八上理化 16 空氣的組成(3):二氧化碳製備實驗與集氣法全攻略|何肇忠老師 (最新課綱)
1 觀看·2026年3月19日 #八年級理化 #二氧化碳製備 #集氣法 📖 實驗考點大集結!本集深度解析二氧化碳的製備流程,並教你如何根據氣體性質選擇正確的集氣法。
本集進度:講義第 48-49 頁
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🎓 核心學習重點:
⭐ 氧氣製備複習:快速回顧排水集氣法操作重點,強化實驗裝置的基礎觀念。
⭐ 二氧化碳 (CO2) 製備:解析【大理石 + 稀鹽酸】的反應原理,掌握薊頭漏斗與導管的正確擺放位置。
⭐ 二氧化碳的檢驗:教你如何利用「澄清石灰水」進行檢測,觀察混濁現象的化學原理。
⭐ 集氣法大比拼:深度比較【排水集氣法】與【向上/向下排氣集氣法】。
👉 關鍵邏輯:依據氣體的「溶解性」與「密度」來精準判斷使用哪種方法!
✅ 適用版本:全台康軒、翰林、南一理化 2-1 課程通用(適用國二同學)。
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💗 肇忠老師的真心叮嚀:
🔷 學校上課請務必專心聽講,打好基礎,實驗題的圖表細節是段考必拿的分數。
🔷 記住:若氣體「難溶於水」,排水集氣法是最純淨的收集方式;若「易溶於水」才考慮排氣集氣法。
🔷 影片教學為輔,看完老師示範後,請務必動手演練講義實驗題,觀念清楚了,理化其實很簡單!
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歡迎收看自然簡單,我是 Scott 老師
今天晚上我們要教的是國二的理化
國二理化已經上到比較後面的單元了
是要教空氣的組成
上禮拜我們教到氧氣的自備的過程
稍微跟各位複習一下,因為怕忘記
講義的部分,因為老師還在做最後的編輯跟整理
所以還需要一點時間
變成說如果我們太早把講義上完的話
我會先教習作的部分
習作有分為三個版本
康軒版、南一版跟翰林版
等一下可以接受留言,看哪個版本要先講
我就先講解那個版本的習作題目
基本上三個版本都會講的,只是哪個要先講而已
我剛剛是說,因為我們課程會太快上完
所以會安排講習作的部分
習作有分為康軒版、南一版跟翰林版三個版本
看同學有沒有想要先講什麼版本的話,可以先留言
那我們就先教習作的版本
基本上三個版本的習作我都會講到
只是說先後的問題
整個習作講完之後,我再來去上下個單元是第三跟第四章
上次我們講氧氣的製備
氧氣的製備的時候,因為這個圖你會發現
製造氧氣跟製造二氧化碳都是用這個圖
為什麼這個圖可以用兩次
我後來跟你講
比如說我們現在製造氧氣好了
製造氧氣的話,當然這邊怎麼樣
只要道路要加雙氧水
可是你加那個
不要寫簡體,我寫正體中文
我們這邊要加的是雙氧水
那雙氧水倒進來之後
因為它很慢很慢才會冒氣泡,你很難收集它
所以這個時候的話,我們這邊怎麼樣
會放一些二氧化磅當作催化劑
二氧化磅是當作催化劑的角色
它本身會參與化學反應
但是它不會被消耗掉
它可以重複再使用
所以我把雙氧水倒進來之後
跟二氧化磅就會產生一個劇烈的反應
它會冒出很多的氣泡
就冒出氧氣的泡泡
那氧氣泡泡冒出來之後
氧氣冒出來之後
跟著這個橡皮管到這邊來
這個方法稱之為排水集氣法
你注意那個字的順序
它叫做排水集氣
不是排氣集水
好像有同學選錯,選到排氣集水
它是排水集氣法
所以利用空氣冒出來之後,氧氣不易溶於水
為什麼可以這樣做?
因為氧氣它很難溶於水中
不容易溶於水中
所以這個時候把水一直往下排
就可以收集到比較純的氧氣
那我們在做實驗工作的時候
一開始冒的氧氣我們不收集它
可以把管子拿出來
拿出來目的是因為那個氧氣不純
因為有摻雜一些空氣
等它冒泡冒一段時間之後
再來收集這氧氣會比較純
這個是製造氧氣的一個過程
那同學這樣清楚嗎?
這是我們上禮拜講的課程對不對?
就是製造氧氣的
那我們今天要講什麼呢?
要講的是二氧化碳的製備
就是要怎麼樣在實驗室去製造二氧化碳
那我就把這個標註都先擦掉
你會發現圖是一樣的
只是它的內容不大一樣而已
那這個方法呢
我們在收集二氧化碳的時候
用的方法一樣叫做排水集氣法
目前OK
那其中呢
我們要倒什麼東西進來
要倒的是吸鹽酸
這邊要加的是吸鹽酸
那吸鹽酸倒進來沒有用
它必須要跟人家發生反應
所以底下這邊的話
我們會準備碳酸鈣成分的東西
那碳酸鈣成分的東西有很多
所以裡面可以放貝殼
可以放大理石
也可以放方解石
可以放灰石
可以放很多很多
只要跟碳酸鈣有相關性的
所以主要是碳酸鈣
這邊要放碳酸鈣
碳酸鈣加進來
這個顆粒從二氧化碳改為碳酸鈣
我們剛剛說在製造氧氣的時候
這個黑色顆粒是二氧化銘
它當催化劑用
可是我們現在製造的是二氧化碳
所以把這個顆粒拿走放什麼
放那個大理石
就放那個貝殼
各種殼
貝殼蛋殼都可以
或是大理石
那主要成分是這個叫碳酸鈣
所以你加進來之後呢
這吸鹽酸跟碳酸鈣
它會產生反應
會冒泡泡
那個泡泡就是二氧化碳
叫CO2
所以這裡面呢
它會充滿很多很多的二氧化碳
叫CO2
那因為很多
它就跟著這個管子軟管
跑到這邊來的
一樣齁
一開始的二氧化碳不收集它
我們去收集比較純的
就是等它冒泡一段時間之後
把它插進來這個瓶子裡面去
這是廣口瓶
它本來裡面都是水
然後因為這個氣泡冒出來之後
一樣因為二氧化碳不宜溶於水
所以就把那水往下排
那這個方法稱之為排水集氣法
排水收集空氣
叫排開水收集空氣
叫排水集氣法
那收集的這個二氧化碳就比較純
所以這個方法你會發現
你有沒有覺得跟那個
收集氧氣一模一樣的圖
就是一樣的圖
所以一樣的圖可以用在兩個地方
所以你不要懷疑說
這題目怎麼圖都一樣
它事實上本來就一樣的
只要那成分是不一樣
所以我們在製造二氧化碳的時候呢
這邊要準備的是
那個碳酸鈣成分的材料
你可以放
再說一次
你可以放像貝殼、蛋殼、大理石
或者是方解石、灰石等等
它主要成分是這個東西碳酸鈣
再加吸鹽酸
吸鹽酸加進來之後呢
它會產生化學反應
會冒出那個二氧化碳的泡泡出來
那冒出來的二氧化碳空氣的時候呢
就可以收集它
收集的時候呢從這邊收集
然後這個是個廣口瓶
然後這邊要裝水
那本來裡面都是水啦
這邊你氣泡冒出來之後
水就往下降了
所以這過程稱之為排水集氣法
這樣子有清楚嗎
OK齁
好來
所以呢我們看一下那個
喔對
還有一個問題喔
因為我們現在收集的二氧化碳比較純嘛
就是這都是純二氧化碳
那同學有跟我講說
那可不可以這樣做呢
我就準備
一個那個就是玻璃瓶這樣罩著
然後裡面呢
我就放一根蠟燭
放一根蠟燭喔
然後給它點燃
點燃之後把這蓋起來
蓋起來它會消耗氧氣嘛
會產生二氧化碳
你認為這邊產生出來的二氧化碳
的純度跟它做比較
會不會差異很大
還是差不多
其實答案是差異很大的
為什麼知道嗎
因為我們上次有說過啊
我們的一般的空氣裡面呢
它有的氮氣
氮氣的含量
就高達將近80%
79%啦
那剩下那個21%
78%是氮氣啦
那21%是氧氣
所以將近20%是氧氣
所以你頂多隻消耗掉20%的氧氣
換成二氧化碳而已
所以它那個純度是沒有很高的
好所以這樣的純度比較高
好來再看那個底下的
48頁底下的題目來
我們的講義的內容
那二氧化碳呢
它是微溶於水
所以用排水集氣法一樣可以收集它
那可以得到比較純的二氧化碳
那化學反應是呢
就是碳酸鈣
我們講義有寫
碳酸鈣加吸鹽酸
然後畫個箭頭
會產生二氧化碳
加水
再加氯化鈣
我寫一下喔
就是
主要成分是碳酸鈣
碳酸鈣是我們的
欸
Siri怎麼有講話的
主要成分是碳酸鈣
然後再加鹽酸
我們一般都是寫鹽酸啦
就不寫吸鹽酸了
不過這鹽酸就是
在實驗的時候用的是吸鹽酸
然後它會產生什麼呢
產生二氧化碳CO2
再加水H2O
那再加一個氯化鈣
氯化鈣它是透明的水溶液
所以你看不到它
那這是那個
在產生氧氣的過程
它的一個化學反應是
在我們的講義的底下這邊有
二氧化碳呢它本身是無色
無味
無臭
它也不助染
無色無味無臭
就是沒有顏色
沒有味道
然後它不助染
它的密度比空氣大
所以那個你收集完之後
因為它空氣比密度大
代表說它的空氣是
會下沉的
所以你再收集好之後要把它正放
然後再放個玻璃蓋蓋著
讓它那個
二氧化碳不要跑掉
好再來看隔壁葉蘭
好我們看一下那個49葉蘭
二氧化碳的一個檢驗呢
怎麼樣檢測它是二氧化碳
好那第一個呢
我們用線香
什麼叫線香
就是那個拜拜有沒有
我們燒那個香叫線香
你用線香呢
就直接插入這個管口瓶
然後這個管口瓶已經放正了
所以管口瓶
已經把它擺正了
擺正以後呢
這裡面都是二氧化碳濃度很高的
所以你把那個線香插進來之後
線香馬上就會熄滅
所以在那個講義的49葉的空格的地方
你要寫熄滅
因為二氧化碳濃度太高
它本身無法幫助燃燒
它不助燃
所以線香放進來它就熄掉了叫熄滅
所以表示這個東西本身沒有助燃性
好再來呢
我們會呢準備怎麼去測驗它是二氧化碳
你可以準備澄清的石灰水
所以空格再寫一次澄清的石灰水
那準備澄清石灰水
你給它通入二氧化碳之後呢
它會產生白色混濁的碳酸鈣沉澱
空格寫白色
那這個實驗其實在我們的國一青年級生物有教過
我們怎麼檢測我們呼出的氣體有包含二氧化碳
一樣準備那個澄清石灰水
然後就對它吹泡泡
對它吹氣有沒有
用吸管對那個石灰水去吹氣
那吹一吹之後石灰水就變成白色混濁
所以可以證明出來說
我們呼出的氣體有二氧化碳
所以這樣也是可以做測試的
好再來呢
或者是用石蕊試紙
因為那個二氧化碳它本身微溶於水
會產生碳酸
那碳酸是很微的一個酸
所以它會讓那個藍色的石蕊試紙會變成紅色
所以表示它具有酸性
藍色的石蕊試紙變紅色
其實我們在實驗室裡面
怎麼樣判別它到底是酸的還是鹼的
那我們會準備那個石蕊試紙
問題是石蕊試紙有兩種顏色
一種是藍色一種是紅色
藍色是用來測酸的
紅色用來測鹼的
為什麼這樣說
因為藍色的石蕊試紙
它寓意到酸會變紅色
紅色的石蕊試紙
它寓意到鹼會變成藍色
可是我對一個未知的液體的時候
未知液體
我怎麼知道它酸的跟鹼的
所以兩片我都丟
我丟藍色我也丟紅色
然後看哪個顏色會變化
如果那個藍色變紅色
紅色還是紅色的話
表示它酸性
如果藍色的變藍色
藍色一樣藍色
紅色變藍色
表示它鹼性
這樣懂意思了嗎
所以我們會準備那個
什麼東西
這樣子OK嗎
來我們看那個講義的
第49頁的底下這邊
所以排水集氣法
它是可以收集比較難溶於水的氣體
例如像什麼氮氣 氫氣
氧氣 二氧化碳
這些是屬於比較微溶於水的
尤其二氧化碳是微溶
不是難溶
但是它一樣可以這樣收集它
那有些它不適合用排水集氣法
為什麼
因為它容易被那個
容易被水給溶解掉了
所以這個時候就所謂的
就使用那個排氣集氣法
在講義第49頁這邊有後來
我們分為兩種排法
一種是向上排氣法
所謂的向上排氣法是說
它是向上排空氣
是因為這個空氣本身比較重
它又容易溶於水中
所以不適合使用這一招
因為這一招的話
你那個氣跑過來之後
它就被水溶解了
你根本收集不到氣
水會把它溶解掉
像那個氯化氫跟氯
氯氣的氯
氯化氫
氯化氫就是那個鹽酸的化學式
叫氯化氫
它是氯化氫的氣體加到水
就變成吸鹽酸
所以它很容易溶於水中
還有一個是氯
氯氣
這氯氣就是我們在游泳池裡面
游泳的時候會加一些氯氣
來幫助它做殺菌的動作
我們自來水會加氯氣來做殺菌
所以這兩個都是很容易溶於水中
這個時候你使用這個方法
叫排水集氣法
你根本收集不到氣
因為它會跟水融合在一起
所以這個時候我們就要使用
那個向上排氣法
因為它本身比空氣重
所以就準備那個廣口瓶
就擺著
然後把那個空氣怎麼樣
導入
加進來
加進來因為它比空氣還要重
它就會再怎麼樣
在這邊慢慢慢慢就收集起來了
然後再把這邊用瓶子
玻璃蓋蓋起來
就可以收集到比較純的氯化氫或是氯氣
因為它比較重
還有另外一種是那個向下的排空氣法
叫向下排氣法
所謂的向下排氣法就剛好顛倒
因為這空氣本身比較輕
又很容易融到水中
所以你不能夠瓶子口朝上
你就要瓶口朝下
變成瓶子倒過來放
倒過來放之後呢
倒過來放
畫法好像不太一樣
倒過來放
倒過來瓶口是朝下
這個時候我們就空氣從這邊灌入
因為這樣子灌進來之後
它的空氣會比較輕
它就會留在上面這一邊
然後一直把空氣
多的空氣把它這樣擠出來
排出來
所以這個方法就稱之為向下排氣法
就是向下排出空氣的方法
叫向下排氣法
它會適合比較收集
就是用比較輕的氣體
那比較輕的氣體的話呢
因為氫氣是最輕的氣體
可是氫氣本身不易融於水
所以氫氣可以用這一招
另外一個是氦氣
不是氦氣
講錯氨氣
氨氣它也是非常容易融到水中
它融到水叫氨水
氨水就是ammonia水
就那個叫氨水
那氨很容易融到水中
所以用這個方法
因為氨又比較輕
所以用這個方法
可以收集到比較純的氨氣
那這是所謂的向下排空氣法
好那到這邊有沒有問題啊