资源简介

二氧化碳制取的研究
一、教学内容及学情分析
二氧化碳继氧气之后的又一重要气体。此气体与日常生活联系非常紧密，学生在日常生活和前期的学习中就有所接触，通过回忆氧气的制法，教给学生实验室制取气体的一般思路：选择药品——选择装置——收集气体。教给学生科学探究的基本途径：提出问题——联想假设——实验探究——归纳比较——获取结论。使学生养成善于思考、善于观察、善于动手、善于创新的学习习惯。
在教法上：采用“引导——探究——活动——发散”模式，充分体现“教师为主导，学生为主体”的教学原则。
二、教学目标
1、知识目标：①了解实验室制取CO2常用的试剂和方法。②初步学会实验室制取并收集CO2。③掌握检验CO2的方法。④练习药品取用，装置气密性检验和排气集气等实验基本操作。
2、能力目标：①通过研讨CO2的实验室制法，使学生了解实验室制取气体的方法和思路，培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力。②体验在实验中学习和边学习边实践的学习方式。
3、情感目标：通过演示实验，体验实验成功的喜悦, 提高学生分析和解决实际问题的能力。
三、重点、难点
1、教学重点：实验室制取CO2的常用药品和反应原理，制取和收集装置，以及验满和检验CO2的方法。
2、教学难点：实验室制取CO2的实验设计的合理性、科学性。
四、课时安排及设计思路（1课时）
五、实验用品
锥形瓶、长颈漏斗、集气瓶、玻璃导管、胶皮管、单孔橡皮塞、玻璃片、酒精灯、木条、火柴。
碳酸钙（石灰石或大理石）、稀盐酸（1∶2）、澄清石灰水、蒸馏水。
六、教学过程
1、设立问题情境，引入课题，明确学习任务
师：在自然界存在很多种物质。例如，空气中有O2、氮气，还有少量的二氧化碳等气体。为了研究CO2的性质，我们需要比较纯净的CO2。那么，我们在实验室如何制二氧化碳，又如何收集二氧化碳呢？今天这节课的任务，就是大家一起来寻找实验室制取二氧化碳的方法，并亲自制取二氧化碳。
2、寻找实验室制CO2的药品和方法
师：通过前阶段的学习，我们已经知道了有很多化学反应会产生二氧化碳。那么你想选择什么物质或方法制二氧化碳呢？
生：人和动物呼吸会生成二氧化碳，木炭在氧气或空气里燃烧会产成二氧化碳，蜡烛燃烧也会产生二氧化碳，还有一氧化碳与氧气反应能生成二氧化碳，木炭与氧化铜反应也能生成二氧化碳……
3、比较优化实验方案(通过比较、优化，突破“实验室制取二氧化碳气体选择反应思路”难点)
师：在实验室，我们能不能选用这些物质或方法制二氧化碳呢？我们在选择时应该注意那些问题呢？例如，人和动物呼吸会生成二氧化碳，那如何将人呼出气体中的二氧化碳收集起来呢？
生：在选择方案时，要考虑便于收集。
师：还有没有其他要注意的问题呢？下面我们来一起分析大家刚才提出的几种方案。
教师一边引导学生讨论，一边总结出下列表格。
人和动物呼吸 气体不纯，含量低，不易收集。
木炭在空气里燃烧 成本较高，气体不纯，不易收集。
木炭在氧气里燃烧 成本较高，生成物中可能含有不易分离的一氧化碳，不易收集。
蜡烛燃烧 气体不纯，不易收集。
炭与氧化铜 成本高，反应条件较高，生成物中可能混有一氧化碳，不易分离。
…… ………
生：在选择实验室制取二氧化碳的方案时要求原料易得、成本尽量低，反应条件不高，反应速率适当、好控制，反应物、生成物中除了二氧化碳之外没有其它的气体物质，以便收集等等。
师：我们在选取药品时，要综合考虑各反应物的状态、成本，生成物的纯度，反应的条件和收集产品的难易，操作是否简单安全等因素。因此实验室可用大理石（或石灰石）跟稀盐酸起反应制得二氧化碳。
碳酸钙 + 稀盐酸 → 氯化钙 + 二氧化碳 + 水
CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O
生成物中只有二氧化碳气体，不需要加热，可以用排水法收集
4、选择实验室制取二氧化碳的仪器。
师：选择原料之后，还要考虑选择发生装置和产品收集装置、产品检验和如何验满等问题。下面我们通过二氧化碳和氧气的相关性质比较来设计一套制取二氧化碳的装置。
教师引导学生总结出下列表格：
反应物的状态 反应条件 气体密度比空气大还是小 是否与水反应
CO2 固体与液体反应 不需要加热 气体密度比空气大 易溶于水，与水反应
O2 固体与固体反应 加热、加催化剂 气体密度比空气大 不易溶于水，不与水反应
师：（小结）前面我们学习了氧气的实验室制法后，通过对氧气实验室制法的分析，得出在实验室中制取气体的设计思路如下：
(1)明确反应原理，了解在实验室里用什么药品，通过什么反应来制取所要得到的气体．
　　(2)根据反应物的状态，反应所需的条件和生成气体的性质来设计实验装置．
　　(3)通过什么实验可以验证制得的气体就是所要得到的气体．
根据以上三点来分析确定二氧化碳的实验室制法．我们来选取正确的仪器：
5、演示实验：二氧化碳的实验室制法。
教师边讲边实验，学生观察。
生：讨论下图：
①如何检验装置的气密性？（此装置有两个出气口，所以应当先加水封住长颈漏斗的下端管口，然后将导气管口插入水面下，以下同课本要求的操作。）
② 如何检验生成气体是二氧化碳？（由于CO2能溶于水，不能用排水法收集；CO2比空气重，可用向上排气法收集。）
③用什么方法检验二氧化碳收集满瓶？ （用燃着的火柴接近集气瓶口，如果火焰熄灭，则证明CO2气体已经充满。）
6、巩固拓展。
图示制取二氧化碳的装置中有三处明显的错误。请指出错误所在，并用文字简要说明如体改正。
解答：
错误所在 改正方法
长颈漏斗下端在液面上 长颈漏斗下端应浸入液面以下
锥形瓶导气管太长 锥形瓶导气管只伸出胶塞既可
集气瓶导内气管太短 集气瓶内导气管应伸到瓶底
七、小结。
附：
【板书设计】二氧化碳制取的研究反应原理：碳酸钙 + 盐酸 → 氯化钙 + 二氧化碳 + 水CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O收集方法：向上排空气法检验方法：将生成的气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊。验满方法：将燃着的火柴放到集气瓶口，熄灭即已装满。
实验室如何制二氧化碳？
自主寻找方法
比较优化方案。
选择实验仪器
形成方案
演示实验
巩固拓展

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