资源简介

《二氧化碳制取的研究》教学设计
一、设计思想：
二氧化碳是学生所熟悉的物质之一，通过对二氧化碳制取和性质的探究，可以进一步巩固对气体的制取和物质的性质的认识过程，建立起学习物质制备和物质性质的思考方法。学会运用已有的知识和掌握的实验技能，即通过知识和技能的迁移，认识新物质，培养学生的探究能力。依据《二氧化碳制取的研究》的教学内容，本节课主要教学设计特色是：1、教师在教学过程中通过对比氧气的制取原理和方法指导，帮助学生分析各组装置的优缺点，让学生自己动手探究体验并享受成功的快乐，在学习中发现问题、掌握新知，学会制取气体的思路和方法。2、教师利用各种方式对学生进行多元化的评价，注重情感体验，强调评价的激励、发展作用，鼓励学生主动地、客观地评价自己、他人的表现，关注学生在学习中的进步程度。
二、教材分析：
1、教学内容要求：
本课题主要研究实验室中如何制取二氧化碳。首先从反应原理导入，采用活动与探究的方式来研究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳，这是本课题的教学重点和难点。先分析气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，然后让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度的大小比较以及是否与水反应等方面，比较实验室中制取二氧化碳和氧气的异同。在此基础上，给出一些仪器，由学生自己来组装制取二氧化碳的装置，然后利用设计装置制取二氧化碳，最后让学生来总结实验室中制取气体的思路和方法。
2、教材的地位和作用：
《二氧化碳制取的研究》是人教版九年级化学第六单元第二个课题，在本单元中起着过渡和衔接的作用，而且本课题充分体现了新课程“科学探究”的理念。本节课在全书甚至整个化学学习过程中，所占有的地位是十分重要的。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、实验的方法等思想的最佳素材，对其它气体的实验室制取的研究起着指导作用。
三、学情分析：学生对实验室里如何制取气体已经有了初步的认识。知道了实验室常用三种方法来制取氧气（高锰酸钾加热；氯酸钾和二氧化锰混合加热；过氧化氢溶液和二氧化锰混合）。由于反应物的状态和反应条件不同，它们的制取装置不同。通过氧气性质的学习和收集装置的结合，学生也有了选择收集装置的部分经验。生活中学生已经积累的经验：二氧化碳的密度比空气大；不燃烧也不支持燃烧；可以灭火等。学习中学生已经知道一些能产生二氧化碳的发应原理，但却不知道怎样选择才适合实验室制备气体及还需要考虑的因素。教师要利用学生已有的知识对其进行引导，使知识得到补充完善，使能力得到提升。
四、教学目标：
知识与技能目标：
1．掌握实验室制取二氧化碳的反应原理和方法，知道二氧化碳的验证和验满方法；
2．能设计出实验室制取二氧化碳的简易装置，了解实验室制取气体的一般思路。
过程和方法目标 ：
1．通过实验室制取氧气的复习和对比确定实验室制取二氧化碳的装置，验证方法，进一步得出实验室制备气体的一般思路和方法。
2．通过多种能得到二氧化碳的反应原理的分析，得出选择大理石（或石灰石）与稀盐酸反应原理制备二氧化碳的原因，引导学生得出实验室制备气体时还需要考虑的一些基本因素，学生的知识得到整合和升华。
情感态度和价值观目标
1．通过分析和探究实验室制取和收集二氧化碳的方法，对学生进行具体问题具体分析的辨正唯物主义教。
2．培养理科学习中严密的逻辑思维能力。
3．通过相关实验的探究分析，激发学生探究的兴趣。
五、教学重点： 实验室制取二氧化碳的常用药品和反应原理、装置设计、操作步骤。
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
6、教学策略与手段
在教学过程中教师引导和组织学生自主、全员参与活动探究，使学生经历“搜集资料→处理信息→实验对比探究→自选仪器设计组装实验装置→展示交流反思→复习归纳实验室制取气体的方法和思路”的小组合作探究过程，从而培养学生（1）收集和加工整理信息的能力；（2）设计实验的能力；（3）分析和解决问题的能力，（4）交流合作能力，（5）归纳总结能力；
本节课通过采用了实验探究法、问题探讨法、比较归纳法等教学方法，更好地突出本课重点，突破难点，完成教学任务。同时在教学中还合理地运用多媒体辅助手段，便于达到更好的教学效果。
七、课前准备
1、学生准备：实验室制取氧气的原理、采用的制取和收集及原因、验证和验满方法，并完成表1
2、教学准备：小黑板：图1
多媒体内容表1 实验室制取O2的知识回顾
方法 用KMnO4制取 用H2O2溶液和MnO2制取
反应原理 反应物状态 反应条件 发生装置 收集装置 验证方法 验满方法
方法 用KMnO4制取 用H2O2溶液和MnO2制取
反应原理 △ MnO2 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O2====2H2O+O2↑反应物状态 固体 固体、液体反应条件 加热 不需要加热发生装置 A B收集装置 C或D验证方法 用带火星的木条伸进瓶内，木条复燃，则该气体是O2验满方法 用带火星的木条放在瓶口，木条复燃，则证明已满。
表2 能够产生CO2气体的反应
生成CO2的反应 能否用于实验室里制取CO2及理由
点燃 1 C+O2=====CO2 点燃 2石蜡+氧气====二氧化碳+水 高温 3 2Fe2O3+2C====4Fe+3CO2↑ 高温4 2CuO+C====2Cu+CO2↑
生成CO2的反应 能否用于实验室里制取CO2及理由
点燃 1 C+O2=====CO2 不能，制得的气体可能 不纯 点燃 2石蜡+氧气====二氧化碳+水 不能，制得的气体可能不纯 高温 3 2Fe2O3+2C====4Fe+3CO2↑ 不能，条件较难满足 高温4 2CuO+C====2Cu+CO2↑ 不能，条件较难满足
表3 石灰石、碳酸钙与稀盐酸、稀硫酸反应的对比实验
实验药品 实验现象
1．稀盐酸和碳酸钠粉末 2．稀硫酸和块状石灰石 3．稀硫酸和块状石灰石
表3 石灰石、碳酸钙与稀盐酸、稀硫酸反应的对比实验
实验药品 实验现象
1．稀盐酸和碳酸钠粉末 产生气泡，速率很快2．稀硫酸和块状石灰石 产生气泡，速率适中3．稀硫酸和块状石灰石 产生气泡，速率缓慢并渐止
3、实验仪器和药品：仪器：注射器、锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、试管、集气瓶、长颈漏斗、双孔（单孔）带直导管（弯导管）的导管、水槽、酒精灯、铁架台、分液漏斗。
药品：大理石、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水。
4、教学流程：
八教学过程：
教师活动 学生活动 教学设计意图
【引入】：教师演示：打开雪碧、啤酒等饮料的封口，我们会发现大量气泡，这些气泡是什么气体的气泡？哪怎样验证呢？好，让我们来试一试（教师用可乐饮料做演示实验），我们看到——澄清的石灰水变浑浊了。由澄清的石灰水变浑浊这一现象，可推出可乐饮料中逸出的气体的确是CO2。在实验室里，CO2气体究竟是怎样制取的呢？本节课我们将一起来研究。（板书：课题2二氧化碳制取的研究） 积极思考并回答： CO2的气泡 将气体通入澄清石灰水 激发学习兴趣
【复习】：在前面我们已经研究过氧气的实验室制备，我们先一起来回忆以下的相关知识，看看我们可以从中获得哪些启示？请同学们完成 表1 【对同学的回答表示肯定和鼓励】【提问】1.通过复习你们觉得根据什么可以进行发生装置的选择？【对同学的回答表示肯定和鼓励】【提问】2．你们觉得根据什么可以确定气体的收集装置？【对学生的回答做积极评价】【提问】3.根据什么来确定气体的检验方法。 【对学生的回答做完善和强调】 学生 完成表格填写并交流 【思考，讨论，得出结论】反应物的状态和反应条件【思考，讨论，得出结论】 如气体的密度和在水中的溶解性及是否能与水反应。回忆旧知，思考问题。 气体的化学性质 “温故而知新” 通过复习让学生自己发现新知，教师只是在这里引导好学生即可。 “发现新知”积极的对学生进行积极的评价，激励其不断进取，体会成功的喜悦。对学生进行有序的引导是学生等一会总结出实验室制备气体的一般思路的关键! 培养学生严密的逻辑思维能力，这是理科学习中需要的基本技能。
【进入新课】：教师总结由刚才的知识回顾，我们可以得出，反应原理、制取装置、验证验满方法是研究实验室制取气体的主要内容。具体的思路是：确定制备气体的反应原理，也就是确定反应物及反应的化学方程式→确定气体的制取装置，气体制取的装置包括发生装置和收集装置两部分，发生装置确定的依据是 （反应物的状态和反应发生的条件）；收集装置确定的依据是 （气体的密度、溶解性以及气体是否与水反应等）→确定气体验证、验满方法，一般而言，气体验证、验满利用的是气体的------化学性质。接下来，我们就沿着这一思路来研究CO2气体的实验室制取。（板书思路）探究活动1：探究实验室制取CO2的反应原理（1）问题提出。在我们所学过的反应中有哪些反应可以产生CO2呢？实验室里能选用这些反应来制备CO2吗？（2）师生活动（投影见表2）---------议一议（3）教师讲述。很遗憾，我们所熟悉的这些能够产生CO2的反应，因为生成的气体可能不纯、反应条件较难满足等原因，没能入选实验室制备CO2的反应。下面，老师再向同学们介绍三个能够生成CO2的反应，让我们通过一组较为粗略的对比实验，看看哪些反应适用于实验室制取CO2。（4）学生分组实验。①投影实验内容-------做一做（如图2所示）。 ②教师讲述：在进行实验时，要注意：先将半钥匙碳酸钠粉末、两至三粒石灰石两份分别放入三支试管中；然后向三支试管着分别加入1/5试管的稀盐酸或稀硫酸。我们在实验时要注意观察和对比三个反应着气泡产生的快慢。③学生实验，教师巡回指导（请同学说一说刚才实验中观察到的现象）。④学生填写实验报告[投影（见表3）]-------说一说。⑤引导学生分析哪种反应适用于实验室制取CO2气体--------想一想。讲述：针对上述实验现象，同学们想一想，实验室里制取CO2的最佳反应是 （学生思考后得出结论：稀盐酸和石灰石的反应速率适中，适用于实验室制取CO2气体）⑥整理实验原理的确定因素（投影）-------理一理。讲述：由此可知，确定实验室制取气体的反应原理时，我们要就以下因素加以综合考虑：制取的气体较纯；反应条件容易满足；反应速率适中等。由于石灰石和稀盐酸的反应符合上述几点要求，因此，我们将该反应确定为实验室制取CO2气体的反应（板书：一、反应原理）。（5）投影反应原理。CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3；H2CO3===H2O+CO2↑总反应的化学方程式：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑(6)边投影边讲述。该反应的反应物是石灰石和稀盐酸，石灰石的主要成分是碳酸钙；稀盐酸的主要成分是氯化钙和水，大理石的主要成分也是碳酸钙，因此，也可以用大理石来替代石灰石[板书：石灰石（大理石）和稀盐酸]。该反应的原理是：石灰石或大理石中的碳酸钙与稀盐酸中的氯化氢反应，生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，很容易分解成二氧化碳和水。将第一个反应式中的碳酸用水和二氧化碳加以替换，这样，就得到了该反应的总的化学方程式（板书：CaCO3+2HCl======CaCl2+H2O+CO2↑）。4．探究活动2：探究实验室制取CO2的装置过渡：确定了实验室制取CO2的原理，接下来，我们该研究什么呢？（制取装置）没错！（板书：二、制取装置）（1）师生活动（投影）-----思考①提问1：确定CO2的发生装置时要考虑哪些因素？（反应物的状态和反应发生的条件。）请一位同学说一说这两方面的情况（固体和液体；不需要加热。）（板书：发生——固液，不加热）。由此可推知，实验室制取CO2的发生装置和哪一个反应的发生装置相似？（过氧化氢溶液的分解）。②提问2：确定CO2的收集装置时要考虑的因素有哪些？（密度、溶解性、能否与水反应）。虽然CO2的性质是本单元第三课题的学习内容，但相信同学们对此已经有了一定的了解（学生表述，老师补充：密度比空气大；能容于水；能否与水发生反应）。由此可推知，收集CO2气体应该采用——向上排空气发（板书：收集——向上排空气）。③过渡：带着刚才的思考结果，我们来做一回选择。（2）师生活动——选择现提供如图3装置，你会选择怎样的发生和收集装置制取CO2呢？①学生选择。②提问：C装置中用到了长颈漏斗，该仪器的作用是什么？用于添加盐酸。）值得提醒的是，③用长颈漏斗时，要注意其下端要插入液面以下形成液封，否则气体要从长颈漏斗中逸出。过渡：如果实验室里没有长颈漏斗和锥形瓶，我们能找到其他仪器来替代吗？（3）师生活动——变通在实验室制取CO2时，图4所列仪器中哪些可以代替长颈漏斗？哪些可以代替锥形瓶？①学生选择（注意提醒学生：分液漏斗的下端不需要插入液面以下）。②过渡 ：刚才的活动情况表明，同学们对实验室制取CO2装置的认识已经到了能选择、会变通的地步，如果给出若干种实验仪器，相信同学们也一定能够设计出富有个性的实验装置来。愿意试一试吗？（愿意）好，现在有请几位同学到台前来点击屏幕上的仪器，设计组装装置，要求每位设计的装置不得完全雷同。（4）师生活动——设计①学生设计实验装置②教师和学生适当点评5．探究活动3：探究CO2的验证和验满过渡：一开始，我们呈现了一条实验室制取CO2的研究路线，现在走到哪里了？（装置的研究）下一步该研究什么呢？（CO2的验证和验满）（板书：三、验证和验满）（1）讲述：验证和验满是两个容易混淆的问题，请同学们运用对比的方式，对此加以思考。（2）师生活动验证：将气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，则表明气体是CO2验满：用燃着的木条放在瓶口，若木条熄灭，则表明已经集满。（3）教师强调：通过对比，我们找到了两者的不同，验证CO2用的是 澄清的石灰水，验满CO2用的是燃着的木条（板书：澄清的石灰水；燃着的木条）。6．探究活动4：制备一瓶CO2气体过渡:解决了实验室制取CO2的三个主要问题,接下来,同学们该做什么了 (动手实验,制备CO2气体)对！为了使实验进行得规范有序,实验前,我们还必须明确两个问题,一是实验步骤,二是操作要点。（1）学生回忆操作步骤。（2）操作步骤①按要求连接好装置；②检查装置的气密性；③装入药品（先加固体，后加液体）；④收集并验满气体。（板书：---实验步骤：连、查、装、收）（3）讲述：至于相关的操作要点，请同学们在实验过程中自行回忆，密切配合！（4）学生实验，教师巡回指导。（5）请学生汇报实验成果。现在老师想请几位同学汇报一下实验成果。（找一名学生）你准备用什么方法说明你收集到的气体是CO2？好，给大家演示一下！（再找一名同学）你收集到的CO2气体充满集气瓶了吗？你怎么知道的？把你刚才的验满方法也给大家演示一遍。好，刚才两位同学的成果汇报很精彩，让我们把掌声送给他们！（6）讨论配有长径漏斗的发生装置气密性的检验方法（投影）①讲述：在实验过程中，老师看到了部分小组的同学所设计的发生装置中用到了长径漏斗。提问：你们小组是否用到长径漏斗，装药品前检查了气密性没有？这种装置的气密性该如何检验？②讨论：用长径漏斗的CO2发生装置，该如何检验气密性？③学生讨论方案，教师演示。④结论：用弹簧夹夹紧胶皮管，向长径漏斗中加水，形成液封，如果其中的液面保持不变，则说明装置的气密性良好。7．课堂小结（投影）过渡：本节课的学习任务已经基本完成了，请同学们盘点一下自己的收获。（1）学生回答本节课所学到的知识，所运用的方法。（2）结束语：从发言中不难看出，本节课，大家不仅学到了一些新的知识，也感悟了不少方法，有了知识垫底，有了方法引路，今后，大家必将在科学学习的道路上一路探索，一路高歌，一路欢笑！请同学们根据表格下提供的和已有的二氧化碳的相关信息完成其余表格。（学生用资料问题3） 【走下去指导部分有困难的学生】 【师生共同交流填写结果】 （强调：可以通过计算气体的相对分子质量来与空气的平均相对分子质量（29）来比较气体的密度 验满可以用两种方法：燃着的木条在瓶口，澄清石灰水的玻璃片在瓶口。 验证二氧化碳要用澄清石灰水，不用燃着的木条） 学生聆听【思考，讨论，得出结论】 根据信息学生完成表格 【学生之间可以讨论，体现合作学习】 通过交流拓展自己的思路。 通过表格和问题的有序设计，让知识水到渠成。（学生的问题不一定一样，但只要有道理就应该给予肯定） 给出的信息有一些并不完整目的在于让学生学会整合知识。 让学生联系书写化学方程式 收集二氧化碳的生活信息和已有的经验（密度，不燃烧也不支持燃烧，能使澄清的石灰水变浑浊等） 学生在填写表格中可能遇到一些问题：如部分学生化学方程式的书写，二氧化碳的密度判断，验满，验证方法等，一定要作适当引导。 对重点易错的知识一定要强调并对学生的发散思维进行训练。
【提问】：请同学们打开教材P页，把上面的仪器从前面开始标上1，2，……序号，然后和同学讨论可以组装出哪些发生装置？比较这些装置的优缺点。（配合展示实物） 【提问】在使用装置B,C时怎样检查装置的气密性 装药品的顺序是怎样的 酸液应该加到什么位置 (理由 ) （学生用资料问题4） 【思考，讨论，得出不同的发生装置】 【思考，讨论，交流】 拓展学生的思维并学会分析比较装置的优缺点。 通过引导把这个比较难的知识让学生自己去发现，解决，理解，应用。
【能力提高】不知道同学们是否发现我们的装置有一个缺点，那就是不能控制反应的进程，同学们看看我这里有一个装置它能控制发应的进程，看了它的工作原理，下来后你能想一些其他的装置吗？（学生用资料问题5） 【布置练习】 【下去和其它同学讨论交流得到能力的提升】 把这个较难的能力培养的知识放到课后有利于学生充分思考和掌握。
9、板书设计 课题2二氧化碳制取的研究
10、作业
11、教学反思

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