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二氧化碳制取的研究
——實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳制備藥品選用的探究方案設(shè)計(jì)
義務(wù)教育教科書——《化學(xué)》（上冊(cè)）《二氧化碳制取的研究》課題中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳藥品的選用表述很簡(jiǎn)單也很直白，僅為“在實(shí)驗(yàn)室里，二氧化碳常用稀鹽酸與大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸鈣）反應(yīng)來(lái)制取。”至于為什么？限于初中化學(xué)教學(xué)的啟蒙性質(zhì)和初中學(xué)生的認(rèn)知水平，教材未作進(jìn)一步闡述。
教學(xué)中，對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)所蘊(yùn)藏的信息進(jìn)行合理開發(fā)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳制備藥品選用的探究實(shí)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)有著積極的意義。
一、探究實(shí)驗(yàn)所追求的化學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)：
1、實(shí)驗(yàn)技能素養(yǎng)。初步了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程，學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定方案、實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、表達(dá)與交流等的科學(xué)探究方法和過(guò)程，進(jìn)行初步的探究活動(dòng)。
2、觀察能力素養(yǎng)。初步學(xué)會(huì)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息，能用文字、圖表和化學(xué)語(yǔ)言表述有關(guān)信息。
3、思維方法素養(yǎng)。能通過(guò)對(duì)觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取有關(guān)感性知識(shí)的加工處理，初步形成運(yùn)用比較、分類、概括、歸納等方法對(duì)所獲取的信息進(jìn)行初步加工和應(yīng)用的能力。
二、探究過(guò)程設(shè)計(jì)：
1、探究?jī)?nèi)容：碳酸鈉（Na CO ）、石灰石與濃鹽酸、稀鹽酸、稀硫酸均能反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳。請(qǐng)分組完成下列實(shí)驗(yàn)并討論實(shí)驗(yàn)室選擇什么藥品制取二氧化碳最為合理？
2、實(shí)驗(yàn)用品：共十二組。
試管5支、藥匙、鑷子。
碳酸鈉、石灰石（粉末、顆粒各一份）、濃鹽酸、稀鹽酸（1:2）、稀硫酸。
3、完成下列實(shí)驗(yàn)：
編號(hào) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 現(xiàn)象 解釋 結(jié)論
1 打開裝有濃鹽酸的試劑瓶，觀察瓶口有何現(xiàn)象？ 產(chǎn)生白霧。 濃鹽酸揮發(fā)出HCl氣體，不適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。
2 碳酸鈉+稀鹽酸 反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生。 反應(yīng)速率太快，產(chǎn)生的氣體不易收集。
3 石灰石粉末+稀鹽酸 反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生。 反應(yīng)速率太快，產(chǎn)生的氣體不易收集。
4 石灰石顆粒+稀鹽酸 產(chǎn)生氣泡的速率比較適中。 易于控制，適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。
5 石灰石顆粒+稀硫酸 產(chǎn)生氣泡先快后慢漸停。 反應(yīng)不持續(xù)，不適于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。
4、進(jìn)一步討論：
1）從來(lái)源與成本看，碳酸鈉與碳酸鈣誰(shuí)更適宜作為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品？
2）木炭燃燒、石灰石高溫加熱分解都可產(chǎn)生二氧化碳，可否用來(lái)在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳 為什么？
5、總結(jié)：實(shí)驗(yàn)室選用制取二氧化碳的藥品時(shí)，應(yīng)考慮到藥品易得廉價(jià)、實(shí)驗(yàn)條件易達(dá)到、實(shí)驗(yàn)過(guò)程易于控制、產(chǎn)生的氣體易于收集、收集到的氣體要純凈等因素。
結(jié)論：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳常用理想的藥品是石灰石或大理石（顆粒）和稀鹽酸。
3、小結(jié)
《二氧化碳制取的研究》課題的重點(diǎn)與難點(diǎn)在于探究實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的裝置，最后總結(jié)出實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法。
此前，學(xué)生僅學(xué)習(xí)過(guò)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取，其已有的實(shí)驗(yàn)技能、分析處理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法與能力，還很難完全支持完成這項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)。因此，在本課題中安排實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳制備藥品選用的探究，可以在學(xué)習(xí)過(guò)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)技能、觀察能力和思維方法，并遷移到探究實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的裝置上來(lái)，承前啟后，為形成優(yōu)秀的化學(xué)素養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

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