资源简介

二氧化碳制取的研究
一、教材分析
1.地位和作用：本节课占有十分重要的地位。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、提高化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
2.教学目标
（1）知识与技能：了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的装置，了解实验室制取气体的一般思路和方法。
（2）过程与方法：通过实验室里制取O2的方法和设计思路，探索实验室制取CO2的药品和实验装置，让学生初步学习科学探究的基本思路和方法，体验化学实验的方法的科学性，能进行初步的科学探究活动。
（3）情感态度与价值观：通过实验、问题讨论，培养学生求实、合作、创新的科学品质，通过合作学习、研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发学生的求知欲。
3.教学重点、难点：
重点：探究实验室制取二氧化碳的装置，并制取二氧化碳。
难点：从实验室制取气体装置的设计思路出发，探讨实验室制取二氧化碳气体的方法。
二、学情分析
本节课学习的重点是能力训练。学生在前面已经学习了氧气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生作为主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。
三、教法
采用实验探究法，指导学生动手操作、交流讨论，归纳总结，充分体现了学生是学习的主人，教师是学生学习的组织者、引导者、合作者和共同研究者。
四、学法
采用学案导学法,改变学生传统的学习方式,使学生能动手操作、主动探究、交流讨论、解决问题。
课前准备：锥形瓶、烧杯、试管、集气瓶、长颈漏斗、带导管的双孔橡皮塞、带导管的单孔橡皮塞、火柴、铁架台、夹子、稀盐酸、大理石、稀硫酸、碳酸钠、澄清石灰水、水
课时安排：1课时
五、教学程序设计
主要流程：
创设情境，发现美
合作探究，探索美
知识拓展, 应用美
演示实验，分享美
畅谈收获，留住美
练习提高，巩固美
课外作业，延伸美
具体流程：
（一）创设情景、引入新课：
【创设情景】教师引言：谜语：“左侧月儿弯，右侧月儿圆，弯月能取暖，圆月能助燃。”猜一种气体。学生回答。
【引入新课】教师引言：CO2与日常生活关系非常密切，空气中有CO2，人和动植物的呼吸、煤等燃料的燃烧都产生CO2，还有山洞、地窖、深井、雪碧等碳酸饮料中都含大量二氧化碳。同学们想不想知道实验室里怎样制取CO2？引入新课：[板书]二氧化碳制取的研究。展示目标。
（二）合作探究
探究一：实验室制取二氧化碳的理想原料及反应原理。
【理一理】请同学们列举出能够产生CO2的化学方程式，看哪个小组写得又对又多。
例:①C + O2 CO2 ②C+ 2CuO 2Cu + CO2↑
③3C+ 2Fe2O3 4Fe+ 3CO2↑ ④ CaCO3 CaO+ CO2↑
【议一议】学生小组讨论，评价方案。学生代表发言。
教师活动：①关注学生是否敢于发表自己的见解，鼓励学生的各种表达并及时点评和纠正。②引导学生在实验室中制取气体要考虑是否有二氧化碳生成，产物纯度、条件是否容易达到等因素。
【教师小结】①碳和氧气反应的结果比较复杂。如果氧气充足，那么最后制得的气体中混有杂质氧气；如果氧气不足，那么最后制得的气体中混有一氧化碳。②③条件在实验室中不容易达到。
【提问】实验室里如何制取二氧化碳呢？
【做一做】教师提出三个实验方案，并做演示实验。实验步骤：①将半药匙碳酸钠粉末、两三粒石灰石分别放入三支试管中； ②向三支试管中分别倒入1/5试管的稀盐酸或稀硫酸。
实验1 碳酸钠和稀盐酸的反应；实验2 石灰石和稀硫酸的反应；实验3 石灰石和稀盐酸的反应
【想一想】学生观察记录实验现象，并对反应速率进行比较。思考并分组讨论方案的可行性，选择最佳的方案。学生代表发言。
【教师点评】（1）碳酸钙、碳酸钠粉末跟稀盐酸反应十分剧烈，迅速产生大量气体，反应太快，生成的二氧化碳不容易收集。（2）不能使用稀硫酸来代替稀盐酸，稀硫酸与大理石反应生成微溶物覆盖在反应物表面，阻止反应进行。（3）使用的大理石或石灰石均为块状，反应速率适中。
【归纳总结】实验室通常用稀盐酸和石灰石（或大理石）反应来制取CO2。（板书）反应原料：稀盐酸和石灰石（或大理石）
【教师点拨】引导学生书写反应的化学方程式：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2CO3，碳酸不稳定，易分解生成二氧化碳和水：H2CO3＝H2O＋CO2↑，总的反应方程式是CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑（板书）反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
【过渡】如何选择一套合理的装置制取CO2？
探究二：制取二氧化碳的实验装置
【议一议】A、实验室制取气体的装置由哪几部分组成？B、确定气体发生装置时应考虑哪些因素？C、收集气体一般有哪些方法？D、确定气体收集装置时应考虑哪些因素？学生代表发言
教师活动：①教师引导学生讨论问题；②教师点评学生答案。
【复习】实验室制取和收集氧气的装置。教师展示两组实验室制取氧气发生装置图，并让学生写出相对应制取的原理及收集方法。
气体 反应原理 反应物状态 反应条件 发生装置(选A或B)
O2
CO2
气体 与空气密度比较 收集方法 是否溶于水及是否与水反应 收集方法
O2 `
CO2 溶于水，且与水反应
【归纳总结】确定实验室制取气体装置要考虑的因素：
（1）发生装置：反应物的状态及反应条件
（2）收集装置：水溶性及密度
【展示】CO2和O2的相关性质比较
【学生讨论】教师引导学生讨论设计制取二氧化碳的装置，（板书）发生装置：固体、液体不加热型，收集装置：向上排空气法）
【选一选】请从如下仪器中选择，设计出你制取二氧化碳的装置：（展示不同的实验仪器，让学生组装实验室制取二氧化碳的装置，教师评价装置的易用性方面的优缺点。）
【拼一拼】实验室制取二氧化碳的装置
（三）知识拓展：
【思考】如果提供碳酸钠和稀盐酸制取二氧化碳，你打算选取哪套装置？为什么？在家里如何制取二氧化碳？
（四）演示实验：实验室制取二氧化碳
【学生讨论】制取步骤、检验方法、验满方法。学生回答讨论结果。
【归纳总结】
（1）步骤：①连接仪器②检查装置的气密性（加水检验）③加入石灰石或大理石④注入稀盐酸⑤检验气体⑥收集CO2⑦验满气体 (连 → 检 → 装 → 注 → 验→收 → 验）
（2）检验：利用澄清石灰水来检验CO2，反应的化学方程式为：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O
具体方法是：将气体通入澄清石灰水中，如果石灰水变浑浊则通入的气体为CO2；如果未变浑浊，则不是CO2。
（3）验满：用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已集满。
【演示实验】二氧化碳的制取过程，检验、验满。学生观察。
【学生讨论】整个实验过程中应该要注意那些问题？学生代表回答。
【归纳小结】操作中的注意事项：①取用大理石时，先将锥形瓶横放，把大理石放入瓶口使其缓慢滑到瓶底；②长颈漏斗下端应浸没在液面以下，以防二氧化碳从漏斗口逸出；③导管不能伸入瓶内太长，以刚漏出胶塞为宜；④收集二氧化碳导管口应接近集气瓶底部以利于排净空气。
（五）感悟收获
【学生讨论】教师引导学生讨论，通过本课题的学习，有哪些收获？还有哪些感受？
【归纳总结】教师总结本节课的知识结构，并点出本课内容的重点与难点。
1）反应原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
2）装置图
3）收集方法:向上排空气法
4）检验方法:将气体通入澄清石灰水或向集气瓶倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。
5）验满方法：点燃的木条放在瓶口，若木条熄灭，则已收集满二氧化碳。
（六）练习提高
1、下图为实验室制取二氧化碳的装置图，
有哪些错误？为什么？怎样改正？
2、请你根据实验室制取二氧化碳的反应原理判断，如果试管内壁上附着有碳酸钙不易除去，正确的洗涤方法是（ ）
A、用大量蒸馏水反复冲洗 B、用试管刷蘸肥皂水清洗
C、先用稀盐酸清洗后再用清水冲洗 D、用澄清的石灰水冲洗
3、氢气是一种密度比空气小，难溶于水的气体，实验室常用锌粒和稀硫酸在常温下反应生成硫酸锌和氢气，制取氢气的发生装置可选用图（ ），收集氢气可选用图（ ）。
（七）课外作业
（必做）1、通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，请你结合下列装置图回答问题。(友情提示：以下所选装置均填装置代号)
(1)写出图中指定仪器的名称：①____________②____________。
(2)实验室制取和收集CO2时应选用______和_______两种装置相连接，反应的化学方程式为____________________________________。检验集气瓶中CO2是否收集满的方法是_______.
(3)实验室用KMnO4制取O2时，可选用的发生装置是________，同时用E装置收集O2，实验停止时的操作要先_______ 再____________
(4)若用装置C收集某气体，该气体应具备的性质是_______________
（选做）2、根据下列实验装置图回答：
(1)写出B中由上到下两种主要仪器的名称①_________，②_______。
(2)硫化氢是一种有毒气体，其密度比空气大，能溶于水。实验室通常用块状硫化亚铁(FeS)与稀硫酸在常温下反应生成硫酸亚铁和硫化氢气体。制取它应选择的发生装置是________，收集装置是_______，气体由_______(填“a、b”或“c、d”)导入集气瓶。制取硫化氢的化学方程式为__________________________________
板书设计
二氧化碳制取的研究
一．实验室制取二氧化碳的原料及反应原理：
1.原料：大理石或石灰石与稀盐酸
2.原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
二．实验装置
1．确定实验室制取气体装置要考虑的因素：
（1）发生装置：反应物的状态及反应条件
（2）收集装置：水溶性及密度
2.发生装置：固体、液体不加热型
3.收集装置：只能用向上排空气法
三．二氧化碳的制取
1.制取步骤：连 → 检 → 装 → 注 →验→ 收 → 验
2.检验：通入澄清的石灰水，变浑浊则是二氧化碳
3.验满：用燃着的木条放在集气瓶口，熄灭则满
教学反思
本节课的教学设计紧紧围绕着如何让学生自己发现、探究、总结、应用这一主线而展开，首先通过学生探究，教师引导总结出制取二氧化碳的理想药品，然后在复习的基础上，以氧气的实验室制备过程为线索，引导学生归纳实验室制取气体时的思路和方法，并依此为序引出实验室制取二氧化碳所需要考虑的问题，如制取二氧化碳的装置、收集方法以及验满和检验的方法。同时在教学中引导学生从生活中就地取材，比如鸡蛋壳、食醋做药品和生活废弃物品做装置的实验等，进一步引领学生自由地、有创意地探究，建构开放的课堂。这样可以增加学生的兴趣，又使化学在生活里的应用中变得鲜活起来，达到“课虽止、思未停”的意境，实现课内知识在课外的延伸，让学生充分认识到化学与我们的生活息息相关。在整个教学进行过程中穿插教师提问、学生的思考与讨论等活动，提供给学生完成任务及合作交流的的空间和时间，让问题层层深入、思维环环相套，使整节课内容直观、清晰地展示在学生的脑海，转化为学生的内力。
本着以“发展学生的能力”为根本原则，采用引导---实验探究教学法，以培养学生创新能力为宗旨来组织教学。通过“探究”、“讨论”、“模仿”，让学生掌握了实验室制取气体时的思路和方法，进一步丰富学生的操作活动经验，体验了化学实验的方法的科学性，提高了学生的逻辑推理能力。内容安排从发现美、探索美、创作美到应用美，让学生的思维层层展开，逐步深入，将学生引入本节课的学习重点,顺利突破难点。
本节课的教学设计遵循感性与理性相结合的原则，丰富学生的感性认识，增强学生的理性思考。经历从特殊到一般的思维过程，提高了学生分析问题和解决问题的能力。同时利用多媒体课件辅助教学，展示图片与动画，动静转换，活跃课堂学习气氛。教学活动的设计也力求面向全体，给不同层次的学生充分的学习空间，满足他们的求知欲。整节课在宽松、和谐的氛围下，达到了最佳的教学效果。
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