资源简介

二氧化碳制取的研究
学情和教材分析
在课题“制取氧气”的学习中，已初步了解了气体的制取不仅要考虑反应原理，还要根据药品的状态、反应条件、气体的性质等来选择发生装置和收集装置。本课题主要研究在实验室中如何制取二氧化碳。教材首先给出了实验室中制取二氧化碳的反应原理，然后采取对比、分析与探究的方式来研究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置来制取二氧化碳。然后让学生从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气密度的大小关系以及是否与水反应等方面来比较实验室中制取二氧化碳和氧气的异同。在此基础上，给出了一些仪器，由学生自己来组装制取二氧化碳的装置，然后利用设计的装置来制取二氧化碳。以此帮助学生形成实验室制取气体的一般思路和方法。
一、教学目标
知识和技能：（1）了解实验室中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，并利用设计的装置制取二氧化碳
（3）了解实验室中制取气体的思路和方法
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
（3）让学生设计、组装实验装置，体验、反思和完善设计，掌握基本实验技能
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
二、教学重点、难点
重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法
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
三、课时安排
1课时
四、教学方法
实验探究法
五、教学过程
引入：人们在庆祝胜利时使用的香槟酒为什么能喷洒出来？是什么气体？今天我们一起来探究如何在实验室制取CO2。
提问：在我们学过的知识中，在哪些途径可以产生出CO2气体
学生讨论：学过的反应中能产生的CO2途径，实验室用来制取CO2可行性，分析后都存在一定的弊端，引出资料。
[资料]含碳酸根离子的化含物[例：碳酸钠(Na2CO3)、大理石或石灰石主要成分是
CaCO3能与盐酸（HCl气体溶解于水后的液体物质)或稀硫碳酸(H2SO4)反应生成CO2
[提出问题]：实验台准备几种含碳酸根的药品 几种稀酸 不同的酸与不同的含有
CO32-的物质反应速率是否一样 哪一种反应是最佳的实验原理
交流、分析：实验现象
[讨论] 根据上述实验现象，试分析4种方案中，哪一套是最佳的实验原理？
（一）实验室制取二氧化碳的原料
大理石和稀盐酸
（二）实验室制取二氧化碳的反应原理
CaCO3与HCl反应： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3
碳酸不稳定，易分解：H2CO3 =H2O+CO2↑
以上两个方程式合并为：CaCO3+2HCl=CaCl2 +H2O+CO2↑
讨论： 补充实验： 大理石与稀硫酸反应
小结： 大理石与稀硫酸反应可产生二氧化碳气体，其反应的化学方程式为：
CaCO3 + H2SO4 ＝CaSO4 + H2O + CO2↑ 其中生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面，阻止了大理石与硫酸的接触，反应慢慢停止了，故不能用稀硫酸代替稀盐酸来制取二氧化碳气体。
我们已知道了实验室制取二氧化碳的药品和原理，那么实验室该用何种装置来制取二氧化碳气体呢？
（三）实验室制取二氧化碳的装置
（一）、实验室制取气体装置的确定
实验室中制取氧气的装置，小组讨论以下几个问题：
1 、实验室制取气体的装置由哪几部分组成？
归纳总结：（发生装置和收集装置）
2 、选择并确定气体发生装置时应考虑那些因素？
归纳总结：（反应物的状态和反应条件）
反应物的状态：固体与固体反应
固体与液体反应
液体与液体反应
……
反应条件：是否需加热
是否用催化剂
……
3、选择并确定气体收集装置时应考虑那些因素？
归纳总结：（密度和溶解性）
排空气法：
向上排空气法（密度大于空气）
向下排空气法（密度小于空气）
排水法（不易溶于水、不与水反应）
（二）、比较实验室制取氧气和二氧化碳
反应物状态：
反应条件：
气体的密度：
能否溶于水：
[资料]：空气的平均相对分子质量为29，如果某气体的相对分子质量大于29，则这样的气体的密度比空气大。如果小于29，则密度比空气小。（思考：CO2的密度比空气大，还是小？）
通过对比找出异同，从而确定实验室制取二氧化碳的装置。分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置各有什么不同？
（三）、选择有关实验仪器，让学生自己拼装装置，小组讨论并比较自己所选仪器的优缺点。
结果：组合1、单孔导管、试管、集气瓶、玻璃片
组合2、单孔导管、锥形瓶、集气瓶、玻璃片
组合3、单孔导管、平底烧瓶、集气瓶、玻璃片
组合4、双孔导管、长颈漏斗、试管、集气瓶、玻璃片
组合5、双孔导管、长颈漏斗、锥形瓶、集气瓶、玻璃片
组合6、双孔导管、长颈漏斗、平底烧瓶、集气瓶、玻璃片
优缺点：
1、2、3装置优点：所用仪器少，操作简单；
缺点：不能随时控制反应的进行、不能随时加入药品、不能制取大量的二氧化碳。
4、5、6装置优点：可以随时控制反应的进行、可以随时补充液体药品、可以制取大量的二氧化碳。
（四)、确定“组合5”来制取二氧化碳时，注意事项：
1、长颈漏斗末端应伸到液面下（防止气体沿长颈漏斗逸出）；
2、锥形瓶内导管应刚刚露出橡皮塞（便于气体的导出）；
3、集气瓶内导管要伸到瓶底（目的是排尽集气瓶内的空气）。
（四）制取二氧化碳
（一）、步骤
向学生讲解制二氧化碳的步骤：
1、按要求组装仪器；
2、检查装置的气密性；
3、装药品（强调：先固体后液体）；
4、收集；
提问：（1）如何验满？将带火星的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已满；反之不满。
（2）如何检验：将少量澄清的石灰水倒入集气瓶中，振荡，若变浑浊，证明是二氧化碳，反之不是。
5、拆除装置，清理仪器。
（二）、教师实物演示、学生亲自动手制取二氧化碳过程。
六、本课小结：
1、实验室可用石灰石和稀盐酸反应来制取二氧化碳。
2、实验室制取二氧化碳的装置和检验二氧化碳的方法。
3、实验室制取气体要注意：
（1）选择适当的反应，包括反应物的状态和反应条件；
（2）选择合适的实验装置；
（3）选择适当的方法验证所制得的气体。
七、板书
八、布置作业：
课后习题1、2题
二氧化碳制取的研究说课
一、教材地位和作用
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
二、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，探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。 (2)了解实验室制取气体的方法和设计思路。
2、过程与方法： 通过实验室里制取氧气的方法和设计思路，探索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（提出假设，实验探究，获得结论）和方法，体验化学实验的方法的科学性；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。
三、教学重点与难点
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的选择，并利用设计装置制取二氧化碳。
重点突破：通过提问预让学生思考的教材P112第5题已知能产生二氧化碳的反应，师生共同确定实验室制取二氧化碳的药品；演示碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石与稀盐酸及稀硫酸的反应确定反应原理，并提醒学生注意不能用浓盐酸和硫酸；课前布置学生设计实验装置到课堂展示，让部分学生到台上演示实验，教师针对学生演示指出实验注意事项。
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、教学设计思路与教学方法：
教学设计思路：
教材中直接给出了实验室制取二氧化碳的药品，这样学生虽能一下子记住所用药品，但是过后接触到其它能够产生二氧化碳的药品时可能会混淆，故本人在介绍完教材中所用药品后又初充介绍为什么不用浓盐酸或硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳。而有关发生装置、收集装置的选择则采用探究的方式进行。
具体设计如下：
①让学生列举所知道的能生成二氧化碳的反应，分析学生所举例子后直截了当介绍实验室制取CO2的药品、通过演示实验探究反应原理，并投影出相关化学方程式的书写。通过比较演示的方式提醒学生不能用浓盐酸或硫酸来代替稀盐酸制取CO2 ，原因是浓盐酸具有挥发性使制得的气体不纯，硫酸与碳酸钙反应后产生的硫酸钙微溶于水，会阻止硫酸与碳酸钙进一步发生反应。反应无法彻底进行。也不好用碳酸钠代替石灰石或大理石。从而归纳出实验室在选择药品制取气体时应注意的事项。由此确立学生从多角度多层次观察和分析问题的意识。 ②引导学生回忆实验室制取氧气的两套装置，学生讨论并思考如下问题：A、实验室制取气体的装置由哪几部分组成？B、确定气体发生装置时应考虑哪些因素？C、收集气体一般有哪两种方法？D、确定气体收集装置时应考虑哪些因素？通过氧气和二氧化碳相关性质的比较，了解制备氧气与二氧化碳时其发生装置与收集装置的异同。初步确立实验室制取气体的一般思路与方法。在教学中本人将相关比较以表格形式列出，用媒体展示，一边引导学生回忆氧气制取的装置一边归纳出实验室制取气体的方法，用表格归纳出方法并投影出来。 ③投影教材P111有关实验仪器。让学生设计实验方案并选择相关仪器进行实验。本人在组织课堂的同时依据投影上的注意事项适时提醒学生注意正确操作。如：A、长颈漏斗末端插在液面下。B、导管伸入锥形瓶不能过长（<0。5cm）。C、收集气体时应用向上排空气法，不能用排水法（CO2溶于水）。D、检验气体是否集满的方法（补充说明检验CO2气体的方法）。整个过程让学生体验、反思和完善实验设计，掌握基本技能，体现师生互动。 ④随堂小结，结合我校采用讲学案教学的特点。让学生拿出预先发给的讲学案，本人对该节内容进行小结，并指导学生完成随堂练习，并当场讲评。最后布置学生回去完成课后巩固练习。
2。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。
五、教具准备：
归纳路，通过灵活选择仪器，创设培养学生类比、归纳、演绎能力的情景仪器：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。
六、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，收集能产生二氧化碳的物质。学生的基本情况是：素质参差不齐，一个班级约40人，其中10左右较优秀，基础较差的学生也近10个，中等水平学生约20人。针对这一情况，本人在教学过程中尽量讲一些基础知识，有关提高部分可将课后巩固题作为提高题，让较优秀的学生在预习的基础上试着做。时间安排上重点放在实验室制取二氧化碳的反应原理和实验室制取二氧化碳的装置确定，事先让学生根据学案预习并设计方案，

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