加强学生环境保护的意识。

6.能现配干燥氯气（即在吸收装置前加入洗气装置），可供后续性质实验操作。

（责任编辑罗艳）endprint

人教版高中化学必修一第84页在讲述氯气漂白性时，用两个实验来验证干燥的氯气没有漂白作用而湿润的氯气有漂白作用。实验需要事先制备氯水和干燥的氯气，步骤烦琐，而且装置繁杂，组装麻烦。为了克服上述不足，本文使用微型化仪器对实验进行改进，并进一步探究氯气的氧化性和褪色性能（使品红溶液褪色且加热颜色不恢复），现象非常明显，有利于学生对氯气性质的理解、掌握，符合新课程化学实验教学的要求。

一、原实验装置的不足之处

1.需要事先制备氯水和干燥的氯气；

2.实验过程污染空气，影响师生健康；

3.实验操作烦琐，无法让学生有良好的实验体会。

二、实验改进装置图

三、氯气漂白性质实验的步骤

1.按图连接装置；2.检查装置气密性；3.按图往实验仪器中添加适量药品；4.开始实验并记录实验现象；5.用酒精灯加热V形侧泡反应管中的品红溶液并观察实验现象。

四、实验改进原理及特点介绍

1.改用微型装置，符合新课程要求，操作简单安全，能变原本教师进行的演示实验为学生亲自动手的自主探究实验，适合学生实验，便于观察，有利于逐步培养学生的实验操作技能，强化化学实验教学中的素质教育和创新教育，培养具有创造能力的人才。

2.使用注射器加料，操作方便，便于控制反应物的用量；使用有色布条，使整个实验过程更直观。

3.探究氯气氧化性的实验原理为：所以实验过程中可观察到沾有含有淀粉的KI溶液的棉花先变蓝而后褪色，可引导学生进一步思考为什么会褪色，进一步探究实验原理，巩固人教版高中化学必修一第二章第三节氧化还原反应的内容。

4.探究氯气的漂白性，首先能使湿润的红色布条褪色，再则使V形反应侧泡管中少量的品红溶液褪色；用酒精灯加热已褪色的少量品红溶液，观察到溶液颜色不恢复，为后面二氧化硫使品红溶液褪色的不同的反应机理的学习做铺垫。

5.该实验集氯气的制取、漂白实验和尾气处理为一体，不排放毒气，环保无污染，不会对师生健康产生影响，还能加强学生环境保护的意识。

6.能现配干燥氯气（即在吸收装置前加入洗气装置），可供后续性质实验操作。

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人教版高中化学必修一第84页在讲述氯气漂白性时，用两个实验来验证干燥的氯气没有漂白作用而湿润的氯气有漂白作用。实验需要事先制备氯水和干燥的氯气，步骤烦琐，而且装置繁杂，组装麻烦。为了克服上述不足，本文使用微型化仪器对实验进行改进，并进一步探究氯气的氧化性和褪色性能（使品红溶液褪色且加热颜色不恢复），现象非常明显，有利于学生对氯气性质的理解、掌握，符合新课程化学实验教学的要求。

一、原实验装置的不足之处

1.需要事先制备氯水和干燥的氯气；

2.实验过程污染空气，影响师生健康；

3.实验操作烦琐，无法让学生有良好的实验体会。

二、实验改进装置图

三、氯气漂白性质实验的步骤

1.按图连接装置；2.检查装置气密性；3.按图往实验仪器中添加适量药品；4.开始实验并记录实验现象；5.用酒精灯加热V形侧泡反应管中的品红溶液并观察实验现象。

四、实验改进原理及特点介绍

1.改用微型装置，符合新课程要求，操作简单安全，能变原本教师进行的演示实验为学生亲自动手的自主探究实验，适合学生实验，便于观察，有利于逐步培养学生的实验操作技能，强化化学实验教学中的素质教育和创新教育，培养具有创造能力的人才。

2.使用注射器加料，操作方便，便于控制反应物的用量；使用有色布条，使整个实验过程更直观。

3.探究氯气氧化性的实验原理为：所以实验过程中可观察到沾有含有淀粉的KI溶液的棉花先变蓝而后褪色，可引导学生进一步思考为什么会褪色，进一步探究实验原理，巩固人教版高中化学必修一第二章第三节氧化还原反应的内容。

4.探究氯气的漂白性，首先能使湿润的红色布条褪色，再则使V形反应侧泡管中少量的品红溶液褪色；用酒精灯加热已褪色的少量品红溶液，观察到溶液颜色不恢复，为后面二氧化硫使品红溶液褪色的不同的反应机理的学习做铺垫。

5.该实验集氯气的制取、漂白实验和尾气处理为一体，不排放毒气，环保无污染，不会对师生健康产生影响，还能加强学生环境保护的意识。

6.能现配干燥氯气（即在吸收装置前加入洗气装置），可供后续性质实验操作。