资源简介

二氧化碳制取的研究教学设计
教材分析：
本节课安排在学生学习了碳的单质和化学性质之后，起着由浅入深的作用。它是培养学生在实验室中制取气体时，形成药品的选择、装置的设计、实验的方法及实验改进等思路的最佳素材。上好本节课对学生今后学习元素化合物知识、提高化学基本实验技能及实验探究能力都有着深远影响。 教材在的二单元已经学习实验室制取氧气的内容，因此学生对于实验室气体有了初步认识，在此基础上讲解二氧化碳的制取，可以更好地突破难度、掌握重点。
学情分析：
学生在之前的学习实验室制取氧气的过程中，已经初步掌握了实验室制取气体的方法，因此已经具备了一些能力。在此基础上开展制取二氧化碳的教学难度降低了，但仍然出现一些错误：1.选择药品时，可能会将稀盐酸与稀硫酸混淆，将大理石和碳酸钙混淆；2长颈漏斗的使用方法；3装置气密性的检验；4二氧化碳的检验与验满。这些都需要老师加以指导。
1、 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；
③ 了解实验室制取气体的一般思路和方法。
2.过程与方法
通过实验室制取氧气的方法和设计思路，探究实验室制取二氧化碳的药品和实验装置，让学生初步学习科学探究的基本过程和方法，体验化学实验的方法和科学性。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、创新、合作的科学品质。通过师生之间、同学之间合作学习、探究学习，体验探究成功的乐趣，激发学生探究欲。
二、教学方法分析：
1.教法分析：启发引导、活动探究、对比研究、合作交流、讨论归纳相结合的教学法。
2.教学手段：分组实验和演示实验现场教学，多媒体辅助教学。
三、学法指导：
通过本节课的教学，引导学生分析、归纳，探究气体制法的设计思路，培养学生在学习中发现、思考一些问题，经分析、探究、总结形成理论，再将理论应用于解决实际问题的能力和实验能力，让学生学会探究学习的方法。
四、教学重点、难点
教学重点：探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置，并利用装置制取二氧化碳。
教学难点:探究实验室制取二氧化碳的药品及反应装置。
五、教学过程：
【引入新课】
我们知道二氧化碳是一种非常重要的气体，它是绿色植物光合作用的原料，对整个生物圈都有十分重要的作用，也是初中化学实验室制取的重要气体。今天我们就一起来学习这种气体的实验室制备。
【讲解】实验室制取二氧化碳气体选用的药品是：大理石（或石灰石）、稀盐酸
盐酸中的主要成分是HCl，大理石的主要成分是CaCO3
反应原理是：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3
H2CO3=H2O+CO2↑
合并：CaCO3+2HCl=CaCl2 +H2O+CO2↑
【提问】我们知道还有很多化学反应可以得到二氧化碳气体，为什么非要选择大理石（或石灰石）、稀盐酸制取二氧化碳气体？
【讲解】实验室制取气体药品选择的原则是：
①反应条件是否容易达到；
②产生气体是否有利于收集；
③收集的气体是否纯净；
④装置、操作是否简单易行；
⑤原料是否易得、价廉。
小组讨论可以通过哪些化学反应得到二氧化碳气体？
（1） 木炭燃烧
（2） 木炭还原氧化铜
（3） 酒精燃烧
（4） 生物体的呼吸作用可产生二氧化碳
与学生一起讨论这些反应的利弊：上述反应有的是因为产生的气体不纯有的是因为条件太苛刻不容易达到且耗能较多，还有的产生气体不有利于收集。
【讨论】为什么不能用碳酸钠与稀盐酸反应制取二氧化碳呢？
【演示实验】取一只洁净的试管加入碳酸钠与稀盐酸
学生通过观察实验现象知道反应速率太快来不及收集
【演示实验】将碳酸钠换成大理石，加入稀盐酸
学生观察发现产气均匀连续，适合实验室制取气体
【提问】为什么不能使用浓盐酸呢？
【演示实验】学生观察浓盐酸，发现瓶口出现白雾，有刺激性气味。
得出结论浓盐酸有挥发性，会使产生的气体混有氯化氢气体。
【提问】为什么不能使用硫酸呢？
【实验】取一只洁净的试管，加入大理石与稀硫酸
学生通过观察知道反应刚发生就会停止。给学生讲清原理：硫酸与大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会包裹在大理石表面，反应无法继续。
【讲解】药品选择好之后我们来确定制取装置
下面我们一起来回顾实验室制取氧气，来确定如何制取二氧化碳气体。
发生装置
反应物及状态 反应条件 装置图
氧气 高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰都是固体 加热 固体加热型
过氧化氢和二氧化锰固体和液体 不加热 固、液不加热型
收集装置
氧气 与空气的密度比较 在水中的溶解性
比空气的密度大 不易溶于水
向上排空气法 排水集气法
总结：实验室里制取气体装置的确定
实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素。
固体和固体反应
反应物的状态 固体和液体反应
气体发生装置
液体和液体反应
……
反应条件（是否需要加热、加催化剂等）
密度比空气大的——向上排气法
排空气法
气体收集装置
密度比空气小的——向上排气法
排水法（不易溶于水、不与水发生反应）
制取二氧化碳药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。
反应物的状态：固体和液体；反应的条件：常温
【总结】制取二氧化碳选择固液常温型装置
【总结】二氧化碳不支持燃烧，能使澄清的石灰水浑浊，密度比空气大，可以溶解与于水。此时可以为气体的收集装置为向上排空气。
【选择制取装置】装置 发生：固、液不加热型
收集：向上排空气
【对比学习】
检验 验满
O2 带火星的木条伸入集气瓶中，观察是否复燃 带火星的木条放在集气瓶口，观察是否复燃
CO2 通入澄清的石灰水中，观察是否浑浊 燃着的木条放在集气瓶口，观察是否熄灭
通入澄清的石灰水中 CO2+Ca(OH)2=CaCO3 ↓+H2O
【提问】为什么不用燃着的木条熄灭来检验CO2？
因为能使燃着的木条熄灭的不仅只有CO2，还可能是别的气体，比如N2 Ne，但是能使石灰水浑浊的一定是CO2。现象明显，操作简单。
总结制取二氧化碳的步骤：
（1）按要求连接仪器；（2）检查装置气密性；
（3）装药品（先固后液）；（4）收集；
（5）验满。
【学生活动】小组制取并收集一瓶二氧化碳气体。学习检验和验满操作
固、液不加热型
该套装置可以用来制取较少量的CO2气体
1、若要制取较多量的CO2气体，可以把试管换成哪些仪器？
2、若想在制气的过程中补充酸液，或控制酸液的加入量，可设计什么样的装置
3、若想控制反应的发生和停止，还可怎样设计装置呢？
下面，请同学们利用桌子上提供的仪器，再设计组装一套制取二氧化碳的发生装置，来解决我们提出的某些问题（这套简易装置除外）。结合制取装置选择的原则，让学生确定制取二氧化碳的装置。
学生可以单独完成也可以小组讨论完成。每个学生至少要完成两到三套装置。
老师点评。
难点突破：（检查装置气密性的方法）用止水夹夹紧胶皮管，向长颈漏斗中注水，液封后在长颈漏斗中形成一段水柱，且过一段时间水柱不再下降则气密性良好。
【自评】
1、实验室选择制取气体的装置时，可以不考虑的因素是（ ）
A．反应物的性质和状态 B．反应条件
C．所制气体的性质 D．所制气体的颜色
2、实验室制二氧化碳时无需用到的仪器是（ ）
A、集气瓶 B、酒精灯 C、导气管 D、长颈漏斗
3、甲烷的实验室制法：用无水醋酸钠和碱石灰两种固态药品，经研磨均匀混合后装入反应装置中，加热产生甲烷气体。甲烷气体是无色、无味，比空气轻，极难溶于水的气体。
⑴本实验的气体发生装置可选用_____________________________（高锰酸钾分解制氧气或双氧水分解制氧气）的气体发生装置。
⑵甲烷气体的收集方法可采用________ 或______收集。
4、下图是小新同学设计的实验室制取二氧化碳气体的装置图，请指出此装置图中的错误？
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