资源简介

《二氧化碳制取的研究》教学设计
一、教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。 该课题主要研究实验室中制取二氧化碳。教材首先给出了二氧化碳的反应原理，然后，让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度的比较，以及是否与水反应等因素，来确定二氧化碳的发生和收集装置。这是本课题知识的核心部分，而且涉及面的广度是学习以来少见的。
教材还给出了一些仪器，用活动与探究的方式，由学生自己组装二氧化碳的制备装置，并进行讨论与反思。这是本课题培养技能及方法的核心内容。
最后，利用设计的装置制取二氧化碳，进行检验、验满和通入澄清石灰水，这是该课题检验学习成果和进行及时评价的平台。
在“学完本课题你应该知道”中，总结了实验室里制取气体的一般思路和方法，这是本节课学习的难点之一。
二、教学目标：
1、知识与技能
①了解实验室中制取二氧化碳所用的药品、反应原理；
②初步学会实验室制取二氧化碳的操作、收集及检验方法；
2、过程与方法
①探究实验室制取二氧化碳的装置、药品，并利用设计的装置制取二氧化碳；
②学会对仪器的使用以及观察实验现象的方法；
③通过探究活动过程，体验化学实验方法的科学性，了解实验室制取气体的思路和方法；
④初步认识观察分析、讨论、归纳、总结、理解及运用的科学方法过程。
3、情感态度与价值观
①创设制取二氧化碳的问题情境，丰富学生的科学体验；
②激发学生探究的兴趣和学习化学的动机；
③养成互相交流，勇于实践的良好习惯。
三、教学重、难点：
重点：实验室制取二氧化碳原理、装置设计及制取方法。
难点：①实验室制取二氧化碳装置的设计思路；
②知识技能与过程方法的有机结合。
四、教学方法
活动探究、对比探究、合作交流、讨论归纳相结合的教学法
五、实验用品
仪器：注射器、锥形瓶、平底烧瓶、大试管、集气瓶、长颈漏斗、（带导管的）双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、水槽、酒精灯、药匙、破底试管、铜丝、带孔小药瓶、分液漏斗、干燥管、具支试管、U形管。
药品：碳酸钠粉末、碳酸钙粉末、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、紫色石蕊溶液、木条。
六、教学过程：
（一）、复习和实验引入
复习：实验室制取氧气的药品、反应原理、装置、操作步骤、收集方法、检验方法、验满方法等。我们知道了制取一种气体，实验装置由发生装置和收集装置两部分组成。
课件展示：
1、 发生装置的确定取决于两个条件：
①反应物状态（固—固、固—液）
②反应条件（加热、不加热）
固和固加热反应制气体用A装置
固和液常温下反应制气体用B装置
A B
2、收集装置的确定————排空气法和排水法
气体性质 收集方法 装置 注意事项 举 例
密度比空气大，不与水发生反应 向上排空气法 瓶口盖玻璃片导管插入集气瓶底部 CO2、O2
密度比空气小，不与空气反应 向下排空气法 导管插入集气瓶底部 H2
不易溶于水，不与水反应 排水法 导气管不宜深入集气瓶过长 O2 、H2 、CO
演示实验：
1、向一个充满二氧化碳的塑料瓶中加入水并振荡
2、把二氧化碳倾倒入燃着的高低不同的两层蜡烛的烧杯中
学生观察后叙述现象并分析得出“二氧化碳能溶于水，密度比空气大，一般情况下不支持燃烧”的性质。
那么在实验室里如何制取二氧化碳气体呢？
板书：二氧化碳制取的研究
（二）、活动探究：实验室制取二氧化碳的原料和原理
学生活动：（学生分组实验，每组做以下四个对比实验）
1、 石灰石 + 稀盐酸 2、 碳酸钙粉末 + 稀盐酸
3、 碳酸钠粉末 + 稀盐酸 4、 石灰石 + 稀硫酸
观察现象，重点比较反应的剧烈程度。
讨论：以上四个实验哪个适合在实验室里制取二氧化碳？
完成下表并归纳实验室制二氧化碳气体的理想原料。
反 应 原 料 实 验 现 象 反应剧烈程度 结 论
石灰石 + 稀盐酸 制二氧化碳的理想原料为：
碳酸钙粉末 + 稀盐酸
碳酸钠粉末 + 稀盐酸
石灰石 + 稀硫酸
教师补充：
1、为什么不用浓盐酸代替稀盐酸制取二氧化碳？
原因是浓盐酸具有挥发性，使制得的气体不纯，含有氯化氢气体。
2、为什么不用硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳？
原因是硫酸与碳酸钙反应产生微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石（或石灰石）的表面，阻止硫酸与碳酸钙进一步发生反应。
3、为什么不用碳酸钠代替石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳？
原因是其反应过快，且价格偏高。
学生讨论确定：实验室制取二氧化碳的药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
总结归纳：在选择实验室制取气体药品时应考虑的因素
课件展示：选择制取气体的原理及药品应考虑
反应条件——节能，易实现 反应速率——适中
药品成本——廉价易得 生成物——纯度高，污染少，便于收集
板书：一、药品及反应原理
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：CaCO3+2HCl==H2CO3+CaCl2
H2CO3==H2O+CO2↑
总：CaCO3 + 2HCl ==CaCl2 + H2O + CO2 ↑
（三）、探究并设计实验室制取二氧化碳的实验装置
设问： 如何设计一套完整的装置制取二氧化碳？
板书：二、反应装置
思考：根据上课一开始的课件展示，如何确定实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置？完成下表。
对比探究 二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
实验内容 实验室制氧气 实验室制二氧化碳
用KMnO4制氧气 用H2O2制氧气
反应物状态
反应条件
发生装置
密度（和空气比）
是否溶于水
小结：（课件展示）
1、发生装置
仪器：①、长颈漏斗（可无）
②、锥形瓶(或广口瓶）
（或烧瓶）(或试管）
③、橡皮塞
④、导气管
2、收集方法（装置）
向上排空气法 （CO2的密度比空气大）
不能用排水法 （CO2可溶于水）
仪器：①、集气瓶
②、玻璃片
③、导气管
板书：1、发生装置：固体液体不加热型
2、 收集方法（装置）：向上排空气法
（四）、讨论并总结实验室制取二氧化碳的实验步骤、现象、注意事项、放置、检验和验满
讨论并思考：实验步骤有哪些？
小结：检查气密性→加药品→收集
课件展示：
板书：三、实验步骤：检查气密性→加药品→收集
讨论并思考：制取过程中有哪些实验现象？
小结：产生大量气泡，固体药品逐渐减小。
板书：四、实验现象：固体表面产生大量气泡，固体药品逐渐减小。
讨论并思考：实验过程中有哪些注意事项？
小结：①长颈漏斗下端管口 要伸入到液面以下
②导管：应刚过橡皮塞少许
③导管：伸入集气瓶的导管应接近集气瓶底部
课件展示：
板书：五、注意事项
1、长颈漏斗下端管口要伸入到液面以下
2、导管：应刚过橡皮塞少许
3、导管：伸入集气瓶的导管应接近集气瓶底部
讨论并思考：如何放置？
小结：盖上玻璃片正放（因为二氧化碳的密度比空气大）
板书：六、放置：盖上玻璃片正放（因为二氧化碳的密度比空气大）
讨论并思考：如何检验和验满？
学生回答：检验（验证）方法：将气体通入澄清的石灰水， 石灰水变浑浊，证明该气体是CO2 。
验满方法：将燃着的 木条放在集气瓶口，
火焰熄灭 ,证明二氧化碳已收集满。
课件展示：
检验（验证）方法：
将气体通入澄清的石灰水，
石灰水变浑浊，证明该气体是CO2 。
澄清石灰水
验满方法：
将燃着的 木条放在集气瓶口，
火焰熄灭 ,证明二氧化碳已收集满。
板书：七、检验与验满方法
检验：通入澄清的石灰水，变浑浊，则是二氧化碳
验满：把燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭即满
（五）、探究组装二氧化碳的制备装置，并利用现有装置进行制取和性质实验
课件展示教材P114有关实验仪器。让学生利用多媒体软件在多媒体上展示自己组装的实验装置，并让其他同学指出所设计装置的优缺点。
课件展示：二氧化碳制取的一些发生装置
学生活动：利用现有装置制取二氧化碳，进行验满实验，并将生成的二氧化碳通入到澄清石灰水和紫色的石蕊溶液中，观察实验现象。
（六）、课堂总结：谈谈自己学习本节课的收获
（七）、作业：
巩固性作业：课本P116第1，2、5题 ，完成实验报告册相关内容。
研究性作业：学案第八题 。
创新性作业：利用家中物品，设计一套能够控制反应的发生和停止的装置 。
板书设计
二氧化碳气体制取的研究
一、药品及反应原理
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：CaCO3 + 2HCl ==CaCl2 + H2O + CO2 ↑
二、反应装置
1、发生装置：固体液体不加热型
2、 收集方法（装置）：向上排空气法
三、实验步骤：检查气密性→加药品→收集
四、实验现象：固体表面产生大量气泡，固体药品逐渐减小。
五、注意事项
1、长颈漏斗下端管口要伸入到液面以下
2、导管：应刚过橡皮塞少许
3、导管：伸入集气瓶的导管应接近集气瓶底部
六、放置：盖上玻璃片正放（因为二氧化碳的密度比空气大）
七、检验与验满方法
检验：通入澄清的石灰水，变浑浊，则是二氧化碳 。
验满：把燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭即满 。
七、教学反思
1、本节课是落实科学探究“猜想与假设”、 “制定计划”、“进行实验”、“收集证据”、“反思与评价”的重要课题。因而在教学过程中，先复习氧气制取的相关实验知识，来猜想与假设二氧化碳的制取方法；再通过分组实验来探究二氧化碳制取的原料和原理；然后通过氧气、二氧化碳两者制取装置的对比讨论，收集证据，得出二氧化碳制取的方式装置和收集装置；再进一步讨论并总结实验室制取二氧化碳的实验步骤、现象、注意事项、放置、检验和验满；最后让学生自己组装实验装置，再反思与评价。整个教学过程收到了良好的效果。
2、同时，学生能积极主动参与课堂学习活动当中，教师能积极主动参与到学生认识与实践活动当中，这是上好本课题教学内容的两个关键因素，缺一不可。
3、实验室制取二氧化碳的知识与技能，既是化学学科内容的重要组成，又是学习“过程与方法”、培养“情感态度与价值观”的载体，更是发展化学认知建构体系中的重要的结点。在教学实践中，要真正实施新课程标准理念，统筹设计三维目标，科学合理的运用教育教学资源，发挥学生的主观能动性，才能真正使课堂教学“活”起来，才能真正实现课堂教学的有效性。

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