資源簡介

課題2 二氧化碳制取的研究
一、教學目標：
1、知識與技能
⑴掌握實驗室制取二氧化碳的反應原理。
⑵探究實驗室制取CO2的裝置，并利用設計的裝置制取CO2。
⑶初步懂得所選藥品、裝置的原因。
⑷了解實驗室制取氣體的思路和方法。
2、過程與方法
⑴通過對獲得CO2氣體的途徑的討論與分析，探究實驗室制取CO2的理想藥品，樹立多角度、多層次地分析問題的意識。
⑵通過對CO2和02有關性質的比較，了解制備CO2和O2時，其發生裝置與收集裝置的異同，初步確立實驗室制取氣體的一般思路和方法。
⑶人學生在組裝并使用自己設計的裝置制取氣體的過程中，體驗、反思和完善實驗設計，掌握基本實驗技能。
3、情感態度價值觀
⑴ 繼續提高學生學習化學的好奇心和探究的欲望，激發和發展學生學習化學的興趣。
⑵ 通過探究活動，培養學生求實、創新、嚴謹、合作的科學品質，集體協作的團隊精神。
二、教學重點
1、實驗室制取CO2的化學反應原理、實驗裝置和制取方法。
三、教學難點：
1、從實驗室制取氣體的思路出發，學習CO2的實驗室制取方法。
四、課時安排 ：1課時
五、教學過程
（一）創設情境，導入新課
【導入】請同學們現在做一次深呼吸。吸入了什么？呼出了什么？前面我們通過《空氣》這一課題的學習知道空氣中也有CO2，它在空氣中占的比例大不大呢？CO2在空氣中只占空氣體積的0.03%，但其作用很大，植物的光合作用都離不開它（當然空氣中CO2不能過多，過多會導致“溫室效應”等危害。CO2與人類關系十分密切，那么在實驗室里是怎樣制取CO2的呢？這節課我們就來探究一下實驗室怎樣制取CO2。
【復習提問引入】在學習了實驗室制取氧氣的實驗后，我們知道了實驗室制取一種氣體一般從哪些方面來掌握？（藥品、反應原理、裝置、收集方法、檢驗和驗滿等）
（二）合作交流，解讀探究
一、實驗室制取CO2
活動1：
【演示實驗】一組對比實驗：
稀鹽酸與石灰石的反應
稀硫酸與石灰石的反應
稀鹽酸與碳酸鈉的反應
【觀察】觀察反應有無氣泡和氣泡產生速率的快慢。
<歸納>三個反應都有氣泡產生。其中稀鹽酸與碳酸鈉的反應速率非常快；稀硫酸與石灰石的反應進行一會兒后反應停止無氣泡產生；稀鹽酸與石灰石的反應速率較適中。
活動2：
【提問】三個反應的原理是怎樣的？
<點撥>反應進行的規律和不穩定性（投影或板示）
CaCO3 + HCl CaCl2 + H2CO3 ；H2CO3 H2O + CO2↑ ；
(不穩定）
故總反應方程式為：CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2↑
同理：Na2CO3+2HCl 2NaCl + H2O + CO2↑
CaCO3+H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2↑
活動3：
【提問】為什么石灰石與稀硫酸的反應進行一會兒后就停止，無氣泡產生？
<點撥>因為稀硫酸與石灰石反應生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在石灰石的表面，使石灰石不能與酸接觸，阻止反應進行。
活動4：
【討論】實驗室制取CO2的藥品和原理。
<歸納>所以實驗室用稀鹽酸與石灰石或大理石反應制取CO2：
1、藥品：稀鹽酸、石灰石或大理石。
2、原理：CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2↑
注意：（1）不能用H2SO4代替鹽酸，因為CaCO3+ H2SO4 === CaSO4 +H2O+CO2↑生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止了碳酸鈣與酸接觸，使反應難以進行。
（2）不能用Na2CO3代替大理石，因為碳酸鈉粉末，反應速率太快，不便于控制。
（3）不能用濃鹽酸，因為農鹽酸具有揮發性，會揮發出HCl氣體使收集的二氧化碳不純。
活動5：
【投影或展示】實驗室制取O2的兩套裝置
【討論】1、實驗室制取氣體裝置由哪幾部分組成？（發生裝置和收集裝置）
2、發生裝置和收集裝置分別由哪些因素決定？
（發生裝置取決于反應物的狀態和反應條件；收集方法與氣體的密度和溶解性有關）
<歸納>實驗室制取氣體的裝置的確定
密度比空氣的大（且不與空氣反應）——向上排空氣法
密度比空氣的小（且不與空氣反應）——向下排空氣法
排水法（不易溶或難溶于水、不與水反應）
活動6：
【討論交流】CO2和O2制取實驗及相關性質比較（見教材P110）
反應物的狀態 反應條件 氣體密度比較 溶解性 是否與水反應
CO2 固液 不加熱 比空氣大 能溶 反應
O2 固體或液體 加熱或不加熱 比空氣大 不易溶 不反應
[提示]夏天我們經常喝的雪碧等飲料就是將CO2加壓溶解在水中制成的，因而可得出CO2能溶于水。
活動7：
【投影或展示】教材P111中的相關儀器
【討論交流】選擇儀器組裝實驗室制取CO2的裝置
【展示或投影】選擇幾套典型裝置在全班展示
圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 圖6
【討論交流】注意事項：
長頸漏斗末端應伸入液面以下（以免生成的氣體從漏斗逸出）
伸入集氣瓶中的導管應伸至瓶底（便于排盡空氣）
伸入發生裝置中的導管只需露出橡皮塞即可（太長不利于氣體的導出）
<歸納>3、實驗室制取CO2的發生裝置：（固——液反應不加熱）
收集方法：向上排空氣法
活動8：
【分組實驗】制取并收集CO2
【討論】如何檢驗生成的氣體為CO2？怎樣知道CO2已收集滿？
【實驗】（1）向澄清石灰水中通入CO2——澄清石灰水變渾濁。
（2）用燃著的木條放到集氣瓶口，看木條是否熄滅。
<歸納.>5、檢驗方法：通入澄清石灰水中看石灰水是否變渾濁。
6、驗滿方法：用燃著的木條放到集氣瓶口，看木條是否熄滅。
活動9：
【討論】實驗室制取CO2的操作步驟有哪些？
<歸納>7、實驗室制取CO2的操作步驟：
檢查裝置氣密性
加入藥品（先加固體，后加液體）
用向上排空氣法收集
【比較】投影：實驗室制取O2、CO2比較表，對比記憶。
氧氣 二氧化碳
反應原 理 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑2KClO3 2KCl + O2↑ 2H2O2 2H2O + O2↑ CaCO3+2HCl CaCl2+H2O +CO2↑
發生裝置 A B
加熱KMnO4或KClO3制O2可用A；用H2O2制O2可用B，制CO2用B
收集 向上排空氣法、排水法 向上排空氣法
檢驗 用帶火星的木條伸到集氣瓶中，若木條復燃，說明是O2 將氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，說明是CO2
驗滿 用帶火星的木條伸到集氣瓶口，若木條復燃，說明已滿 用燃著的木條放到集氣瓶口，若木條熄滅，說明已滿
板書設計：
課題2 二氧化碳制取的研究
一、實驗室制取CO2
1、藥品：稀鹽酸、石灰石或大理石。
2、原理：CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2↑
注意：（1）不能用H2SO4代替鹽酸，因為CaCO3+ H2SO4 === CaSO4 +H2O+CO2↑生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止了碳酸鈣與酸接觸，使反應難以進行。
（2）不能用Na2CO3代替大理石，因為碳酸鈉粉末，反應速率太快，不便于控制。
（3）不能用濃鹽酸，因為農鹽酸具有揮發性，會揮發出HCl氣體使收集的二氧化碳不純。
3、裝置：（固——液反應不加熱）
4、收集方法：向上排空氣法
5、檢驗方法：通入澄清石灰水中看石灰水是否變渾濁。
6、驗滿方法：用燃著的木條放到集氣瓶口，看木條是否熄滅。
7、實驗室制取CO2的操作步驟：
檢查裝置氣密性
加入藥品（先加固體，后加液體）
用向上排空氣法收集
課后反思：
固體與固體反應
固體與液體反應
液體與液體反應
┅┅
反應物的狀態
氣體發生裝置
反應條件（是否需要加熱、加催化劑等）
排空氣法
氣體收集裝置
MnO2
△
MnO2

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