资源简介

课题3 二氧化碳的实验室制取
第2课时 实验室制取气体的一般思路和方法
一、知识目标
1．理解实验室制取气体时选择合适试剂的原则，掌握常见气体（如氧气、二氧化碳）的制取化学反应原理。
2．学会根据反应物状态和反应条件设计制取气体的发生装置，根据气体的密度和溶解性设计收集装置。
3．掌握氧气和二氧化碳的检验与验满方法，以及多功能瓶在气体收集、检验、除杂、干燥等方面的使用方法。。
二、核心素养目标
1．宏观辨识与微观探析：通过对不同气体制取原理、实验装置的分析，从宏观上认识气体制取的现象和条件，从微观上理解化学反应的本质。
2．证据推理与模型认知：建立实验室制取气体的一般思路和方法模型，根据实验现象和数据进行推理，选择合适的试剂、装置和验证方法。
3．科学态度与社会责任：在实验过程中，培养学生严谨的科学态度和安全意识，认识到化学实验对社会发展的重要意义。
一、教学重点
确定制取气体的化学反应原理，设计制取气体的实验装置，验证制取的气体。
二、教学难点
根据反应物状态、反应条件和气体性质选择合适的实验装置，理解多功能瓶在不同用途下的气体进出方向。
本节教学内容出自人教版2024年版九年级化学上册第六单元课题3《二氧化碳的实验室制取（第2课时）》。本单元围绕碳和碳的氧化物展开，是初中化学元素化合物知识体系的重要组成部分。而二氧化碳的实验室制取是本单元的重点内容，它不仅是对氧气制取知识的巩固和拓展，也是学生学习气体制取的重要范例，在初中化学教学中具有承上启下的作用。
教材在编排上，首先引导学生回顾二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较，为新知识的学习搭建基础。接着从确定制取气体的化学反应原理、设计制取气体的实验装置、验证制取的气体三个方面逐步深入，让学生系统地掌握实验室制取气体的一般思路和方法。通过具体的反应原理分析、装置选择以及气体验证等内容，培养学生的实验设计能力、逻辑思维能力和科学探究精神。
学生已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，对化学实验有着浓厚的兴趣。在之前的学习中，学生已经了解了氧气的实验室制取方法，对气体制取的基本步骤和原理有了初步的认识，这为本节课的学习奠定了良好的基础。 然而，九年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于较为抽象的化学概念和理论理解起来可能存在一定的困难。在学习过程中，他们可能更习惯于被动接受知识，缺乏主动探究和创新思维的能力。此外，学生在实验操作的规范性和准确性方面还有待提高，对于实验现象的观察和分析能力也需要进一步培养。
针对学生的这些特点，在教学过程中，教师应充分利用学生已有的知识经验，通过对比、类比等方法，引导学生自主探究和总结实验室制取气体的一般思路和方法。同时，要加强实验教学，让学生亲身体验实验过程，提高他们的实验操作技能和观察分析能力。此外，还应鼓励学生积极参与课堂讨论和交流，培养他们的合作意识和创新思维能力。
教学环节一 新课导入
【展示生活场景】同学们，在我们的日常生活中，很多地方都离不开各种气体。比如医院里给病人输氧，工业上用二氧化碳来制作碳酸饮料。大家能再想一想，生活中还有哪些地方会用到气体吗？（给学生一些时间思考和发言，鼓励他们积极分享，如可能会提到家里做饭用的天然气等）
【介绍化工生产实例】大家说得都很精彩。其实在化工生产中，气体的制取和应用更为广泛。例如，在食品包装行业，为了防止食品变质，常常会充入氮气来隔绝氧气。而在实验室中，我们也需要制取各种气体来进行研究和实验。之前我们已经学习了氧气和二氧化碳的一些基础知识，今天我们就深入探讨一下实验室制取气体的一般思路和方法。
【对比氧气和二氧化碳制取】现在，老师先带领大家回顾一下二氧化碳和氧气的实验室制取和相关性质。我们来比较一下它们的反应原理、反应物的状态、反应条件、气体的密度、溶解性以及收集和检验方法等方面。（展示相关表格，引导学生一起回顾和总结）
【提出问题】通过对比，大家有没有发现一些规律呢？在选择制取气体的方法和装置时，我们应该考虑哪些因素呢？带着这些问题，让我们开启今天的学习之旅。
设计意图
1．激发学生兴趣：通过让学生分享生活中气体的应用实例，能迅速吸引学生的注意力，激发他们的表达欲望和学习兴趣，使学生主动参与到课堂中来。
2．联系生活生产：介绍化工生产中气体的应用，将化学知识与实际生活和工业生产相联系，让学生感受到化学的实用性，提高他们对化学学习的重视程度。
3．知识回顾与衔接：对比氧气和二氧化碳的制取，帮助学生巩固已学知识，同时为新知识的学习搭建桥梁，使学生能够在已有知识的基础上更好地理解和掌握实验室制取气体的一般思路和方法。
4．引发思考，导入新课：提出关于选择制取气体方法和装置应考虑因素的问题，自然地过渡到本节课的主题，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。
教学环节二 确定制取气体的化学反应原理
活动一：回顾与明确反应原理
【引入】同学们，在之前的学习中，我们已经了解了一些气体的制取方法。今天我们将深入探讨二氧化碳的实验室制取。首先，让我们一起回顾一下常见气体的制取反应原理。大家想一想，我们学过哪些制取气体的反应呢？
【问题】请同学们写出以下几种常见气体的制取反应原理的化学方程式：
加热高锰酸钾制取氧气
加热氯酸钾制取氧气
分解过氧化氢制取氧气
实验室制取二氧化碳
【学生思考】学生在练习本上书写化学方程式，之后请几位同学到黑板上进行书写。
【讲解】对学生书写的化学方程式进行点评和纠正，强调反应条件、配平以及气体符号等要点。同时，总结实验室制取气体时选择反应原理的一些原则：试剂要无毒（或毒性小）、价格便宜；产物要无污染、纯净、便于收集；反应条件要反应速率适中、操作简单、安全。
设计意图
通过回顾已学的气体制取反应原理，为学习二氧化碳的制取做铺垫，同时明确选择反应原理的原则，培养学生的化学思维和科学素养。
【对应训练1】实验室确定制取气体的化学反应原理不需要考虑的因素是（　　）
A．反应速率的大小 B．产生的气体是否纯净
C．反应条件是否易于达到 D．气体的密度
【学生回答】D
【讲解】实验室确定制取气体的化学反应原理需要考虑反应速率的大小、产生的气体是否纯净、反应条件是否易于达到等因素，而气体的密度是选择收集装置时需要考虑的因素，与确定反应原理无关，所以答案选D。
【对应训练2】在实验室制取某气体时，下列因素中不需要考虑的是（　　）
A．药品容易获得，能生成所要制取的气体
B．反应条件易于控制，反应速率适中
C．操作简便易行，安全可靠，节能环保
D．所要制取气体的颜色和气味
【学生回答】D
【讲解】实验室制取气体时，需要考虑药品容易获得且能生成所要制取的气体、反应条件易于控制且反应速率适中、操作简便易行且安全可靠、节能环保等因素。而气体的颜色和气味与制取气体的实验设计并无直接关联，所以不需要考虑，答案选D。
教学环节三 设计制取气体的实验装置
活动一：探究发生装置
【引入】我们已经确定了制取气体的化学反应原理，接下来就要设计制取气体的实验装置了。首先，我们来看看发生装置的选择依据。
【问题】请同学们思考，选择发生装置时需要考虑哪些因素呢？
【学生思考】学生分组讨论，然后每组派代表发言。得出选择发生装置的依据是反应物状态和反应条件。
【讲解】展示固体加热型和固液常温型两种发生装置的图片，并进行详细讲解。说明不同类型的反应物状态和反应条件对应不同的发生装置。例如，实验室用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰制氧气，由于反应物是固体且需要加热，所以选择固体加热型发生装置；实验室用过氧化氢分解制氧气和实验室制取二氧化碳，反应物是固体和液体且不需要加热，所以选择固液常温型发生装置。
设计意图
通过问题引导学生思考，培养学生的自主探究能力和逻辑思维能力，让学生理解发生装置选择的依据。
【对应训练1】实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生装置是（　　）
A．固体加热型 B．固液常温型 C．都可以 D．无法确定
【学生回答】A
【讲解】高锰酸钾是固体，制取氧气需要加热，根据反应物状态和反应条件，应选择固体加热型发生装置，所以答案选A。
活动二：探究收集装置
【引入】确定了发生装置后，我们再来研究一下收集装置。不同的气体有不同的性质，那么我们应该如何根据气体的性质来选择合适的收集装置呢？
【问题】请同学们思考，选择收集装置时需要考虑哪些因素？常见的收集方法有哪些？
【学生思考】学生再次分组讨论，然后汇报讨论结果。得出选择收集装置的依据是气体的密度和溶解性，常见的收集方法有排水法、向上排空气法和向下排空气法。
【讲解】详细讲解每种收集方法的适用条件和操作要点。例如，排水法适用于不易溶于水且不与水反应的气体；向上排空气法适用于密度比空气大的气体；向下排空气法适用于密度比空气小的气体。结合氧气和二氧化碳的性质，说明氧气既可以用向上排空气法收集，也可以用排水法收集；二氧化碳只能用向上排空气法收集。
设计意图
培养学生分析问题和解决问题的能力，让学生掌握根据气体性质选择收集装置的方法。
【对应训练1】一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，密度比空气略大；能和空气中的氧气迅速反应，生成二氧化氮。现要收集一瓶一氧化氮气体，可采用的方法是（ ）
A．排水法 B．向上排空气法 C．向下排空气法 D．排水法或向上排空气法
【学生回答】A
【讲解】由于一氧化氮难溶于水，且能和空气中的氧气迅速反应，所以不能用排空气法收集，只能用排水法收集，答案选A。
教学环节四 验证制取的气体
活动一：学习气体验证方法
【引入】我们已经设计好了制取气体的实验装置，当我们制取到气体后，如何确定我们得到的就是我们想要的气体呢？这就需要我们掌握验证气体的方法。
【问题】请同学们回忆一下，我们是如何检验和验满氧气和二氧化碳的呢？
【学生思考】学生思考并回答问题。
氧气的检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，当观察到木条复燃，证明是氧气。
氧气的验满方法：用向上排空气法装置收集氧气，将带火星的木条靠近集气瓶瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满；用排水法装置收集氧气，当集气瓶瓶口有较大气泡逸出时，证明氧气已收集满。
二氧化碳的检验方法：将气体通入澄清石灰水中，当观察到澄清石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。
二氧化碳的验满方法：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满。
【讲解】对学生的回答进行补充和完善，强调检验和验满的区别和操作要点。同时，介绍多功能瓶的使用方法，包括排空气法收集气体、排水法收集气体（测气体体积）、气体检验（除杂、干燥）等不同用途时气体的进出口方向。
设计意图
通过回顾和总结气体的检验和验满方法，加深学生对气体性质的理解，掌握气体验证的操作技能。
【对应训练1】检验集气瓶中的二氧化碳是否收集满的方法是（　　）
A．将燃着的木条伸入集气瓶内
B．将带火星的木条伸入集气瓶中
C．将少量石蕊试液注入集气瓶内
D．将燃着的木条放在集气瓶口
【学生回答】D
【讲解】检验二氧化碳是否收集满，应将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满。将燃着的木条伸入集气瓶内是检验二氧化碳是否存在的方法；带火星的木条用于检验氧气；石蕊试液可用于检验二氧化碳的水溶液显酸性，但不能用于验满，所以答案选D。
课题3 二氧化碳的实验室制取（第2课时）
一、确定制取气体的化学反应原理
1．常见反应原理
2．选择依据：
试剂：无毒（或毒性小）、价格便宜
反应条件：反应速率适中、操作简单、安全
产物：无污染、纯净、便于收集
二、设计制取气体的实验装置
1．发生装置
依据：反应物状态和反应条件
类型：固体加热型、固液常温型
2．收集装置
依据：气体的密度和溶解性
类型：排水法、排空气法
三、验证制取的气体
燃着的香烟产生的烟气中含有有毒气体CO。CO难溶于水，密度与空气平均密度接近。若要在实验室收集CO，可选择的装置是（ ）
A． B． C． D．
2．用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是（ ）
A．收集CO B．收集O
C．检验CO D．监控气体流速
3．实验课上，同学们利用如图装置制取气体，有关实验操作分析正确的一项是（ ）
A．连接仪器后直接加试剂 B．加液体试剂时试管横放
C．必须用燃着的木条验满 D．导管应伸到集气瓶底部
4．实验室在常温下用块状电石与水反应制取微溶于水、密度比空气小的乙炔气体，该反应必须严格控制加水的速度，以免剧烈反应放引起发生装置炸裂。你认为下图中最适合制取乙炔气体的装置组合为（ ）
A．②⑥ B．②⑤ C．③④ D．③⑥
在本节课的教学中，通过对比二氧化碳和氧气的实验室制取，引导学生总结出实验室制取气体的一般思路和方法，学生对知识点的理解较为顺利。在讲解发生装置和收集装置的选择依据时，结合具体例子，学生能较好地掌握。但在多功能瓶的使用这一难点内容上，部分学生理解存在困难，后续应加强这方面的练习和辅导。此外，在课堂练习环节，学生对一些综合题的分析能力还有待提高，在今后的教学中，要注重培养学生的综合运用能力和解题技巧。

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