资源简介

二氧化碳制取的研究教学设计
学情分析
二氧化碳的制取是继氧气制取之后的又一常见气体实验室制法，是氧气制取的延伸和拓宽。在“制取氧气”的学习中，学生对实验室里如何制取气体已经有了初步的认识，前几个单元的学习中，学生已学过一些能生成二氧化碳的反应，但不知如何选择适合实验室制取二氧化碳的反应。
教法分析
鉴于二氧化碳制取和氧气制取两者之间的联系，本课题的教学主要采用知识方法回顾、对比实验探究两种手段。通过制取氧气的知识方法回顾，明晰二氧化碳制取的研究思路；通过反应原理及实验装置两项探究活动，帮助学生了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置，使学生对实验室制取气体装置的认识，产生由简单模仿到灵活选择的认知飞跃。
教学目标
【知识与技能】
1、探究实验室中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、进一步了解实验室中制取气体的思路和方法。
【过程与方法】
1、通过二氧化碳和氧气制取的比较，初步确立实验室制取气体的一般思路和方法；
2、在分析拓展装置优缺点和制取气体的过程中，体验、反思和完善实验设计，掌握基本实验技能，树立多角度、多层次地观察和分析问题的能力。
【情感、态度与价值观】
1、通过实验、问题的讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质；
2、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，形成持续不断的学习兴趣。
教学重、难点
重点：采用活动与探究的方式研究实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和收集方法。
难点：分析比较装置的优劣，并能灵活选择气体发生装置。
教学过程
一、温故知新
回顾氧气的实验室制法，完成下表；分析归纳实验室制取气体必须研究的主要问题。
可供选择的装置：
药品 高锰酸钾 氯酸钾与二氧化锰 过氧化氢与二氧化锰
反应原理
发生装置 （填字母，下同）
确定气体发生装置的因素：
收集装置 ，（原因： ）； ，（原因： ）
确定气体收集方法的因素：
检验方法 方法：
检验气体时应利用气体的 性质
验满方法
你认为实验室制取气体必须研究的三大问题是
步骤1：学生回顾并在学案上完成表格
步骤2：教师抽取个别学生学案投影展示，与学生一起点评、订正。
步骤3：与学生一起归纳实验室制取气体必须研究的三个问题：
①需要研究实验室制取气体的化学反应原理；
②需要研究制取这种气体所应采用的实验装置（发生装置和收集装置）；
③需要研究如何验证制得的气体就是所要制制的气体。
【设计意图】通过制取氧气的知识回顾，从方法的角度，为明晰二氧化碳制取的研究思路奠定基础，增强学生对气体研究方法的认识体验。
二、合作探究
【探究活动1】：探究实验室制取二氧化碳的反应原理
1、列举你知道的能生成二氧化碳的反应，讨论这些反应能否用于实验室中制取二氧化碳，简要说明理由。
步骤1：学生回忆并在学案上写出一些有二氧化碳生成的反应
步骤2：选几个学生所写的反应（板书），学生讨论能否用作实验室制取二氧化碳
如：C + O2 CO2 CaCO3 CaO + CO2
C +2 CuO 2Cu + CO2 石蜡 + 氧气 H2O + CO2
步骤3：在学生讨论的基础上与学生一起归纳
实验室制取气体药品选取原则是：
①反应条件是否容易达到； ②产生气体的量的多少；
③收集的气体是否纯净； ④装置、操作是否简单；
⑤原料是否易得、价廉； ……
2、观察与分析
分析那个反应最适合实验室制取二氧化碳
实验药品 实验现象 实验分析
碳酸钠和稀盐酸
石灰石和稀硫酸
石灰石和稀盐酸
【讨论】上述三个反应中，哪一个比较适合于实验室制取二氧化碳气体？为什么？
【结论】实验室制取二氧化碳气体最理想的药品是：
反应方程式：
步骤1：教师演示实验，学生观察现象并在学案上完成表格
步骤2：学生依次讨论以上三个反应，比较哪一个最适合于实验室制取二氧化碳气体，并说明理由。
步骤3：师生一起归纳得出实验室制取二氧化碳的最佳药品，写出反应方程式：
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
【设计意图】通过对有二氧化碳生成的一组反应的回忆和分析，通过一组探究反应速率的对比实验，呈现实验室制取二氧化碳反应原理的认识过程，帮助学生领悟确定二氧化碳制备原理时应考虑的因素，提高学生对二氧化碳制备原理的认识层次。
【探究活动2】：探究实验室制取二氧化碳的发生装置
1、右图是实验室制取氧气的两套常用装置
实验室制取二氧化碳可用哪套发生装置，为什么？
媒体展示装置，学生选择并说明理由
2、下面是一些可用于实验室制取二氧化碳的发生装置，请讨论分析它们的优点和不足，其中哪一套最适合实验室制取二氧化碳
通过讨论优，与学生一起选出实验室制取二氧化碳的最佳装置。
【设计意图】：通过比较，对固液常温型装置进行拓展，培养学生的开放思维能力。
【探究活动3】：探究二氧化碳收集装置
下图是实验室收集气体的常用装置
【讨论】实验室收集二氧化碳可用哪套装置，为什么？
【温馨提示】有关二氧化碳的相关信息：①二氧化碳能溶于水并与水反应；②相同条件下，气体的密度与相对分子质量成正比关系，即相对分子质量越大密度就越大；③空气的平均相对分子质量为29。
【设计意图】：本步骤难度较小，旨在复习巩固收集装置的选择依据。
【探究活动4】：探究二氧化碳的检验和验满
步骤1：回顾第一单元课题2中所学验证二氧化碳的方法和检验氧气含量多少的方法，引导学生探究二氧化碳的检验方法和验满方法
步骤2：师生归纳二氧化碳的检验方法和验满方法。
【设计意图】：鉴于二氧化碳和澄清石灰水的反应、二氧化碳不能支持燃烧的性质，学生已经有所了解，因此，这一教学环节设计较简略。主要是采用对比的思维方式，让学生明白验证二氧化碳和验满二氧化碳两种方法的区别。
【探究活动5】：动手制取一瓶二氧化碳并验满
步骤1：复习制取氧气的操作步骤，讨论制取二氧化碳的操作步骤
①按要求连接好仪器 ②检查装置的气密性（如何检查？）
③装入药品（先加固体，后加液体） ④收集并验满气体
步骤2：分组操作，制取一瓶二氧化碳并验满
【设计意图】：解决了实验室制取二氧化碳气体值得研究的几个主要的问题之后，安排学生制取一瓶二氧化碳气体的实验，一是巩固研究成果，二是训练学生的实验技能。穿插“配有长颈漏斗发生装置的气密性该如何检查”的讨论，培养学生的反思习惯和反思能力。
三、达标检测
1、实验室制备并收集CO2，有以下操作步骤：
①检查装置的气密性 ②连接装置 ③加入大理石 ④加入稀盐酸 ⑤收集 ⑥验满
其中排列顺序正确的是（ ）
A.①②③④⑤⑥ B. ②①④③⑤⑥ C.②①③④⑤⑥ D.②③④①⑤⑥
2、实验室收集CO2的正确方法是( )
A.排水法 B.向下排空气法 C.向上排空气法 D.排水法和向上排空气法
3、检验CO2气体是否收集满的方法是 （ ）
A.将燃着的木条伸入集气瓶内 B.将带火星的木条放在集气瓶口
C.将少量澄清的石灰水倒入集气瓶中、振荡 D.将燃着的木条放在集气瓶口
4、下列气体只能用向上排空气法收集的是 （ ）
A. H2 B.O2 C.CO2 D.O2和CO2
5、结合下列装置图回答问题（以下所选装置均填装置代号）
（1）实验室制取和收集CO2时应选用 两种装置相连接，反应的化学方程式为 。
（2）通常状况下，氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体，实验室常用加热氯化铵与熟石灰固体混合物的方法来制取。制取气体的发生装置应选用 ，收集装置应选用
（3）甲烷（CH4）是一种无色、无味的气体，比空气轻，极难溶于水。实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰两种固体混合物的方法甲烷。制取甲烷的发生装置可选用 ，收集装置应选用
（4）已知硫化氢(H2S)是一种密度大于空气，能溶于水的气体，实验室用硫化亚铁块状固体和稀盐酸反应制备（无须加热），则可以选用 装置制备，选用 装置收集。 ( http: / / img.bimg. / photo / XF6orKt9QXC6rZFxPgp6xA== / 2023805082550393479.jpg" \t "_blank )
（5）氢气(H2)是相同条件下密度最小的气体，难溶于水。实验室中可以用金属锌与稀硫酸反应制取氢气，其发生装置应使用 收集装置可选用 。
高温
点燃
点燃
高温

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