《二氧化碳的制法》课件(2024)

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制法选择的经济性考虑
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成本比较
实验室制法的成本主要包括原料、设备和人力等成本；工业制法的成本 还包括燃料、运输和环保等成本。需要对不同制法的成本进行比较，选 择经济性较好的方法。
产量与规模
实验室制法适用于小规模制备，而工业制法适用于大规模生产。在选择 制法时，需要考虑所需的产量和规模，以及不同制法的生产能力。
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实验室制法的装置
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发生装置
根据反应物的状态和反应条件选择适当的发生装置。对于固 体与液体常温下的反应，可以使用启普发生器或简易装置； 对于固体加热的反应，则需要使用酒精灯和试管等加热装置 。
收集装置
根据二氧化碳的性质选择收集方法。由于二氧化碳密度比空 气大且能溶于水，因此常采用向上排空气法收集。收集时需 注意导管应伸入集气瓶底部，以排尽空气。
检验气体
用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明收集 满二氧化碳。
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实验室制法的注意事项
实验前需检查装置气密性 ，确保实验安全。
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操作要规范准确，避免损 坏仪器或造成危险。
药品要纯净干燥，避免杂 质影响实验结果。
收集气体时要注意防止倒 吸现象的发生，以免污染 试剂或损坏仪器。
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工业制法
CHAPTER
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工业制法的原理
高温煅烧石灰石
石灰石在高温下分解生成氧化钙和二 氧化碳，是工业制取二氧化碳的主要 方法。
碳酸盐与酸反应
碳酸盐与强酸反应可以生成二氧化碳 ，如碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、 水和二氧化碳。
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工业制法的原料
石灰石
主要成分为碳酸钙，是制 取二氧化碳的主要原料。
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二氧化碳的应用领域及前景
CHAPTER
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二氧化碳在化工领域的应用
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合成尿素
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二氧化碳是合成尿素的主要原料之一，通过与氨反应生成氨基
甲酸铵，再经脱水得到尿素。
生产碳酸盐
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二氧化碳可与碱反应生成碳酸盐，用于生产玻璃、陶瓷、洗涤
剂等。
合成有机化合物
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二氧化碳在环保领域的应用
温室气体减排
通过捕集和储存大气中的二氧化碳，减少温室气 体排放，缓解全球气候变化。
工业废气处理
利用二氧化碳吸收工业废气中的有害物质，净化 废气达到排放标准。
环保材料制备
二氧化碳可作为原料制备生物降解塑料等环保材 料，降低对环境的污染。
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二氧化碳应用前景展望
THANKS
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工业制法的流程
高温煅烧
将石灰石放入石灰窑中，在高 温下煅烧生成氧化钙和二氧化 碳。
净化处理
将生成的二氧化碳通过净化装 置去除杂质，得到纯净的二氧 化碳。
原料准备
将石灰石破碎成小块，准备好 所需的燃料和酸。
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碳酸盐与酸反应
将碳酸盐与酸放入反应器中， 反应生成二氧化碳。
收集储存
将纯净的二氧化碳收集起来， 储存于钢瓶或液化储存设备中 。
二氧化碳可以通过公路、铁路、水路和航空等多种方式进行运输。在运输过程中，需要确保容器的密 封性和安全性，防止泄漏和爆炸等事故。
安全措施
在储存、运输和使用二氧化碳的过程中，需要采取一系列安全措施，如定期检查容器和设备的完好性 、设置安全警示标志、配备应急处理设备等，以确保人员和环境的安全。同时，需要对相关人员进行 安全培训和教育，提高其安全意识和操作技能。
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二氧化碳的制法简介
工业制法
主要通过煅烧石灰石或白云石等碳酸盐矿物制取，也可通过燃烧含碳物质获得。
实验室制法
常用盐酸与大理石（或石灰石）反应制取，反应方程式为：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。
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02
实验室制法
CHAPTER
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备，储存和运输成本较高。
吸附储存
利用固体吸附剂对二氧化碳的吸 附作用，将其储存在吸附剂中。 这种方式储存密度较低，但设备
简单，成本较低。
溶解储存
将二氧化碳溶解在水中或有机溶 剂中，储存在密封容器中。这种 方式储存密度适中，但需要解决
泄漏和腐蚀问题。
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二氧化碳的运输和安全问题
运输方式
碱石灰等。
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吸附法
利用固体吸附剂对二氧化碳的吸附 作用，将其从混合气体中分离出来 。常用的吸附剂有活性炭、硅胶等 。
膜分离法
利用高分子膜对二氧化碳和其他气 体的渗透性差异，实现二氧化碳的 分离和纯化。
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二氧化碳的储存方式
压缩储存
将二氧化碳压缩成液态或固态， 储存在高压钢瓶或储罐中。这种 方式储存密度高，但需要高压设
无色、无味、不可燃的气体，密 度比空气大，可溶于水。
化学性质
化学性质稳定，不活泼，但在高 温或特定条件下可与一些物质发 生反应。
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二氧化碳的应用
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工业应用
用于制造尿素、纯碱、合 成纤维、制冷剂等。
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农业应用
用作气体肥料，促进植物 生长。
日常生活应用
用于灭火、制冷、制造碳 酸饮料等。
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实验室制法的步骤
检查装置气密性
在装药品前需检查装置的气密性，确保装置 不漏气。
装药品
根据所选反应原理，将相应的药品装入发生装 置中。
连接仪器
将发生装置与收集装置连接好，确保导管畅通。
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开始制取
打开分液漏斗活塞或点燃酒精灯等，开始制取二氧 化碳。
收集气体
用向上排空气法收集二氧化碳，将导管伸入集气 瓶底部，直到集满为止。
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不同原料和设备的选择依据
原料选择
实验室制法中，原料的选择主要考虑反应活性、纯度和成本等因素；工业制法中，原料的选择还需考虑来源、储 量和运输等因素。
设备选择
实验室制法中，设备选择主要考虑反应条件、操作简便和安全性等因素；工业制法中，设备选择还需考虑生产效 率、能耗和环保等因素。
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04
制法比较与选择
CHAPTER
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实验室制法与工业制法的比较
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实验室制法
通常采用化学反应制取，如碳酸钙与 稀盐酸反应等。反应条件温和，设备 简单，适用于小规模制备。
工业制法
主要采用燃烧法制取，如天然气、石 油等燃料的燃烧。反应条件较为苛刻 ，需要高温高压，设备复杂，适用于 大规模生产。
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市场需求与价格
在选择制法时，还需要考虑市场需求和价格等因素。如果市场需求大且
价格较高，可以选择经济性较好的工业制法；如果市场需求小且价格较
低，可以选择较为灵活的实验室制法。
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二氧化碳的纯化与储存
CHAPTER
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二氧化碳的纯化方法
吸收法
利用吸收剂对二氧化碳的选择性 吸收作用，将其从混合气体中分 离出来。常用的吸收剂有氨水、
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燃料
如煤、焦炭等，用于提供 高温煅烧石灰石所需的热 量。
酸
如盐酸、硫酸等，用于与 碳酸盐反应制取二氧化碳 。
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工业制法的设备
石灰窑
用于高温煅烧石灰石，生成氧化钙和 二氧化碳。
反应器
净化装置
用于去除生成的二氧化碳中的杂质， 如硫化氢、一氧化碳等。
用于碳酸盐与酸反应制取二氧化碳。
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二氧化碳可作为羧化剂、烷基化剂等参与有机合成反应，制备
多种有机化合物。
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二氧化碳在食品领域的应用
碳酸饮料
二氧化碳是碳酸饮料中的重要成分，赋予饮料特有的口感和风味 。
食品保鲜
二氧化碳可用于食品包装中，作为保护气体延长食品保质期。
食品加工助剂
二氧化碳可作为膨松剂、酸度调节剂等用于食品加工过程。
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《二氧化碳的制法》课件
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目录
CONTENTS
• 二氧化碳概述 • 实验室制法 • 工业制法 • 制法比较与选择 • 二氧化碳的纯化与储存 • 二氧化碳的应用领域及前景
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01
二氧化碳概述
CHAPTER
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二氧化碳的性质
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物理性质
新能源领域
随着新能源技术的发展，二氧化碳可用于合成燃料、制备太阳能电 池等领域，实现能源的可持续利用。
生物医学领域
二氧化碳在生物医学领域具有潜在应用价值，如用于制备生物医用 材料等。
新材料领域
二氧化碳可作为原料制备高性能复合材料、碳纤维等新材料，推动材 料科学的发展。
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谢谢
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实验室制法的原理
煅烧石灰石
通过高温煅烧石灰石（主要成分为碳酸钙）来制取二氧化碳。反应方程式为 CaCO₃ → CaO + CO₂↑。
碳酸盐与酸反应
利用碳酸盐（如碳酸钠、碳酸钾等）与酸（如稀盐酸、稀硫酸等）反应来制取 二氧化碳。反应方程式为 Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑。