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探究《二氧化碳的实验室制法》教学设计
一、教学设计思路
二氧化碳的实验室制法是第六单元《碳和碳的氧化物》的重要内容。本节课我的设计思路是通过生日歌引入课题,然后以氧气的实验室制备过程为线索，引导学生归纳实验室制取气体时的思路和方法，并依此为序引出实验室制取二氧化碳所需要考虑的问题，再通过学生探究，教师引导总结出制取二氧化碳的理想药品、装置、收集方法以及验满和检验的方法，在整个教学进行过程中穿插教师提问、学生的思考与讨论等活动，提供给学生完成任务及合作交流的的空间和时间，让问题层层深入、思维环环相套，真正体现探究实验教学的目的。
二、教学目标
知识与技能方面：
1、了解实验室中制取二氧化碳所用的药品、反应原理；
2、初步学会实验室制取二氧化碳的操作、收集及检验方法；
过程与方法方面：
1、探究实验室制取二氧化碳的装置、药品，并利用设计的装置制取二氧化碳；
2、学会对仪器的使用以及观察实验现象的方法；
3、通过探究活动过程，体验化学实验方法的科学性，了解实验室制取气体的思路和方法；
4、初步认识观察分析、讨论、归纳、总结、理解及运用的科学方法过程。
情感态度与价值观方面：
1、创设制取二氧化碳的问题情境，丰富学生的科学体验；
2、体验科学探究的乐趣，激发学生学习化学的兴趣。
三、教学重难点及突破
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的选择，并利用设计装置制取二氧化碳。重点突破：通过提问让学生思考教材中能产生二氧化碳的反应，师生共同探讨实验室制取二氧化碳的药品。
教学难点：探究实验室制取二氧化碳的实验装置。难点突破：通过引导学生回忆实验室制取氧气的实验装置图，让学生分析对比两套装置，从而确定实验室制取二氧化碳的实验装置。
四、教学过程
1.新课导入：
一首生日快乐歌，祝愿我们大家永远快乐，一个小小心愿，但愿都能实现，一块甜甜的蛋糕，祝福大家生活永远甜蜜。（幻灯片切到蛋糕图片）这些蛋糕的细孔是怎样形成的呢？原来，面团发酵时产生了二氧化碳，二氧化碳使面团生成了许多小孔，这样我们吃的时候感觉很松软很可口。面团发酵会产生二氧化碳，那么我们实验室里如何制取二氧化碳呢？今天我就和大家一起探究二氧化碳的实验室制法。
（设计意图：通过图片、生日歌，创设问题情境，调动学生的积极性，活跃课堂气氛）
【板书：二氧化碳的实验室制法】
2.知识回顾
过渡：在第二单元，我们探究过实验室制取氧气的方法，请同学们观看大屏幕，回忆相关知识。
（1）学生回顾（投影表1）
表1：实验室制取氧气的知识回顾
药 品 KMnO4 H2O2溶液和MnO2
反应原理 KMnO4 → K2MnO4+MnO2+O2↑ H2O2 → H2O+O2↑
反应物状态 固体 固体、液体
反应条件 加热 不需加热
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，则该气体是氧气。
验满方法 用带火星的木条放在瓶口，木条复燃，则证明已满。
图1：供选择的实验装置
图1：供选择的实验装置
（2）教师总结：由氧气的实验室制法我们可以得出，反应原理、制取装置、实验操作，是探究实验室制取气体的主要内容，具体的研究思路是：确定制备气体的反应原理→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什么，收集装置确定的依据是什么）→实验操作（在操作中，如何验满和检验）。接下来，我们就沿着这一思路来探究二氧化碳气体的实验室制法。
（ 设计意图：前后知识产生联系，实现思维的迁移）
3.探究活动1：探究实验室制取二氧化碳的反应原理
（1）提问：在我们所学过的反应中，有哪些反应可以产生二氧化碳呢？实验室里能选用这些反应来制备二氧化碳吗？
（2）师生活动（投影表2）
表2：能够产生二氧化碳气体的反应
生成二氧化碳的反应 能否用于实验室制取二氧化碳及理由
1 C+O2 → CO2 不能，制得的气体可能不纯
2 石蜡+氧气 → 二氧化碳+水 不能，制得的气体可能不纯
3 H2CO3 → H2O + CO2 不能；反应比较难控制
4 NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2 不能；制得气体可能不纯
（3）教师讲述：我们所熟悉的这些能够产生二氧化碳的反应，因为生成的气体可能不纯、反应很难控制等原因，都不能用于实验室制取二氧化碳应。那么我们能不能根据面团的发酵原理得到我们实验室制取二氧化碳的方法。介绍发酵原理，原来一些酸性物质会和像碳酸氢钠、碳酸钙这类物质反应生成二氧化碳，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二氧化碳？
（设计意图：通过对各种反应优越点的讨论交流，初步感知实验室制取二
氧化碳应具备的基本要求，开阔了学生眼界和知识面，让学生学会比较和筛选。）
（4）教师演示实验
①投影实验内容（投影）
图2：三个对比实验的示意图
②教师讲述：在进行实验时，我事先已准备好碳酸钠和碳酸钙分别约5g放入试管中；现在我向第1、2支试管中分别加入约相同体积等浓度的稀盐酸向第3支试管加入约相同体积的稀硫酸，观察和对比三个反应中气泡产生的快慢。
③学生填写表格（投影）
表3：石灰石、碳酸钠与稀盐酸、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.稀盐酸和块状石灰石 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
④引导学生分析哪种反应适用于实验室制取二氧化碳气体。
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：制得的气体较纯、反应容易控制、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二氧化碳气体的反应
【板书：一、反应原理】
（5）投影反应原理
CaCO3+ 2HCl== CaCl2+H2CO3 ；H2CO3 ====== H2O+CO2↑
总反应的化学反应式：CaCO3+2HCl==== CaCl2+H2O+CO2↑
板书：CaCO3+ 2HCl===CaCl2+H2O +CO2↑
（设计意图：充分利用对比实验，突出几种方法的优越点，达成选取制取二氧化碳药品的共识，在学生讨论的基础上，教师对重要知识点加以梳理，使学生形成强化概念）
4.探究活动2：探究实验室制取二氧化碳的装置。
【板书：二、制取装置】
（1）师生活动（投影）
①提问1：选择二氧化碳的发生装置时要考虑哪些因素？请一位同学说一说
这两个方面的情况。由此可推知，实验室制取二氧化碳的发生装置和哪一个反应的发生装置相似。
【板书：发生—固液、不加热】
（设计意图：通过前面两种气体发生装置的对比，使学生能总结出气体制取的一般思路，同时也养成分析、比较、归纳的能力）
②提问2：选择二氧化碳的收集装置时要考虑的因素又有哪些？由此可推知，收集二氧化碳气体应该采用——向上排空气法。
【板书：收集—向上排空气法】
（设计意图：从氧气的收集方法入手，引出确定收集方法应考虑气体的溶解性、密度等因素）
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（投影）——相信你会选择
现提供如下装置，你会选择怎样的发生和收集装置来制取二氧化碳呢？
图3：供选择的实验装置
①学生选择 C、E 或A、E 。
②提问3：C装置中用到了长颈漏斗，该仪器的作用是什么？值得提醒的是：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。
5.探究活动3：制取一瓶二氧化碳气体
实验前，我们还必须明确两个问题，一是实验的步骤，二是操作的要点.现同学们选择图3中的仪器自己制取一瓶二氧化碳气体。
【板书三、实验步骤—连、查、装、收】
（1）学生回忆操作步骤（投影）——相信你会操作
①按要求连接好仪器
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
（2）讲述：相关的操作要点与实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气相同。
（设计意图：鼓励学生积极动手参与、反思实验探究活动，使学习过程更加生动形象，激发学生潜在的主动性和创造性，让学生成为探究活动的主体）
讲述：收集二氧化碳我们用的是向上排空集气法，如何知道二氧化碳收集满了呢？
验满：用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明气体已经收集满。
验证：将气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，则证明气体是二氧化碳；
【板书：四、验证—澄清的石灰水；验满—燃着的木条】
五 、课堂小结板书
课题: 二氧化碳的实验室制法
（一）、反应原理：
石灰石（或大理石）和稀盐酸反应
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O +CO2↑
（二）、制取装置：
1、装置设计思路：
气体发生装置：由反应条件和反应物状态决定；
气体收集装置：由气体溶解性和气体密度决定。
2、发生装置 — 固-液不加热型
3、收集装置— 向上排空气（因为二氧化碳的密度比空气的大）
（三）、实验步骤：连、查、装、收
（四）、CO2的检验和验满
1、检验CO2方法：向集气瓶中倒入少量澄清的石灰水，如果石灰水变浑浊，该气体就是二氧化碳。
2、怎样检验CO2已收满？
用一根燃着的木条放在集气瓶口，如果看到木条熄灭，说明已满。
六、教学设计反思
本节课通过演示实验、探究实验、提问等多种教学手段的运用，让学生体验科学探究的乐趣，激发学生学习化学的兴趣。初步确立了实验室制取气体的一般思路和方法。这样不仅能吸引学生的注意力，还可以寓教于乐，以情激学，培养学生的创新意识，激发学生创新思维，使学生在知识和技能方面都得到了培养。
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MnO2
点燃
点燃
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