资源简介

《二氧化碳制取的研究》教学设计
【教学目标】
知识与技能
1． 能说出并能用化学方程式表示实验室制取二氧化碳的原理
2． 初步学会实验室制取二氧化碳的反应装置、收集方法和验证方法。
过程与方法
通过实验室制取二氧化碳的研究与实践，初步形成实验室制取气体的一般思路和方法。
情感态度和价值观
在实验室制取二氧化碳的研究与实践过程中，培养学生相互合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神
【教学重点】实验室制取CO2的反应原理和实验装置。
【教学难点】确定实验室制取气体的发生装置和收集装置的一般方法。
【教学方法】小组合作学习
【教学过程】
一．创设情景，引入新课
师：同学们，老师隆重的为大家介绍一位天王巨星（PPT），猜猜他是谁？下一位天王巨星他会是谁呢？（PPT），好了，欣赏完几位重量级的巨星风采之后，我要检验一下同学们的观察能力了。他们几位代言的产品是什么？你们知道从中逸出的气泡主要是什么气体的气泡吗？怎么检验？（教师演示：将带导管的橡皮塞塞住可乐瓶口，将产生的气体导入澄清的石灰水中，有什么现象？）由澄清石灰水变浑浊我们知道了可乐里面逸出的气体的确是二氧化碳。今天，我们就一起来研究二氧化碳的制取。（板书课题）
二．新知探究
1.【探究活动1】.探究实验室制取气体的思路
师：在第2单元我们曾研究了氧气的制取。现在请同学们观察大屏幕，回忆相关的知识，看对我们研究二氧化碳实验室制取有啥启发。高锰酸钾和过氧化氢溶液它们分解的产物分别是什么？我们再来对比这两个反应的反应物状态、反应发生的条件以及发生的装置。（分别对比提问）这两个反应的发生装置怎么选？（出示装置A、B）为什么这两个反应的发生装置不一样？显然，我们在确定气体发生装置的时候必须考虑反应物状态、反应发生的条件这两个因素。氧气可用哪些装置收集？（学生选C、D、E）说说你选择C或E的理由。验证氧气和验满氧气我们有哪些方法？尽管带火星的木条放的位置不一样，验证放瓶内，验满放瓶口，但都是利用了氧气的什么性质？也就是化学性质。刚才的知识回顾使我们知道了反应的原理、制取的装置以及气体的验证、验满方法是我们研究实验室气体制取的主要内容。具体的研究思路是：
（1）确定反应的原理（也就是找到一个合适的能生成CO2的反应）
（2）确定制取装置（也就是根据原理将仪器组装成一定的装置，使这个反应变成现实。包括发生和收集两部分。发生装置确定的依据是……，收集装置确定的依据是……）
（3）实验制取
（4）气体的验证和验满方法。
今天这节课我们就沿着这条路线来研究二氧化碳的实验室制取。
2.【探究活动2】探究实验室制取二氧化碳的最佳药品
师：先请大家回忆在以前我们所学过的反应中，哪些是能生成二氧化碳气体的？这些反应能作为实验室制取二氧化碳的反应吗？确定吗？说说理由吧。
【讨论】以各学习小组组长为主发言人，副组长协调各组员，并做实验支持讨论结果(下同)
生成二氧化碳的反应 是否适合实验室制取二氧化碳及其理由
1.木炭在氧气中燃烧 不适合。要先制取氧气，且生成物可能是二氧化碳，还可能是一氧化碳或是二者的混合物
2.动植物的呼吸 不适合。反应慢，得到的气体不纯
3.石蜡在空气中燃烧 不适合。得到的气体不纯，不易收集
4.煅烧石灰石 不适合。反应条件不易达到
5.碳还原氧化铜 不适合。反应条件不易达到
师：很遗憾，我们刚才所提到的这些能得到二氧化碳的反应由于各种原因（简述）都没能入选实验室制取二氧化碳的反应。现在老师给大家推荐三个能制取二氧化碳的反应。让我们通过一组比较粗略的实验来研究一下它们中的哪些能用来实验室制取二氧化碳。
注意这三个反应的反应物，稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）、块状的大理石（主要成分是CaCO3）、碳酸钠（Na2CO3）实验过程中，要注意：首先将半药匙的碳酸钠（Na2CO3）粉末放入一支试管和2-3粒石灰石投放入另外两支试管里，然后把三支试管固定到试管架上。然后向里面分别加稀盐酸或稀硫酸，这两种酸液不要加太多，大约小试管的1/5。实验观察的重点是三支试管里气泡产生的快慢。现在请同学们动手实验，学生分组实验，教师巡视、指导。
【交流探究实验成果】请各小组汇总结果。
实验 实验方案 现象
实验一 稀盐酸和块状的大理石反应 反应剧烈，产生气泡速率适中
实验二 稀硫酸和块状的大理石反应 开始有气泡，但过一会儿，产生气泡的速率越来越慢，最后没有气泡产生了
实验三 稀盐酸（或稀硫酸）与碳酸钠粉末反应 反应极为剧烈，产生气泡的速率快，甚至会冲出试管
师：三个实验共同现象是什么？（有气泡产生）产生气泡的快慢是不是有差别？
通过三组粗略实验，你发现这三个反应中哪些可以作为实验室制取二氧化碳？选择它的理由是什么？由此我们可以看出确定实验室制取气体的反应原理时，应该考虑的因素大致有哪些？（反应条件不能太苛刻，气体要纯净些，反应速率适中，当然还有其他应该考虑的因素）由于石灰石与稀盐酸的反应基本符合上述要求，因此，我们把石灰石与稀盐酸的反应确定为实验室制取二氧化碳的反应。（板书）
稀盐酸的主要成分是氯化氢和水，大理石的主要成分是碳酸钙，由于石灰石的主要成分也是碳酸钙，所以也可以用石灰石代替大理石，这个反应的原理是石灰石或大理石中的主要成分与稀盐酸中的氯化氢反应生成氯化钙和碳酸，碳酸易分解生成二氧化碳和水，因此总的反应为（板书）：CaCO3+2HC1=CaC12+CO2↑+H2O
3.【探究活动3】探究实验室制取二氧化碳的装置
师：研究了实验室制取二氧化碳的反应原理，接下来，应该研究什么 （制取装置）（板书）确定二氧化碳发生装置要考虑的因素是……（反应物状态和反应条件）这个反应的反应物状态是？反应条件是？象这个反应的发生装置应该和学过的哪一个装置相似？我们称之为：（板书）固-液不加热装置
收集二氧化碳气体应该考虑的因素是？尽管二氧化碳的密度和溶解性在下一个课题学习，但我们是不是已初步认识到二氧化碳密度是比空气大？溶不溶于水？老师提前告诉大家二氧化碳能溶于水。现在我们来做一个选择：从这些发生装置和收集装置中选择一个作为实验室制取二氧化碳的装置。（PPT）
4. 【探究活动4】探究二氧化碳验证验满
师：一开始时就呈现了一条研究二氧化碳制取的路线，我们已经研究出了反应原理和制取装置，接下来就要研究气体的验证和验满。我们用对比方式来认识一下，验证和验满分别采用什么方式？
5.【探究活动5】各小组动手实验：选择装置制取二氧化碳并验证验满
师：我们把实验室制取二氧化碳的三个值得注意的问题已经拿下了，接下来就要动手实验。实验前要注意，我们要做的实验是制取二氧化碳，必须清楚实验步骤及每个步骤要注意的事项。现在请同学们解决第一个问题。实验室制取二氧化碳的主要步骤有哪些？石灰石大约2-3粒，盐酸大约10毫升，至于每个操作要点，请同学们自己回忆，现在开始实验。小组同学要密切配合。
学生分组实验，教师巡回检查指导，发现问题。
6.【探究活动6】拓展装置 请各小组汇总结果。
（交流实验成果）
师：多数小组同学完成了实验，少数小组同学遇到了麻烦，现在我来做一个现场采访：你们小组可能是在哪方面出现了问题？（酸加少了，导致收集不到一瓶二氧化碳）
师：这位同学实验出现的这些问题说明了我们课本上的简易装置虽然好，但也是美中不足，如果没有经验，酸加少了，需要将橡皮塞拔出后才能添加酸液，很不方便。能不能对这个装置加以改进呢？请看下面这套装置，展示一套加有长颈漏斗的装置，问：能否用它来制取二氧化碳？与前一套装置相比，这套装置在那些方面做了一些改进？（单孔橡皮塞和换成了双孔橡皮塞，增加了一个长颈漏斗）。增加一个长颈漏斗有什么好处？（加酸方便），长颈漏斗加酸液时要注意，其下端管口要插到液面下，形成液封，使产生的气体不会从长颈漏斗中逸出。假如说没有长颈漏斗，我们能找到其它的仪器来替代吗？（分液漏斗、注射器）注意分液漏斗比长颈漏斗这个地方多一个活塞，因此使用这种仪器时，其下端要不要插到液面下？（不要）。这套装置怎样检查它的气密性呢？学生回答后，教师演示。
师：上装置解决了简易装置加酸不方便的问题。它是不是就十全十美了呢？比如，有时我们要求产生的二氧化碳气体量能大能小，要做到这一点，就必须要控制滴下来的酸液量，上装置能做到吗？（酸液一倒进长颈漏斗里，就在重力作用下流进了试管中，迅速参加了反应）怎样才能控制滴加的酸液量呢？同学们回忆一下，在利用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气时我们是用什么办法控制滴加的过氧化氢溶液量的？（将长颈漏斗换成注射器或分液漏斗）（展示装置）
师：没有最好，只有更好，创新是人类进步不竭的动力。人们在能控制产生气体量的同时又提出了更高的要求：控制反应随时发生或随时停止。上面装置有这个功能吗？（没有）为什么？（因酸液一旦流下来，就无法使酸液与碳酸钙分离，也就无法使反应停止），怎样才能控制反应随时发生或随时停止呢？
老师介绍一个装置（介绍隔板及装置特点：打开弹簧夹，酸液下来浸没石灰石反应，关闭弹簧夹，会出现什么情况？里面气压增大，会怎么样？演示看怎么样？这个装置太漂亮了，打开反应，关闭停止，就是这个装置的妙处）
三．知识与方法盘点
师：这节课我们学到了哪些新知？方法比知识更重要，这节课我们学到了什么方法？
教师小结：这节课我们学到了……我想，有了知识垫底，有了方法引路，相信同学们在今后的学习道路上一路探索，一路高歌，一路欢笑。
三、知识梳理
二氧化碳制取的研究
（一）、药品及原理：石灰石或大理石与稀盐酸
CaCO3+2HCl ＝CaCl2+H2O+CO2↑
（二）、装置：发生装置：固、液不加热型; 收集装置：向上排空气.
（三）、步骤：连 →查→ 装 →收 →验
检验：将生成的气体通入澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳。
验满：用燃着的木条靠近集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已经收集满了。
四、知识与方法盘点
师：这节课我们学到了哪些新知？方法比知识更重要，这节课我们学到了什么方法？
教师小结：这节课我们学到了……我想，有了知识垫底，有了方法引路，相信同学们在今后的学习道路上一路探索，一路高歌，一路欢笑。
五．教学反思

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