资源简介

课题3　二氧化碳的实验室制取
第1课时　二氧化碳的实验室制取
1．核心素养
(1)练习实验室制取二氧化碳气体和用向上排空气法收集气体。
(2)学会收集、检验和验满二氧化碳的方法，加深对二氧化碳性质的认识。
(3)通过对实验、问题的讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质。
2．教学重点
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。
3．教学难点
从实验室制取气体的设计思路和方法出发，学习二氧化碳的实验室制法。
4．教学建议
【建议】教学准备。
大理石(或石灰石)、稀盐酸(1∶2)、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蜡烛、木条、蒸馏水、火柴。
烧杯、集气瓶、量筒、玻璃导管、胶皮管、单孔橡胶塞、铁架台(带铁夹)、试管、试管夹、玻璃片、酒精灯。
教学过程
一、导入新课
前面我们已经学习了二氧化碳制取的研究和性质，今天我们走进实验室，动手练习制取二氧化碳，加深对二氧化碳性质的认识。
二、合作探究
探究点①　制取二氧化碳
【提出问题】实验室制取二氧化碳的反应原理是什么？确定气体发生装置和收集装置应考虑哪些因素？
【归纳总结】
①实验室制取二氧化碳所用的药品是石灰石(或大理石)和稀盐酸，反应原理为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；
②气体发生装置的选择主要取决于反应物的状态及反应条件，收集装置的选择主要取决于气体的密度及溶解性。
【过渡】今天我们将在实验室自己动手制取二氧化碳并验证其性质。请同学们以小组为单位，利用实验桌上提供的药品和仪器组装实验室制取二氧化碳的装置。
【提出问题】组装了实验室制取二氧化碳的装置后，接下来该如何制取二氧化碳呢？
【归纳总结】实验室制取二氧化碳的步骤可简单概括为“连→检→装→注→集→验”，即①按实验要求连接装配好仪器；②检查装置的气密性；③装入块状大理石(或石灰石)；④注入稀盐酸；⑤收集气体；⑥检验气体是否收集满。
【教师点拨】实验中的注意事项：
①导气管伸入试管内不宜过长，稍露出橡胶塞即可。
②装入药品时，应先加固体药品，后加液体药品。
③收集二氧化碳应选用向上排空气法收集，且收集时导气管应伸入集气瓶的底部，以便排尽空气。
【提出问题】如何检验收集到的气体是二氧化碳？又如何检验二氧化碳已经收集满了。
【归纳总结】
检验方法：将反应生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则说明是二氧化碳。
验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满。
【巡视、指导实验】指导学生按操作规范进行实验，提醒学生认真观察现象。
探究点②　二氧化碳的性质
【过渡】利用收集的二氧化碳进行二氧化碳的性质实验。
【进行实验1】倾倒二氧化碳。
【实验记录】燃着的蜡烛熄灭。
【归纳总结】二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气的大。
【进行实验2】探究二氧化碳和水的反应。
【实验记录】
(Ⅰ) (Ⅱ) (Ⅲ)
现象 两支试管中的溶液均呈紫色 溶液变成红色 红色溶液又变成紫色
　　【归纳总结】二氧化碳与水反应生成能使紫色石蕊溶液变红的碳酸：CO2＋H2O===H2CO3；碳酸不稳定，易分解：H2CO3===H2O＋CO2↑
【进行实验3】探究二氧化碳和澄清石灰水的反应。
【实验记录】澄清石灰水变浑浊。
【归纳总结】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。
【讨论交流】怎样用实验证明碳酸型饮料(如汽水)中含有二氧化碳。
【归纳总结】打开饮料瓶瓶盖，换上带导管的橡胶塞，轻轻摇动饮料瓶，将导管插入澄清石灰水中，若观察到澄清石灰水变浑浊，则可证明碳酸型饮料中含有二氧化碳。
课堂小结
通过本节课的学习，你学到了哪些知识与方法？
板书设计
课题3　二氧化碳的实验室制取
第1课时　二氧化碳的实验室制取
一、制取二氧化碳
1．实验药品：大理石或石灰石、稀盐酸。
2．发生装置与收集装置。
3．检验：澄清石灰水。
4．验满：燃着的木条。
二、二氧化碳的性质
1．二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧。
2．二氧化碳能与水反应：CO2＋H2O===H2CO3。
碳酸不稳定，易分解：H2CO3===H2O＋CO2↑。
3．二氧化碳能与氢氧化钙反应：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。
教学反思
成功之处 本堂课通过制取二氧化碳的学习，加深学生对知识的理解，并在教师的引导下整理、归纳出实验室制取气体的一般思路和方法。让学生联系已有的知识，独立解决实验中出现的具体问题，从中培养学生的创新思维和探究能力。
不足之处 有些学生对实验的装置不敢大胆猜想和设计，需教师帮助和鼓励。
第2课时　二氧化碳制取的研究
1．核心素养
(1)了解实验室制取二氧化碳的反应原理，并学会书写实验室制取二氧化碳的化学反应方程式。
(2)利用比较、讨论的方法，使学生初步掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、实验装置和收集方法。
(3)通过对二氧化碳制取的方案探究，提高学生收集、加工简单信息的能力，培养学生的分析评价能力。
2．教学重点
二氧化碳的实验室制法。
3．教学难点
实验室制取二氧化碳装置的选择。
4．课前准备
教师准备教学课件；学生预习背默手册。
教学过程
一、情景导入
你知道吗？植物的生长既离不开阳光和水，也离不开二氧化碳。如果二氧化碳的浓度过低，将严重地抑制植物的生长发育。在前面章节的学习中，我们已经在实验室里成功地制取了氧气，那么，在实验室里如何制取二氧化碳呢？
二、合作探究
探究点①　二氧化碳制取的原理
请同学们列举所知道的能生成二氧化碳的反应，并用化学方程式表示，然后讨论这些反应能否用于实验室制取二氧化碳。
【归纳总结】①木炭在氧气中燃烧：C＋O2CO2；②石灰石高温分解：CaCO3CaO＋CO2↑；③木炭还原氧化铜：C＋2CuO2Cu＋CO2↑等。这些反应都能生成二氧化碳，但操作较复杂，产生的二氧化碳不便收集，所以这些反应均不能用于实验室制取二氧化碳。
【讨论交流】实验室有以下几种药品：石灰石(主要成分是CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。利用这几种药品探讨实验室制取CO2的方法。
【演示实验】适时指导学生观察并记录实验现象。
实验编号 药品 实验现象
实验1 碳酸钠和稀盐酸 有大量气泡产生，反应很剧烈
实验2 石灰石和稀硫酸 开始反应时有气泡产生，反应一会儿后不再产生气泡
实验3 石灰石和稀盐酸 有气泡产生，反应速率适中
　　【提出问题】上述三个实验中，哪一个比较适合在实验室里制取CO2？为什么？
【归纳总结】
(1)实验3反应速率比较适中，适合实验室制取CO2。实验1反应剧烈，不便于气体的收集；实验2的反应很快就停止了，收集到的CO2量少。
(2)实验室常用石灰石或大理石(主要成分均是CaCO3)与稀盐酸反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。
【拓展延伸】
(1)不能选用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石(或石灰石)反应生成微溶于水的硫酸钙会附着在其表面，阻止反应的继续进行。
(2)不能选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致制得的CO2不纯。
探究点②　制取装置的选择
【提出问题】通过实验室制取氧气和二氧化碳方法的学习，我们知道制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实验室制取氧气和二氧化碳方法的学习总结选择发生装置和收集装置时需要考虑哪些因素？(引导学生阅读教材第146～147页“探究”的相关内容并归纳总结)
【归纳总结】
【提出问题】制取二氧化碳的发生装置和收集装置如何选择？
【归纳总结】大理石(或石灰石)是块状固体，稀盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，由此可知，在实验室制取二氧化碳可选择类似于分解过氧化氢制氧气的发生装置。因二氧化碳可溶于水并能与水发生反应，故不宜用排水法收集。二氧化碳的密度比空气大，所以用向上排空气法收集。
【说明】
(1)加入药品时，应先加固体药品后加液体药品。
(2)长颈漏斗下端管口应伸入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗处逸出。
探究点③　二氧化碳的检验和验满
【提出问题】用集气瓶收集反应生成的气体，如何检验生成的气体是二氧化碳？如何证明集气瓶中已集满了二氧化碳？(引导学生阅读教材第148页的相关内容并进行归纳总结)
【归纳总结】
(1)检验方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明生成的气体是CO2。
(2)验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明CO2已收集满。
【讨论交流】通过学习，讨论归纳实验室制取气体的一般思路和方法。
板书设计
课题3　二氧化碳的实验室制取
第2课时　二氧化碳制取的研究
一、药品及反应原理
药品：大理石(或石灰石)和稀盐酸。
反应原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
二、装置的确定
发生装置
收集装置
课堂检测
完成相关的练习。
教学反思
1．探究重在过程、思路和方法
本节课主要是让学生探究实验室中制取二氧化碳的装置，在探究过程中了解实验室中选择制取气体的装置(包括发生装置和收集装置)时应考虑的因素，如反应物的状态、反应条件、所要制取的气体的性质等等。因此，探究的重点是让学生参与设计制取二氧化碳装置的过程，以及了解实验室中制取气体装置的思路和方法。
2．探究要体现开放性
教学时，可以将学生分成几组，每组学生通过讨论、合作来组装一套制取二氧化碳的装置(可以不局限在教材中所列的仪器上)，然后在教师指导下，组与组之间互相讨论装置的优缺点。教材中列出了一种制取二氧化碳的装置，目的是保证制取装置学习的落实，教学时切不可将它作为唯一的、标准的装置，要鼓励学生创新，鼓励学生利用代用品来设计装置。

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