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课题2 二氧化碳制取的研究
【教学目标】
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，。
【教学重点】探究实验室制取二氧化碳的装置
【课时安排】1.5课时
【教学设计】
[教学准备]
一、阅读下列信息，并填写下列空白。
1、碳酸钠(Na2CO3)、大理石或石灰石[主要成分碳酸钙(CaCO3)]等碳酸盐，均能与稀盐酸(有效成分为HCl)[或稀硫酸(有效成分为H2SO4)]等酸直接反应生成二氧化碳；铜与稀盐酸 (HCl)、稀硫酸(H2SO4)等酸不反应。
2、二氧化碳的性质信息：(从生活经验和已有事实推测)
（1）把燃烧的木条放入二氧化碳中，木条熄灭，说明 。
（2）打开汽水瓶盖可观察到 ，这个事实说明二氧化碳在水里的溶解性为： ，且二氧化碳能与水反应。
（3）向石灰水中吹气，现象为 ，说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙[Ca(OH) 2]反应，以此来鉴定二氧化碳气体。
（4）在标准状况下，二氧化碳的密度为1.977 g / L，空气密度为1.293 g / L，说明二氧化碳的密度比空气的密度 。
（5）由（2）和（4）可知，用 法收集二氧化碳气体；由（1）可知验满方法为 。
二、查找你所知道的能生成二氧化碳的反应，并从反应条件难易、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因素进行比较，思考这些反应能否用于实验室制取二氧化碳，什么原料是实验室制取二氧化碳的理想原料。
能生成二氧化碳的反应原料 生成二氧化碳的化学反应方程式 能否用于实验室制取二氧化碳的理由
1
2
3
4
5
…
[教学引入] 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。
[讨论交流] 交流教学准备内容。
[活动探究]
1、探究实验室制二氧化碳的理想原料。
取三支试管，分别加入石灰石、碳酸钙粉末、碳酸钠粉末，分别向试管中加入稀硫酸；再取三支试管，分别加入石灰石、碳酸钙粉末、碳酸钠粉末，分别向试管中加入稀盐酸。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
石灰石 + 稀硫酸 制二氧化碳的理想原料为：
碳酸钙粉末 + 稀硫酸
碳酸钠粉末 + 稀硫酸
石灰石 + 盐酸
碳酸钙粉末 + 稀盐酸
碳酸钠粉末 + 稀盐酸
【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。
2、探究实验室制取二氧化碳的装置并制取二氧化碳：
（1）选择实验桌上给定的某些仪器，小组合作讨论，设计合理的制取二氧化碳的实验装置，并组装成装置。
每组实验桌上提供的仪器分别为：
第一组：大烧杯、过滤漏斗、集气瓶、玻璃片、橡皮管、玻璃导管
第二组：广口瓶、破试管、铜丝、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片、玻璃导管、橡皮管
第三组：U型管、铁架台（带铁夹）、玻璃导管、橡皮管、无孔橡皮塞、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片
第四组：平底烧瓶、玻璃导管、橡皮管、橡皮塞、双孔橡皮塞、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片、小烧杯、大烧杯
第五组：锥形瓶、分液漏斗、玻璃导管、橡皮管、双孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片
第六组：广口瓶、管径被折断的长颈漏斗、过滤漏斗、玻璃导管（若干）、橡皮管（若干）、双孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片、小试管、
第七组： 锥形瓶、双孔橡皮塞、长颈漏斗、玻璃导管、橡皮管、双孔橡皮塞、集气 瓶、玻璃片
第八组：锥形瓶、注射器、玻璃导管、橡皮管、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片
第九组：带支管的烧瓶、长颈漏斗、玻璃导管、橡皮管、橡皮塞、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片
第十组：锥形瓶、单孔橡皮塞、玻璃导管、橡皮管、单孔橡皮塞、集气瓶、玻璃片
（2）实验室制二氧化碳的实践操作——用组内组装的装置制备并收集一瓶二氧化碳，同时验满。
（3）把产生的气体通入澄清石灰水，验证气体是否是二氧化碳。
（4）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，你们还能设计几组制取二氧化碳的装置？在下表中画出它们的简图，并比较几组装置的优缺点，寻找最理想的装置。
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）
设计几组装置图为 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。
交流展示的装置为：
【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。
实验室制气体的思路和方法 制 O2 制 CO2
反应装置 反应原料
反应原理
反应物状态
反应条件
收集装置 气体密度
气体溶解性
是否与水反应
检 验
[联想反思]
1、评价本组设计方案和开展实验情况，从交流中获得哪些启示或教训。
2、与同学合作进一步完善本组设计的实验方案，写出实验探究报告。
【课后作业】用生活代用品设计制取二氧化碳的方案，并按方案进行家庭小实验。
【总评】
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。
执教：湖北省宜昌市第九中学 孙明槐
点评：湖北省宜昌市第六中学 罗 红
附：“二氧化碳制取的研究”——探究学案
“实验室制取二氧化碳的探究”学案
——化学实验探究课
宜昌市九中 班 组 组长 组内成员
探究时间
一、课前准备
（一）阅读下列信息，并填写下列空白。
1、碳酸钠(Na2CO3)、大理石或石灰石[主要成分碳酸钙(CaCO3)]等碳酸盐，均能与稀盐酸(有效成分为HCl)[或稀硫酸(有效成分为H2SO4)]等酸直接反应生成二氧化碳；铜与稀盐酸 (HCl) 、稀硫酸(H2SO4)等酸不反应。
2、二氧化碳的性质信息：(从生活经验和已有事实推测)
（1）把燃烧的木条放入二氧化碳中，木条熄灭，说明 。
（2）打开汽水瓶盖可观察到 ，这个事实说明二氧化碳在水里的溶解性为： ，且二氧化碳能与水反应。
（3）向石灰水中吹气，现象为 ，说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙[Ca(OH) 2]反应，以此来鉴定二氧化碳气体。
（4）在标准状况下，二氧化碳的密度为1.977 g / L，空气密度为1.293 g / L。说明二氧化碳的密度比空气的密度 。
（5）由（2）和（4）可知，用 法收集二氧化碳气体；由（1）可知验满方法为 。
（二）查找你所知道的能生成二氧化碳的反应，并从反应条件难易、原料是否易得、反应速度快慢、产生的气体是否便于收集等因素进行比较，思考这些反应能否用于实验室制取二氧化碳，什么原料是实验室制二氧化碳气体的理想原料。
能生成二氧化碳的反应原料 生成二氧化碳的化学反应方程式 能否用于实验室制取二氧化碳的理由
1
2
3
4
5
…
二、活动与探究
1、探究实验室制二氧化碳的理想原料。
取三支试管，分别加入石灰石、碳酸钙粉末、碳酸钠粉末，分别向试管中加入稀硫酸；再取三支试管，分别加入石灰石、碳酸钙粉末、碳酸钠粉末，分别向试管中加入稀盐酸。观察现象，重点比较反应速度快慢，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
石灰石 + 稀硫酸 制二氧化碳的理想原料为：
碳酸钙粉末 + 稀硫酸
碳酸钠粉末 + 稀硫酸
石灰石 + 盐酸
碳酸钙粉末 + 稀盐酸
碳酸钠粉末 + 稀盐酸
2、探究实验室制取二氧化碳的装置并制取二氧化碳：
（1）选择实验桌上给定的某些仪器，小组合作讨论，设计并组装制取二氧化碳的实验装置，画出装置简图。
组别 填出桌上给定的仪器名称 设计的装置简图 用该装置制取二氧化碳后，评价该实验装置
（2）实验室制二氧化碳的实践操作——用组内组装的装置制备并收集一瓶二氧化碳，同时验满。
（3）把产生的气体通入澄清石灰水，验证气体是否是二氧化碳。
（4）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，你们还能设计几组制取二氧化碳的装置，在下表中画出它们的简图，并比较几组装置的优缺点，寻找最理想的装置。
设计几组装置图为 方案1 方案2 方案3 方案4
反思评价
三、展示交流与反思
（1）每小组派一代表在全班交流展示本组所设计的实验装置，并用该装置实验的情况，分析实验成败原因。
成功之处： 。
失败教训： 。
（2）在交流展示实验装置的同时，与自已小组所设计的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（填在上表中）。
（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。
思考的问题有： 。
四、讨论归纳出实验室制取气体的思路和方法
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。
实验室制取气体的思路和方法 制 O2 制 CO2
五、谈谈本课活动的收获与启示
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课题2 二氧化碳的制取
． 用右图装置可以探究二氧化碳的制取和性质。下列关于该实验的叙述正确的是
A 浸有紫色石蕊试液的棉花会变蓝
B 粗铜丝能控制反应的发生和停止
C 产生的二氧化碳可用生石灰干燥
D 能验证二氧化碳的密度比空气大
．实验室中，利用下列装置可以制取某些气体，请回答下列问题。
（1）写出图中标号仪器的名称：①__________________ ②__________________
（2）用大理石和稀盐酸反应制取CO2，应选用的发生装置是（填代号，下同）__________________，最好选用的收集装置是__________________。
（3）加热固体碳酸氢钠或固体碳酸氢铵都能产生CO2，其化学方程式分别是：
①2NaHCO3══Na2CO3+H2O+CO2↑ ②NH4HCO3══NH3↑+H2O+CO2↑
某同学采用反应①的方法制取CO2，应该选用的发生装置是__________________，他不选择反应②制取CO2的理由是_______________________________________________。
． (1)老师为同学们提供了如下实验装置：
①写出带有标号的仪器名称：a ；b 。
②实验室制取CO2应选用的发生装置是 (填选项字母，下同)，收集装置是 。
(2)小伟设计了如右图所示的装置进行实验(固定装置已略去，且石灰石中杂质不反应)。
①写出甲试管中发生反应的化学方程式：
；
②小伟观察到乙试管中紫色石蕊溶液变红，请写出所有
可能使其变红的原因。
。
．实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：
A B C D E F
（1）请写出图中标有字母的仪器名称：
a 48 b 49
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时，应选用的发生装置是 50 （填写装置的字母代号，下同），请写出该反应的化学方程式： 51 ，其中二氧化锰起 52 作用。
（3）实验室制取二氧化碳气体时，应选择的发生装置和收集装置是 53 。请写出用澄清石灰水检验二氧化碳时发生反应的化学方程式： 54 。
（4）如图F所示，向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质是 55 、 56 且密度比空气的大，因此，二氧化碳可用于 57 。
．下图是实验室常用的仪器。
（1）图甲中仪器A的名称是 ；
(2)实验室制取二氧化碳需要选择下列药品中的 （填序号）；
A．大理石 B．纯碱 C．稀盐酸 D．稀硫酸
(3)组装二氧化碳的发生和收集装置时，除选择仪器A和B外，还要从图中选择的仪器有 （填序号）；
(4)上述装置还可用于制取某气体，制取该气体的化学方程式为 ；若要制取干燥气体，发生装置与图乙装置中的 （填“a”或“b”）连接。
．馒头面包等发面食品的一个特点是面团中有许多小孔，它们使发面食品松软可口。而发酵粉是制作糕点不可缺少的原料。小红对发酵粉产生了兴趣，他查阅自理哦啊发现发酵粉的主要成分含碳酸钠、碳酸氢钠，它们可与面粉、水混合发酵产生二氧化碳气体，这些气体会在面团中形成许多小孔使馒头面包松软可口。
【猜想】小红认为可用发酵粉与稀盐酸反应制CO2。
【实验探究】小红进行如下探究：
（1）若选择下列仪器组装CO2的发生装置，他应选择的仪器是________或________。（填仪器编号）
（2）碳酸钠是发酵粉的主要成分之一，碳酸钠又名________（填俗称）。实验时小红忘了稀释浓盐酸，他直接将足量浓盐酸与适量发酵粉反应，观察到反应发生器里有大量气泡冒出。写出发酵粉中碳酸钠与浓盐酸反应的化学方程式________________。
（3）小红准备用新制的澄清石灰水来验证生成的CO2，他预计观察到的实验现象是________________；其反应的化学方程式为________________________。
【反思与评价】在实验（3）中，小红的实验未达到预期结果，请你帮他分析原因________________________。
课题2 二氧化碳的制取
1．B
2．（1）①试管 ②集气瓶
（2）B；C
（3）A；生成物中有氨气，制得的CO2不纯
3． (1)①试管 集气瓶
②B E
(2)①CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑
②二氧化碳与水反应生成碳酸使紫色石蕊溶液变红
浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体溶于水形成盐酸使紫色石蕊溶液变红
4．
48． 铁架台 49． 酒精灯 50． B
51． 2KClO32KCl+3O2↑ 52． 催化 53． AC
54． CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 55． 不能燃烧（或不能支持燃烧）
56． 不能支持燃烧（或不能燃烧） 57． 灭火
5． (1) 锥形瓶
(2)A、C（错选、漏选均不给分）
(3)C、D、G（错选、漏选均不给分）
(4) 2 H2O2 2H2O +O2↑ a
6．（1）ADF CDF
（2）纯碱 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）澄清石灰水变浑浊
【反思与评价】所用盐酸浓度太大，挥发出大量的HCl气体
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课题2 二氧化碳制取的研究
一、学习目标：
1、通过分析氧气的实验室制法知道实验室制取气体的一般思路和方法，学会确定发生装置和收集装置。
2、通过探究比较，找出实验室制取二氧化碳的理想原料，熟练记住实验室制取二氧化碳的反应原理。
3、学会实验室制取二氧化碳的装置、操作步骤、收集方法、检验和验满方法。
二、学习重、难点：
教学重点：实验室制取二氧化碳的反应原理，发生装置和收集装置，以及验满和检验二氧化碳的方法。
教学难点：实验室制取气体的实验设计的合理性、科学性。
三、情境导入：
你还记得实验室是如何制取氧气的吗？你能写出反应的化学方程式吗？今天咱们将再学习一种新的气体的制取————二氧化碳。
四、自主学习：
观察并能准确记录实验现象：
反 应 原 料 实 验 现 象 反应剧烈程度
石灰石 + 稀硫酸
石灰石 + 稀盐酸
碳酸钙粉末 + 稀盐酸
碳酸钠粉末 + 稀盐酸
[交流学习]想一想，凡是能生成二氧化碳的化学反应都能用于实验室制取二氧化碳吗？找出实验室制二氧化碳的理想原料并说明原因，自学课本第109页，练习写化学方程式
[自学与思考]通过分析氧气的实验室制法、阅读课本第110--111页，找出实验室制取气体时选择发生装置和收集装置应考虑的因素，并说明原因。设计一套制取二氧化碳的装置。
[交流学习]小组内交流并进行实验：
1、实验室制取二氧化碳的装置、操作步骤、收集方法、检验和验满方法。
2、小组之间交流展示本组实验装置，讨论实验成败原因，并总结归纳实验最佳装置。
五、小结: 学完本节课你有哪些收获？还有哪些困惑？
六、精讲点拨：
【例题】实验室制取CO2气体时，最适宜的一组试剂是（ ）
A.纯碱（Na2CO3）与稀硫酸 B.碳和氧气
C.大理石与稀盐酸 D．石灰石和稀硫酸
【解析】Na2CO3与稀硫酸反应速度太快，气体不易收集，木炭和氧气反应生成的气体不易收集，石灰石和稀硫酸反应开始有气泡，反应一段时间后无气体。大理石与稀盐酸反应速度适中，价格便宜，便于操作。
【正确答案】C
七、达标体验：
1、实验室里制取氢气和二氧化碳时，都可以选用的酸是 （ ）
A．稀HNO3 B．稀HCl C．稀H2SO4 D．浓H2SO4
2、实验室选择制取气体的装置时，可以不考虑的因素是（ ）
A．反应物的性质和状态 B．反应条件
C．所制气体的性质 D．所制气体的颜色
3、小强在化学课上知道了蛋壳的主要成份是碳酸钙，决定制作一个无壳鸡蛋送给妈妈。他应该从厨房中选择鸡蛋和下列物质中的（ ）
A.味精 B.白酒 C.酱油 D.食醋
4、证明集气瓶中收满二氧化碳的正确方法是（ ）
A.加入澄清石灰水 B.加入紫色石蕊试液
C.把燃着的木条放在集气瓶口 D.把燃着的木条伸到集气瓶内
八、拓展提升：
1、通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置。请结合下图回答问题：
（1）请填写标号仪器的名称：①_______________，②______________；
（2）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体时，发生装置应选 ，应选用的收集装置是________，用该装置收集的气体所具有的物理性质是 ______________________，制取二氧化碳气体时发生反应的化学方程式为
_________________________________。
（3）通过查阅资料得知：①氨气（NH3）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；②氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。小芳同学加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，她应选择的反应的发生装置是 ，收集装置是 。（填字母编号）
（4）请写出氨气和氧化铜反应的化学方程式
　 。
九、布置作业：
1.下图是小新同学设计的实验室制取二氧化碳气体的装置图，请指出此装置图中的错误？
(1) 。(2) 。(3) 。(4) 。
2.实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检验装置气密性 ②按要求装配好仪器 ③向长颈漏斗中注入稀盐酸 ④收集气体 ⑤向广口瓶中放入几小块大理石，其中正确的顺序是（ ）
A.①②③④⑤ B.②①⑤③④ C.②①③④⑤ D.③④⑤②①
3、实验室制取二氧化碳，肯定不需要选用的一组仪器是（ ）
A.试管 导管 B. 锥形瓶 长颈漏斗
C. 酒精灯 水槽 D.玻璃棒 集气瓶
4.（选做题）同学进行了如下实验：将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后，称取10 g 放在烧杯里，然后往烧杯中加入足量的稀盐酸90 g，充分反应后，称得反应剩余物为97.14 g 。（假设其他物质不与盐酸反应）
（1）产生二氧化碳气体 g。
（2）计算该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
课题2二氧化碳制取的研究
达标体验：1. B 2. D 3. D 4. C
拓展提升：1.（1）①酒精灯 ②试管 （2）B D 密度比空气大
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ (3) A E (4)2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2
布置作业：1.用了稀硫酸，应用稀盐酸;长颈漏斗下端管口没有插到液面以下；锥形瓶内导气管太长;收集方法不对。 2.C 3. B 4. 2.86 65％
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