资源简介

二氧化碳制取的研究
【教学目标】
知识和技能
（1）认识实验室制取二氧化碳的原理和装置，利用设计的装置制取二氧化碳。
（2）通过探究实验室制取二氧化碳，认识实验室制取气体的思路和方法。
（3）通过制取二氧化碳探究的讨论交流，培养学生的合作意识和创新能力。
过程和方法
（1）通过对获得二 氧化碳气体的途径的讨论与分析，探究实验室制取二氧化碳的理想药品，树立多角度、多层次的观察和分析问题的意识。
（2）通过对二氧化碳和氧气有关性质的比较，分析装置的不同，初步确立实验室制取气体的一般思路和方法
情感、态度和价值观
（1）增强学生对化学实验的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣
（2）培养学生合作、勤于思考、大胆实践的科学精神
【教学重难点】
1.重点：探究实验室制取二氧化碳的装置
2.难点：从实验室制取气体的思路出发，学习二氧化碳的实验室制取方法
【教学方法】活动探究、对比探究、合作交流、讨论归纳相结合的教学法。
【课时安排】1课时
【教学过程设计】
【引入课题】我们前面探究了氧气的实验室制法，今天我们来探究二氧化碳的实验室制法。
【板书】课题2 二氧化碳制取的研究
活动1：与交流
【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？
【回忆并列举】回忆并列举能够产生二氧化碳气体的反应：
1.C+O2CO2
2．石蜡+氧气二氧化碳+水
3．人和动物的呼吸
4.煅烧石灰石： CaCO3 CaO+CO2↑
【提问】这些反应能否用于在实验室中制取二氧化碳？简要说明理由。
【讨论交流】都不能，制得的气体可能不纯，反应条件要求太高。
【讲述】很遗憾，我们所熟悉的这些能够产生二氧化碳的反应，因为种种原因，没能入选实验室制备二氧化碳的反应。
活动2：
下面，老师再向同学们介绍三个能够生成二氧化碳的反应，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？
【活动探究】探究实验室制二氧化碳的理想原料。
取三支试管，分别加入碳酸钠粉末、石灰石、石灰石，分别向试管中加入稀盐酸、稀盐酸、稀硫酸；观察现象，重点比较反应剧烈程度，由此归纳实验室制二氧化碳气体的理想原料。
反应原料 实验现象 反应剧烈程度 结论
碳酸钠粉末+稀盐酸 制二氧化碳的理想原料为：
石灰石+稀盐酸
石灰石+稀硫酸
【点评】此设计能让学生认识实验对比观察是科学探究的基本方法之一，更注重学生获取新知的体验学习。
【讨论分析】比较这三个实验，分析哪个比较适合于实验室制取二氧化碳气体？为什么？
【交流】
1. 不能用稀HCl与Na2CO3粉末反应，因为碳酸钠粉末，反应速率太快，不便于控制。
2.不能用稀H2SO4代替盐酸与石灰石反应，因为CaCO3+ H2SO4 =CaSO4 +H2O+CO2↑。生成的CaSO4微溶于水，覆盖在碳酸钙表面，阻止了碳酸钙与酸接触，使反应难以进行。
3.稀盐酸和石灰石的反应速率适中，适用于实验室制取二氧化碳气体
【小结】由此可知，什么原料是实验室制取二氧化碳的理想原料？我们要综合考虑各种因素，如：反应条件难易、反应原料是否易得、反应速度快慢、产生的气体是否便于收集等。
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、实验室制取CO2的药品及反应原理：
药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸
原理：CaCO3+2HCl2=CaCl2+CO2↑+H2O
活动3：
【复习引入】
在学习了实验室制取氧气的实验后，我们知道了制取一种气体，实验装置由发生装置和收集装置两部分组成。
【问题讨论】确定气体发生装置时应考虑那些因素？收集气体一般有哪些方法？确定收集装置时应考虑那些因素？
【复习交流】发生装置的确定取决于两个条件：反应物状态和反应条件。收集方法一般有三种：向上排空气法、向下排空气法和排水法。收集装置的选择要考虑气体的溶解性、气体能否与水发生化学反应及气体的密度。
活动4：
【做一做】以小组为单位，从下列给定的仪器（也可以从其它未给出的仪器，也可以用生活代用品）中选择适当仪器，设计几组制取二氧化碳的装置？
可供选择的仪器有：玻璃导管（若干）、橡胶管（若干）、无孔橡皮塞、单孔橡皮管（若干）、双孔橡皮塞（若干）、铁架台（带铁夹）、集气瓶、玻璃片、水槽、过滤普通漏斗、长颈漏斗、管径被折断的长颈漏斗、分液漏斗、注射器、烧杯、小试管、大试管、破试管、广口瓶、U型管、平底烧瓶、锥形瓶、带支管的烧瓶、烧杯、铜丝……（见下图所示）
设计装置 方案1 方案2 方案3 方案4
【点评】创设真实问题情境，鼓励小组合作探究，激励创新，提高分析并解决实际问题的能力，也促进学生进行发散思维。
【展示交流】
（1）同学展示交流用本组给定仪器设计的实验装置和实验成败的原因。
（2）在交流展示实验装置的同时，与小组设计的另外几组实验装置进行比较，找出异同之处，反思自己所设计装置的不足，并总结归纳实验最佳装置。
（3）讨论实验室制取气体，在选择仪器组装成装置时，要思考哪些方面的问题。
【点评】采取先设计多种方案之后，再交流展示，从而对方案进行反思、诊断、改进、补充完善的群体探究方式，形成良好的思维习惯，并使学生体验到探究发现的乐趣。
【比较归纳】比较实验室制取氧气和制取二氧化碳的方法，如：反应原料的状态、反应原理、反应条件、制气体的反应装置、气体密度、气体溶解性、气体是否与水反应、制气体的收集装置及检验气体的方法。归纳出实验室制取气体的思路和方法。
讲述：反应原理、制取装置、验证、验满方法，是研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，也就是确定反应物及反应的表达式→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？（反应物的状态和反应发生的条件）收集装置确定的依据是？（气体的密度、溶解性以及气体是否与水反应等）→确定气体验证、验满方法，一般而言，气体验证、验满利用的是气体的——（化学性质）。
【板书】
3、发生装置：固——液反应不加热型
4、收集方法：二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集。
活动5：
指导学生按自己设计的实验装置制取一瓶二氧化碳气体。
【讨论与思考】实验的步骤有哪些？怎么检验瓶内气体已收集满了？
【小结】实验步骤
（1）检查装置气密性
（2）装入大理石、塞紧塞子、发生装置内导管刚露出塞子即可
（3）把反应装置固定好
（4）把长颈漏斗加入稀盐酸至浸没漏斗下端，液封
（5）收集气体
（6）检验是否集满
【板书】5、验满：二氧化碳不支持燃烧，将燃着的木条靠近集气瓶口，如果木条的火焰熄灭，
则证明收集的二氧化碳已满。
【课题小结】
通过氧气和二氧化碳的实验室制取，归纳出了气体实验室制取的设计思路及方法。选择药品，确定原理，选择发生装置，选择合适的收集方法及验满方法。
【课后反思】
这是一节学生自主的、全员参与的活动探究课，学生经历“搜集资料→处理信息→实验对比探究→用给定器材设计实验方案→实验验证→自选仪器设计多种方案→展示交流并反思→复习归纳实验室制取气体的思路和方法”的小组合作探究过程，使同学进一步明确科学探究的几个要素。交流展示时的方案三、方案四、方案七和方案八等，让成功的同学体验创新发现的乐趣，使思维受阻的同学豁然开朗，并激起思维的共鸣，提高思维的发散性。用破试管、管颈被折断的长颈漏斗等仪器组装成实验装置，使学生既形成废物利用的思想、又懂得可以节约资源。 给出“实验室制取气体在选择仪器组装成实验装置时，要考虑哪些方面的问题” 的讨论，使学生的认知过程清晰条理化，逐步形成一般解决问题的方法和能力。
该课题设计最大的特点是学生自主活动较为充分、学生参与面广，老师起引导者、组织者的作用。小组提供器材让学生实践反思，引导学生进行思维创新，使学生在探究过程中，既获取知识和技能，又锤炼思维，同时张扬个性，这样的设计充分体现了新课程理念。

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