资源简介

二氧化碳制取的研究》教学设计
教学目标
1、 知识与技能：
（1）了解实验室制取二氧化碳的反应原理；
（2）探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳；
（3）了解实验室制取气体的思路和方法。
2、 过程与方法
（1）通过小组讨论、合作探究，逐步分析出实验室制取二氧化碳的理想药品；
（2）通过二氧化碳和氧气有关性质的比较，了解制备二氧化碳和氧气时，其发生装置与收集装置的异同，设计组装出制取二氧化碳的装置，完成制取二氧化碳的实验。
3、 情感态度与价值观
体验科学探究的乐趣，激发学生学习化学的兴趣。
教学重点
研究实验室制取二氧化碳的装置，利用设计的装置制取二氧化碳。
教学难点
确定实验室制取气体的发生装置和收集装置的一般方法。
仪器药品
药品：石灰石（大理石）、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸。
仪器：锥形瓶、烧瓶、试管、广口瓶、烧杯、注射器、长颈漏斗、橡皮塞、导管、水槽、酒精灯、集气瓶、点滴板、胶头滴管等。
教学过程
[创设情景]请看魔术：饮料“非常柠檬” 的魅力。（打开“非常柠檬”饮料的瓶盖，塞上带导管的橡皮塞，导管的一端伸入澄清石灰水，将饮料瓶轻轻振荡，澄清石灰水很快变浑浊）
[设问] 二氧化碳是一种非常重要的气体，我们在实验室是如何得到它的呢？关于二氧化碳，同学们想了解它哪方面的内容？(引导学生回答)
[板书]课题2 二氧化碳制取的研究
[小结]要了解的内容有：（1）用什么药品来制取？（2）选择什么样的装置、用到哪些仪器？(3)采用什么方法收集二氧化碳？（4）如何检验二氧化碳已经收集满了？（5）如何检验制取的就是二氧化碳气体？
[板书]1、实验室里制取气体的药品及装置的确定
[讨论] 这堂课我们重点研究二氧化碳的制取。以前我们学习了氧气的实验室制法，请同学们回忆一下氧气制取的研究内容，推测一下二氧化碳气体制取的思路和方法是什么？我们应该研究制取的哪些方面的内容 (小组讨论、自由发言、相互补充、质疑提问)
[过渡]今天我们学习二氧化碳的制法就按大家说的思路和方法进行，研究制取所用的药品、反应原理、收集方法、实验装置、验证方法和具体操作步骤。
[讨论]下面大家讨论一下能产生二氧化碳的方法有哪些？（课本116页第4题）把你想到的方法写在表格上。 （可用化学方程式表示。）
生成CO2的方法 能否用于实验室制取CO2和理由
1
2
3
4
[启发点拨]根据学生写出的方法引导学生进行分析，制取的过程中每个反应的优缺点。如：燃烧反应制取二氧化碳，制得的气体不纯，像煤燃烧还能产生二氧化硫污染空气；用碳还原氧化铁或氧化铜的方法和煅烧石灰石的方法，条件需要高温；而碳酸饮料中CO2含量有限，且不纯；用碳酸钠与稀盐酸反应速率太快，不易收集。讨论分析后让学生意识到气体的制取需要从以下几方面考虑：（1）药品廉价易得；（2）操作简单易行；（3）反应速率适中，气体易收集；（4）制得的气体纯度高；（5）无污染，环保等。
[探究反应原理]老师提供的药品中有固体和液体，常温下起反应都能产生二氧化碳气体，现在同学们用点滴板和胶头滴管进行实验操作，对比现象，讨论每个实验所说明的问题，确定制取二氧化碳所用的药品和反应原理。
[分组实验]（1）碳酸钠和稀盐酸
（2）石灰石和稀硫酸
（3）石灰石和稀盐酸
[引导]从反应速度与能否持续产生CO2考虑，引导学生分析确定制取二氧化碳的反应物：
（1）反应速度太快，难以收集；
（2）反应产生的气泡很少，而且一会就没有了；
（3）反应能产生大量气泡，速度比较合适。
[解释] 由于碳酸钠是粉末状固体，与盐酸反应速度快；石灰石与稀硫酸反应生成了微溶于水的硫酸钙附在石灰石表面，阻止了反应的继续发生，所以反应一段时间后气泡就越来越少，直至反应停止；而石灰石是块状固体，与稀盐酸反应速度适中，又能持续产生气体。请同学们想一想：哪一种药品制取二氧化碳最合适？
[小结]最佳反应物：石灰石（块状固体）和稀盐酸（液体）
条 件： 常温
反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
[过渡]我们确定了制取二氧化碳的反应原理，下面来研究制取的装置。
[复习]氧气的实验室制法反应原理和仪器装置及收集方法。
[展示投影]实验室制取氧气的药品状态、反应条件、反应原理及装置图：
（1）氯酸钾或高锰酸钾受热分解制氧气
（2）过氧化氢分解制氧气
[填表]二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
（引导学生把课本第114页的表格填好）
[引导探究]通过讨论、比较、分析可知制取CO2 的发生装置与过氧化氢分解制氧气的装置相同，从而归纳总结出气体制取装置的选择依据是由以下因素决定的：
[板书] 气体发生装置的决定因素：
（1）反应物的状态：（固—固、固—液、液—液反应）
（2）反应条件：（是否需要加热、加催化剂等）
[提问]回忆氧气的收集方法及其原因，联系二氧化碳的密度和溶解性，二氧化碳用什么方法收集？怎样知道CO2已收集满？
[引导]归纳气体收集装置的选择依据：
气体收集装置： （1）向上排空气法（密度比空气大）
（2）向下排空气法（密度比空气小）
（3）排水法（不易溶于水、不与水发生反应）
[板书] 2、制取二氧化碳
[讨论]从课本第114页图中选择仪器组装一套最佳装置来制取CO2。引导学生参考课本第115页装置图，思考并讨论操作步骤及主要事项。
【思考后归纳】制取CO2的实验操作步骤：
（1）检查装置的气密性；
（2）把固体（石灰石）放入锥形瓶中；
（3）塞上带长颈漏斗和导气管的双孔塞；
（4）往长颈漏斗加入稀盐酸；（观察现象？)
（5）收集气体。
【注意】长颈漏斗下端口要插入液面下。（为什么？）
【讨论】1、怎样检验生成的气体是二氧化碳？
2、用向上排空气法收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？
【实验】请两位同学来完成演示实验并检验生成的气体。
（实验后作出自评，同学间作出互评，教师评价 ）
[板书]
（1） 操作步骤：检、装、塞、注、集、验。
（2） 实验现象：产生大量气泡，固体不断溶解。
（3） 收集方法：向上排空气法。
（4） 验满方法：把燃着的木条放在瓶口，观察火焰是否立即熄灭。
（5） 检验方法：把气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊。
【小结】通过二氧化碳和氧气的实验室制取的研究，总结实验室制取气体的思路和方法：
1、确定反应原理（药品、条件、反应）；
2、确定实验装置（发生装置、收集装置）；
3、验证制得的气体。
[总结深化]通过本课题的学习，同学们有哪些收获？还有什么困惑？（交流体会、感悟）
(引导学生从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面归纳收获、巩固成果)
[巩固提高]例题：116页第5题 练习：第1、2题 作业：第3、6题
【课后思考】若需要一瓶纯净的二氧化碳，可否采用收集人体呼出气体的方法制备？
【课后实践】尝试利用一些生活用品如饮料瓶等设计一套制取二氧化碳的装置
[课后反思]本节课采用实验探究方式来完成。在探究中，包含了设计装置、完成实验、对比分析、表达交流，学生在探究中不仅获得了知识，也学到了技能，更锤炼了思维，弘扬了个性，体现了引导学生“合作、自主、探究”的学习理念。但如果学生的基础普遍稍差，时间就比较紧。
[板书设计]
课题2 二氧化碳制取的研究
1、实验室里制取CO2气体的药品及装置的确定：
（1） 最佳反应物：石灰石（块状固体）和稀盐酸（液体）
条 件： 常温
反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）气体发生装置的确定：
①反应物的状态（固—固、固—液、液—液反应）
②反应条件（是否需要加热、加催化剂等）
（3）气体收集装置的确定：
①向上排空气法（密度比空气大）
②向下排空气法（密度比空气小）
③排水法（不易溶于水、不与水发生反应）
2、制取二氧化碳
（1）操作步骤：检、装、塞、注、集、验。。
（2）实验现象：产生大量气泡，固体不断溶解
（3）收集方法：向上排空气法。
（4）验满方法：把燃着的木条放在瓶口，观察火焰是否立即熄灭。
（5）检验方法：把气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊。
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