资源简介

《二氧化碳制取的研究》教案
【教学目标】：
1、知识与技能 ①了解实验室制取气体的思路
②了解实验室制取CO2的反应原理
③探究实验室制取CO2的发生装置和收集装置
2、过程与方法 ①通过分组实验探究并讨论，探究出实验室制取CO2的反应原理
②在探究出实验室制取CO2的装置的基础上，进行分组实验
③通过分组讨论比较，归纳类推出实验室制取气体的思路
3、情感、态度与价值观
在探究CO2的反应原理、制取装置的过程中，培养学生的分析推理能力和创新精神，实事求是的学习态度及合作精神。
【重点难点】：实验室制取CO2的发生装置和收集装置的探究
【课 型】：新授课（学生实验探究活动课）
【教学方法】：分组实验法、实验探究法
【课时安排】：1课时
【教学用品 仪器】：锥形瓶、广口瓶、大试管、烧瓶、长颈漏斗，带导管的双孔塞、集气瓶、玻璃片、导管、单孔塞、试管、水槽等。药品：火柴、大理石（或石灰石）、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸。投影片若干（或者课件）。
【教学过程】：
〔教师活动〕课题引入：CO2与自然界和人类的关系十分密切，那么实验室如何来制取CO2呢？本节我们就一起来研究这个问题。
板书课题：课题2 CO2制取的研究
〔提出问题〕在前面的学习中我们碰到了哪些化学反应有CO2产生呢？
〔学生活动〕思考并回答：碳在氧气中燃烧、蜡烛在氧气中燃烧、石灰石高温煅烧……
（投影上述反应的化学方程式）分析这些反应适合于实验室制取CO2吗？
C + O2 CO2
石蜡 + O2 CO2 + H2O
CaCO3 CaO +CO2↑
〔活动反馈〕学生同桌简单讨论后举手回答。教师根据反馈情况进行小结并设问：既然上述反应都不适合于实验室制取CO2，那么实验室用什么原理来制取CO2呢？
〔教师活动〕实验室用什么原理来制取CO2，这是我们今天要探究的第一个问题。
板书：一、实验室制取CO2的原理
讲述：为探究这个问题我给出参考信息（投影探究参考信息1，并对此信息作简单说明），
探究参考信息1
碳酸钠（Na2CO3）和大理石或石灰石（主要成分是CaCO3）等碳酸盐能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）等酸在常温下能反应生成二氧化碳。
讲述：请各实验小组的四位同学分别做Na2CO3和稀HCl、Na2CO3和稀H2SO4、CaCO3和稀HCl、CaCO3和稀H2SO4等四个实验，先分工后动手，实验前先回忆药品的取用方法，在观察、对比现象的基础上，分析讨论出你们认为实验室制取CO2的最佳药品组合。
教师巡管指导。同时投影药品选用探究表。
实验室制取CO2药品选用的探究
药 品 现 象 反应的化学方程式
Na2CO3 HCl
Na2CO3 H2SO4
CaCO3 HCl
CaCO3 H2SO4
〔学生活动〕分工合作，进行探究实验并比较、讨论。
〔活动反馈〕实验小组派代表发言阐述该组实验现象和讨论结果。
〔教师活动〕根据反馈情况进行小结，并投影上述四个反应的现象和化学方程式。
药 品 现 象 反应的化学方程式
Na2CO3 HCl 反应剧烈，有大量气泡产生，很快结束。 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3 H2SO4 反应剧烈，有大量气泡产生，很快结束。 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
CaCO3HCl 反应较剧烈，有气泡持续产生 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3 H2SO4 反应较慢，气泡较少，反应逐渐停止。 CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+H2O
〔讲 述〕Na2CO3和稀HCl、Na2CO3和稀H2SO4这两个反应的速度太快，且反应很快就停止，这不便于我们在实验室制取CO2的实验操作；而CaCO3和稀HCl反应速度适中，且能够持续产生气体，适合实验室制取CO2；CaCO3和稀H2SO4反应太慢，且反应一会儿后会停止，所以也不利于实验室制取CO2。（投影实验室不能用CaCO3和稀H2SO4来制取CO2的原因）
实验室不可用CaCO3与稀H2SO4反应来制取CO2的原因：
CaCO3与稀H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，它覆盖在CaCO3的表面，阻止反应的继续进行。
板书：1、药品：石灰石和稀盐酸
2、条件：常温下
3、反应的方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 +H2O
〔提出问题〕如何设计装置来制取CO2呢？这是我们今天要探究的第二个问题。首先我们来回忆O2的实验室制法：（投影实验室制O2的两种方法）
H2O2 H2O+O2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2
〔讲 述〕实验室制O2的这两套装置不仅仅可用来制O2，只要是用固体加热来制气体都可用KMnO4制O2的这套发生装置；只要是用固体和液体不需加热来制气体都可用H2O2制O2的这套发生装置。而O2由于其密度略大于空气的密度，所以可以用向上排空气法收集；由于其不易溶于水且不能与水反应，所以可以用排水法收集。
〔提出问题〕由此看来，气体的发生装置和收集装置分别是根据什么来选择的呢？
〔学生活动〕学生独立思考，然后举手回答。
〔活动反馈〕气体的发生装置是根据反应物的状态和反应条件来选择的。收集装置是根据气体的密度和溶解性及能否与水反应来选择的。
〔讲 述〕下面我们结合这个思路来探究制取CO2的装置，为探究这个问题我给出参考信息（投影探究参考信息2，并对此信息作简单说明）。注意一套完整的装置应包括如下几部分：反应容器、气体导出装置、收集装置等，如果反应容器是圆底的还需要固定装置，如果需要加热还需要加热装置等。
探究参考信息2
① 石灰石或大理石是块状固体，稀盐酸是无色溶液；
② CO2能溶于水且能与水反应生成碳酸；
③ 空气的平均相对分子质量是29，在相同状况下，如果某气体的相对分子质量大于29，则这种其体的密度比空气的密度大，如果小于29，则密度比空气的小。
〔学生活动〕根据上述思路和参考信息，充分利用实验桌上的实验仪器，分组讨论、探究制取CO2的实验装置。
〔活动反馈〕学生自行评价所设计装置的优缺点，组织三组学生带装置上讲台进行简单辩论。教师就学生的辩论结果，针对各套装置进行可行性分析，指出各套装置在使用过程中应该注意的问题。（投影出示具有代表性的装置）
〔板 书〕二、装置
1、 发生装置：固液不需加热型
2、 收集装置：向上排空气法
〔提问过渡〕把我们刚才探究的药品装在上述装置中，导管口导出的气体是不是我们需要制取的气体呢？这就要涉及到气体的检验。那么实验室如何来检验二氧化碳气体呢？这是我们今天要探究的第三个问题。首先我们来回忆O2的检验方法和验满方法。（投影出示O2的检验方法和验满方法）
气体的检验方法（以O2为例）
检验O2：把带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，说明是氧气。
O2验满：把带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，则集满氧气。
〔讲 述〕检验和验满某种气体，得根据这种气体的性质来选择方法，按照操作、现象、结论三步来描述。为探究CO2的检验方法和验满方法我给出参考信息（投影探究参考信息3，并对此信息作简单说明）。
探究参考信息3
① CO2不能支持燃烧
② CO2能使澄清的石灰水变浑浊。
〔学生活动〕讨论小组进行讨论探究。
〔活动反馈〕某讨论小组派代表发言，其他讨论小组更正或者补充。
〔教师活动〕根据反馈情况进行小结。CO2的检验方法是：把气体通入澄清石灰水中，如果变浑浊，说明是CO2；验满方法是：用燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，说明已集满CO2。
〔板 书〕三、检验
1、 检验CO2 2、验满
〔讲 述〕上面我们探究了实验室制取CO2的原理、装置和检验方法，课外请同学们思考实验室制取CO2的步骤，下次课我们将动手制取CO2。
〔归纳小结〕前面我们学习过O2的实验室制法，今天我们探究了实验室制取CO2的原理、装置和检验方法，现在如果实验室要制取某种气体，那么我们应该从哪些方面来考虑呢？
〔学生活动〕学生思考后集体回答。
〔活动反馈〕教师比较归纳实验室制取气体的一般思路（同时出示投影）。
实验室制取气体的思路和方法
一、研究实验室制法的反应原理：即在什么条件下，用什么药品，通过什么反应来制取这种气体。
二、研究制取这种气体应采用什么样的发生装置，采用什么方法来收集。
三、考虑如何检验所得的气体。
〔拓展练习〕投影出示
1、硫化氢(H2S)是一种易溶于水的气体，验室常用固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸反应来制取，实验室可用下列 装置组合来制取并收集这种气体。
氨气（NH3）是一种极易溶于水的气体。实验室常用固体熟石灰和氯化氨在加热的条件下来制取。实验室可用下列 装置组合来制取并收集这种气体。
。
〔课堂反馈〕学生质疑，师生交流，结束本节课。
〔课外思考、动手操作题〕（投影出示）
1、验室制取CO2的步骤如何？
2、如何检查带长颈漏斗的气体发生装置的气密性？
1、
3、你能设计出其它能控制反应发生和停止的制CO2的发生装置吗？
4、你能用身边的废弃物设计、组装出制取CO2的装置吗？
【板书设计】：课题2 CO2制取的研究
1、 实验室制取CO2的原理
1、药品：石灰石和稀盐酸
2、条件：常温下
3、反应的方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 +H2O
二、装置
1、发生装置：固液不需加热型
2、收集装置：向上排空气法
三、检验
1、检验CO2
2、验满
点燃
点燃
高温
MnO2
现 象
结 论
操 作
现 象
操 作
结 论
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《二氧化碳制取的研究》第5页 （共6页）

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