资源简介

《二氧化碳制取的研究》教学设计
第一课时
★学习内容分析
内容一：探究制取二氧化碳的理想原料
我给出浓盐酸、稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、碳酸钙等药品和试管若干，并提出让学生从价格便宜、反应速度适中、利于收集、气体纯净、操作简便等方面去选择原料，然后让学生以小组为单位，自己动手操作、讨论、探究、找出自己认为理想的原料，这样设计既让学生认识到对比观察的科学探究方法，又注重了学生获取新知的体验学习。找到了理想的原料后，就要选择适宜的装置。
内容二：探究制取二氧化碳的实验装置：引导学生从药品状态、反应条件及生成气体性质等方面分析选择。
★学情分析
学生已经学习过的氧气的实验室制法，对于气体的制法与收集较为熟悉，懂得气体的收集方法与物理性质有关，并且学生懂得要制取某种物质，必须通过含有该物质元素的其它物质通过化学变化或物理变化来实现，如何制取二氧化碳学生很快想到的是木炭的燃烧，碳还原氧化铜，除了看书之外不会想到用大理石与盐酸反应来制取，所以要在课前安排学生查览资料，思考并收集能产生二氧化碳的物质。
★三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道实验室制取二氧化碳所用的药品、发生装置的选取、操作步骤、检验和收集方法。
(2)初步解释选择所用试剂、装置及收集方法的原因。
(3)通过对二氧化碳制取的研究，提高和锻炼学生小组协作设计并完成一些
简单的化学实验的能力。
2、过程与方法
活动探究、对比探究、合作交流、讨论归纳相结合的教学法。
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。通过师生间、学生间合作学习，研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发学生探究欲。
★教学重点
1．实验室制取二氧化碳的原理
2．实验装置的设计与选择
3．二氧化碳的收集方法及验满。
4．实验室制取二氧化碳的操作步骤。
5．实验室制取氧气、二氧化碳气体的比较。
★教学难点
实验装置的设计与选择
★教具准备
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、课件。
药品：块状大理石、碳酸钠粉末、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水。
★本节课的设计思路
创设情境组织讨论能生成二氧化碳的反应→通过实验导学并了解实验室制备二氧化碳的药品及反应原理→回忆实验室制取氧气的方法及装置确定实验室制取二氧化碳的装置。→让学生设计、展示、并动手完成二氧化碳的制取。→随堂小结，结合讲学案做检测题→展示解疑布置作业。
★教学过程
【课前自测】
1、写出实验室用加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式。
2、写出实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的化学方程式。
3、写出实验室用加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式。
【新课导入】
让学生回忆实验室制取氧气及思考能生成二氧化碳的方法导入新课。
【问题思考】
可以产生二氧化碳的化学反应有很多，请大家回忆并总结一下这些反应能否用于在实验室里制取二氧化碳？说明理由。引导学生从是否消耗能源、材料是否经济、操作是否简便以及是否符合环保等方面考虑，合理选取和利用物质，并且尽可能符合绿色化学的要求。（要求学生列举到课本P1164表中）
【活动与探究】（课本P116页）
生成二氧化碳的反应 能否用于实验室里制取二氧化碳和理由
C+O2点燃 CO2 不能，木炭在氧气中燃烧，CO2中可能含有多余的O2或不完全燃烧产生的CO
C+2CuO高温 2Cu+CO2↑ 不能，制得的CO2中可能混有CO，尾气需处理
CO+CuO △ Cu+CO2 不能，反应需高温，制得的CO2中含有CO
H2CO3==H2O+CO2↑ 不能，碳酸不稳定
CaCO3高温 CaO+CO2↑ 不能，反应需高温
【实验连线】
自主探究：
【讨论】CO2的实验室制法
⑴选择药品：小天对三组药品进行了研究，完成实验并记录：
组别 药品 实验现象
块状石灰石和稀硫酸 反应太慢，且反应很快停止
块状石灰石和稀盐酸 产生气泡，反应适中
碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡，反应很快
【讨论】从制取和收集的角度分析，一般选择第 组药品，该组药品发生反应的化学方程式为 ；不选择其他两组药品的原因是 。
【提问】制取二氧化碳的反应原理？
【讲述】CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2CO3
H2CO3 = H2O + CO2↑
总：CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑
【讲述】给同学们一分钟的时间来记忆该反应原理。
【板书】一、反应原理：
药品：大理石或石灰石和稀盐酸
CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑
[板书]二、实验室里制取二氧化碳的实验装置
[提问]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，选择装置时要考虑哪些因素呢？
[板书]1、装置的选择
[投影]
固体或固体混合物反应
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）
回忆实验室制取氧气，填表P114（反应物及状态、反应条件）
密度比空气大——向上排空气法
排空气法 密度比空气小——向下排空气法
（要求所制气体密度与空气相差较大且不与
气体收集装置 空气中气体发生反应，特点是制得的气体干燥但不纯净）
排水法 （要求所制气体不易溶于水，且不与水发生反应，特点是制得的气体纯净但不干燥）
回忆氧气的性质，填表P114（溶解性、密度）
2、活动与探究：实验室里制取二氧化碳
（1）二氧化碳和氧气制取方法及相关性质的比较
分析并比较二氧化碳和氧气性质和制取上的异同点。填表P114。通过对比，找出相同点，引导学生对知识迁移，能选择实验室制取二氧化碳的简易装置；验满方法和检验方法。
表Ⅱ 反应物及状态 反应条件 发生装置 收集装置 溶解性是否与水反应 密度
氧气 KMnO4(固体) 需加热 不易溶于水且不与水反应 比空气大
H2O2和MnO2（液体和固体） 不需加热
二氧化碳 CaCO3和HCl（固体和液体） 不需加热 可溶于水且与水反应 比空气大
[投影]教师对上述简易装置逐步提出要求，分析优缺点，引导学生对装置进行改进，揭示知识的构建过程，帮助学生掌握研究和设计的方法、途径。
3、归纳总结
实验室制取二氧化碳的原理、实验装置、 收集方法、验满方法以及检验方法
在课堂气氛高涨的时候及时提问：实验制取二氧化碳在选择仪器时需考虑哪些方面的问题？（例如大的方面要考虑反应物的状态、反应条件。细小方面要考虑节约药品和对反应的控制等。）从而引导学生回归主题，及时的把探究过程中的点滴收获汇总、凝炼、升华，为下节课做好铺垫。
【课堂练习】
1.实验室里制取二氧化碳时，都可以选用的酸是 （ ）
A．稀硝酸 B．稀盐酸 C、稀硫酸 D．浓硫酸
2.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
3.证明集气瓶中收满二氧化碳的正确方法是 （ ）
A.加入澄清石灰水 B.加入紫色石蕊试液
C.把燃着的木条放在集气瓶口 D.把燃着的木条伸到集气瓶内
4.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检验装置气密性 ②按要求装配好仪器 ③向长颈漏斗中注入稀盐酸 ④收集气体 ⑤向广口瓶中放入几小块大理石，其中正确的顺序是（ ）
A.①②③④⑤ B.②①⑤③④ C.②①③④⑤ D.③④⑤②①
5.实验探究
请根据右图回答下列问题。
（1）仪器a的名称是 。
（2）写出锥形瓶内反应的化学方程式： 。
（3）锥形瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是 。
（4）实验室一般用向上排空气法收集二氧化碳气体，试问能否用用水法收集到二氧化碳？ 请说明理由。（已知：通常状况下1L水大约能溶解1L二氧化碳气体） 答： 。
【答案】1、B 2、D 3、C 4、B 5、(1)长颈漏斗
（2）CaCO3 + 2HCl ==== CaCl2 + H2O + CO2 ↑ (3)装置气密性不好等合理答案
（4）二氧化碳能溶于水。
【规律】实验室制取气体的发生装置是由反应物的状态和反应条件决定的。
【教师讲解】5、（3）火焰不熄灭的原因可以有多种，例如：长颈漏斗没伸入液面下，气体从长颈斗逸出……。（4）CO2能溶于水，会导致收集不到气体。
【教师点拨】学以至用，懂得把知识用到解题上；发散思维，结合以前学过的知识，也可把它当成参照物，看能否在解题上得到帮助。
【课后作业】
1、根据表中五种气体在标准状况下的密度和溶解性，回答下列问题：
空气 NH3 CH4 HCl O2
密度/g L﹣1 1.293 0.77l 0.717 1.629 1.43
溶解性 ﹣﹣ 极易溶 难溶 极易溶 难溶
（1）既能用排水法，又能用向上排空气法收集的气体是　 　。
（2）只能用向上排空气法收集的气体是 。
2.通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置。请结合下图回答问题：
⑴请填写标号仪器的名称：①__________，②___________；
⑵实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时，发生装置应选 ，应选用的收集装置是________，用该装置收集的气体所具有的物理性质是_________________，制取二氧化碳气体时发生反应的化学方程式为 。
3、下面是实验室制取和收集气体的装置，请按要求作答：
（1）仪器a的名称是________。
（2）用B装置制取气体并能随时停止反应，上部与下部对接应选_______（填“b”、“c”）。
（3）从装置A～D中选择：加热KMnO4制取O2并用排水法收集，应选用图中的________（填字母）；实验室制取并收集CO2应选用图中的_______（填字母）。
（4）用装置E排空气收集H2，气体应从导管的________（填“d”、“e”）端进入；若制取O2用F装置排水收集，请将图F补画完整
【答案】1、（1）O2 （2）HCl
2、（1）试管 酒精灯 （2）B D 密度比空气大且能溶于水CaCO3 + 2HCl === CaCl2+H2O + CO2 ↑
3、（1）酒精灯 （2）C （3）A D 、B C (4) e 画图略
★连接中考
1、（湖南株洲）鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。将一个新鲜鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的玻璃杯中，可以观察到鸡蛋冒气泡，该气泡的主要成分是（ ）
A.H2 B.CO2 C.O2 D.N2
点拨： 碳酸钙和稀盐酸发生反应，生成的气体是CO2 。答案：B
2、 下列有关制取干燥的氧气或二氧化碳的实验设计中错误的是(　　)
(提示：浓硫酸不与二氧化碳、氧气反应，易吸水，可作干燥剂)
点拨：无论是二氧化碳的验满还是氧气的验满，都要把燃着的木条或带火星的木条放在瓶口，不能伸入瓶内。答案：C
▲优秀中考题精选
1、某学生设计了图6-3所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为（　　）
点拨：A中的试管底部有缺口，只要放入烧杯中，稀盐酸可以随时进入试管产生气体，不用时可以随时移出试管，故可以控制反应的进行；B中虽然有带孔的塑料片，但是稀盐酸总是浸没大理石，所以无法控制反应的停止；C中石灰石在有孔塑料片上，打开开关，稀盐酸就会浸没石灰石产生气体，关闭开关，压强增大，盐酸又被压到塑料片以下，可控制反应的进行；D中的原理同A，可以上下移动铜丝控制反应的进行。答案：B
2、超临界CO2流体是一种具有和水相似、能阻燃、溶解能力强的溶剂，被誉为“绿色环保溶剂”。下列说法正确的是(　　)
①超临界CO2流体性质特殊，因此，与干冰的化学组成不同
②CO2是自然界中存在的物质，它参与自然界的碳元素循环　
③超临界CO2流体是一种特殊的物质，容易燃烧　
④超临界CO2流体可代替许多有害、有毒、易溶剂
A．①② B．②④ C．①③ D．①②③④
点拨：从提供的信息看，超临界CO2流体是一种特殊状态的CO2，化学性质与二氧化碳相同。答案：B
★板书设计
二氧化碳气体实验室制取的研究
（一）药品及反应原理
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：CaCO3 + 2 HCl === CaCl2 + H2O + CO2 ↑
（二）装置的确定
发生装置
收集装置
（三）实验室制取二氧化碳
发生装置：固体液体不加热型
收集装置：向上排空气法
验满：用燃着的木条放在集气瓶口，熄灭则满
检验：倒入澄清的石灰水，振荡变浑浊则是二氧化碳
★设计思路（500字左右）
本课题主要研究实验室里如何制取二氧化碳。教材首先给出了实验里制取二氧化碳的化学反应原理，然后探究实验室里制取二氧化碳的装置，最后总结出实验室里制取气体的一般思路和方法。探究是分步设计的：
1、给出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，这是探究的基础。
2、以填写表格的形式，引导学生根据制取原理，从反应物的状态、反应条件来比较二氧化碳和氧气的制取；从气体的密度与空气的比较、是否溶于水和是否与水反应等方面比较二氧化碳和氧气的相关性质。
3、在上述比较的基础上，分析实验室里制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置有什么不同，并设计制取二氧化碳的装置。
创设情境组织讨论能生成二氧化碳的反应→通过实验导学并了解实验室制备二氧化碳的药品及反应原理→回忆实验室制取氧气的方法及装置确定实验室制取二氧化碳的装置。→让学生设计、展示、并动手完成二氧化碳的制取。→随堂小结，结合讲学案做检测题→展示解疑布置作业。
★教学反思（500字左右）
在课堂气氛高涨的时候及时提问：实验制取二氧化碳在选择仪器时需考虑哪些方面的问题？（例如大的方面要考虑反应物的状态、反应条件。细小方面要考虑节约药品和对反应的控制等。）从而引导学生回归主题，及时的把探究过程中的点滴收获汇总、凝炼、升华。4、巩固提高
（1）、从现实生活中找一些实验替代品，自己动手设计制取二氧化碳的装置，并完成制取二氧化碳的家庭小实验，以提高学生理论联系实际的能力。
（2）、通过对实验室制取氧气和二氧化碳的类比，让学生找到规律，指导探究其他气体的制取，从而锻炼学生对知识举一反三的能力，使学生的思维得以发散，提升对知识间的联系和迁移的把握。
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