資源簡介

《二氧化碳制取的研究》教學設計
一、教材分析
本節課在全書乃至整個化學學習過程中，所占有的地位十分重要。它是培養學生在實驗室中制取某種氣體時，藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法等思路的最佳素材。上好此節課對學生今后學習元素化合物知識、化學基本實驗及實驗探究能力都有深遠的影響。 該課題主要研究實驗室中制取二氧化碳。教材首先給出了二氧化碳的反應原理，然后，讓學生從反應物的狀態、反應條件、氣體密度與空氣密度的比較，以及是否與水反應等因素，來確定二氧化碳的發生和收集裝置。這是本課題知識的核心部分，而且涉及面的廣度是學習以來少見的。
教材還給出了一些儀器，用活動與探究的方式，由學生自己組裝二氧化碳的制備裝置，并進行討論與反思。這是本課題培養技能及方法的核心內容。
最后，利用設計的裝置制取二氧化碳，進行檢驗、驗滿和通入澄清石灰水，這是該課題檢驗學習成果和進行及時評價的平臺。
在“學完本課題你應該知道”中，總結了實驗室里制取氣體的一般思路和方法，這是本節課學習的難點之一。
二、教學目標：
1、知識與技能
①了解實驗室中制取二氧化碳所用的藥品、反應原理；
②初步學會實驗室制取二氧化碳的操作、收集及檢驗方法；
2、過程與方法
①探究實驗室制取二氧化碳的裝置、藥品，并利用設計的裝置制取二氧化碳；
②學會對儀器的使用以及觀察實驗現象的方法；
③通過探究活動過程，體驗化學實驗方法的科學性，了解實驗室制取氣體的思路和方法；
④初步認識觀察分析、討論、歸納、總結、理解及運用的科學方法過程。
3、情感態度與價值觀
①創設制取二氧化碳的問題情境，豐富學生的科學體驗；
②激發學生探究的興趣和學習化學的動機；
③養成互相交流，勇于實踐的良好習慣。
三、教學重、難點：
重點：實驗室制取二氧化碳原理、裝置設計及制取方法。
難點：①實驗室制取二氧化碳裝置的設計思路；
②知識技能與過程方法的有機結合。
四、教學方法
活動探究、對比探究、合作交流、討論歸納相結合的教學法
五、實驗用品
儀器：注射器、錐形瓶、平底燒瓶、大試管、集氣瓶、長頸漏斗、（帶導管的）雙孔塞及單孔塞、帶塞子的彎導管、水槽、酒精燈、藥匙、破底試管、銅絲、帶孔小藥瓶、分液漏斗、干燥管、具支試管、U形管。
藥品：碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石灰石、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水、紫色石蕊溶液、木條。
六、教學過程：
（一）、復習和實驗引入
復習：實驗室制取氧氣的藥品、反應原理、裝置、操作步驟、收集方法、檢驗方法、驗滿方法等。我們知道了制取一種氣體，實驗裝置由發生裝置和收集裝置兩部分組成。
課件展示：
1、 發生裝置的確定取決于兩個條件：
①反應物狀態（固—固、固—液）
②反應條件（加熱、不加熱）
固和固加熱反應制氣體用A裝置
固和液常溫下反應制氣體用B裝置
A B
2、收集裝置的確定————排空氣法和排水法
氣體性質 收集方法 裝置 注意事項 舉 例
密度比空氣大，不與水發生反應 向上排空氣法 瓶口蓋玻璃片導管插入集氣瓶底部 CO2、O2
密度比空氣小，不與空氣反應 向下排空氣法 導管插入集氣瓶底部 H2
不易溶于水，不與水反應 排水法 導氣管不宜深入集氣瓶過長 O2 、H2 、CO
演示實驗：
1、向一個充滿二氧化碳的塑料瓶中加入水并振蕩
2、把二氧化碳傾倒入燃著的高低不同的兩層蠟燭的燒杯中
學生觀察后敘述現象并分析得出“二氧化碳能溶于水，密度比空氣大，一般情況下不支持燃燒”的性質。
那么在實驗室里如何制取二氧化碳氣體呢？
板書：二氧化碳制取的研究
（二）、活動探究：實驗室制取二氧化碳的原料和原理
學生活動：（學生分組實驗，每組做以下四個對比實驗）
1、 石灰石 + 稀鹽酸 2、 碳酸鈣粉末 + 稀鹽酸
3、 碳酸鈉粉末 + 稀鹽酸 4、 石灰石 + 稀硫酸
觀察現象，重點比較反應的劇烈程度。
討論：以上四個實驗哪個適合在實驗室里制取二氧化碳？
完成下表并歸納實驗室制二氧化碳氣體的理想原料。
反 應 原 料 實 驗 現 象 反應劇烈程度 結 論
石灰石 + 稀鹽酸 制二氧化碳的理想原料為：
碳酸鈣粉末 + 稀鹽酸
碳酸鈉粉末 + 稀鹽酸
石灰石 + 稀硫酸
教師補充：
1、為什么不用濃鹽酸代替稀鹽酸制取二氧化碳？
原因是濃鹽酸具有揮發性，使制得的氣體不純，含有氯化氫氣體。
2、為什么不用硫酸代替稀鹽酸制取二氧化碳？
原因是硫酸與碳酸鈣反應產生微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在大理石（或石灰石）的表面，阻止硫酸與碳酸鈣進一步發生反應。
3、為什么不用碳酸鈉代替石灰石或大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳？
原因是其反應過快，且價格偏高。
學生討論確定：實驗室制取二氧化碳的藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸
總結歸納：在選擇實驗室制取氣體藥品時應考慮的因素
課件展示：選擇制取氣體的原理及藥品應考慮
反應條件——節能，易實現 反應速率——適中
藥品成本——廉價易得 生成物——純度高，污染少，便于收集
板書：一、藥品及反應原理
藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸
原理：CaCO3+2HCl==H2CO3+CaCl2
H2CO3==H2O+CO2↑
總：CaCO3 + 2HCl ==CaCl2 + H2O + CO2 ↑
（三）、探究并設計實驗室制取二氧化碳的實驗裝置
設問： 如何設計一套完整的裝置制取二氧化碳？
板書：二、反應裝置
思考：根據上課一開始的課件展示，如何確定實驗室制取二氧化碳的發生裝置和收集裝置？完成下表。
對比探究 二氧化碳和氧氣制取實驗及相關性質比較
實驗內容 實驗室制氧氣 實驗室制二氧化碳
用KMnO4制氧氣 用H2O2制氧氣
反應物狀態
反應條件
發生裝置
密度（和空氣比）
是否溶于水
小結：（課件展示）
1、發生裝置
儀器：①、長頸漏斗（可無）
②、錐形瓶(或廣口瓶）
（或燒瓶）(或試管）
③、橡皮塞
④、導氣管
2、收集方法（裝置）
向上排空氣法 （CO2的密度比空氣大）
不能用排水法 （CO2可溶于水）
儀器：①、集氣瓶
②、玻璃片
③、導氣管
板書：1、發生裝置：固體液體不加熱型
2、 收集方法（裝置）：向上排空氣法
（四）、討論并總結實驗室制取二氧化碳的實驗步驟、現象、注意事項、放置、檢驗和驗滿
討論并思考：實驗步驟有哪些？
小結：檢查氣密性→加藥品→收集
課件展示：
板書：三、實驗步驟：檢查氣密性→加藥品→收集
討論并思考：制取過程中有哪些實驗現象？
小結：產生大量氣泡，固體藥品逐漸減小。
板書：四、實驗現象：固體表面產生大量氣泡，固體藥品逐漸減小。
討論并思考：實驗過程中有哪些注意事項？
小結：①長頸漏斗下端管口 要伸入到液面以下
②導管：應剛過橡皮塞少許
③導管：伸入集氣瓶的導管應接近集氣瓶底部
課件展示：
板書：五、注意事項
1、長頸漏斗下端管口要伸入到液面以下
2、導管：應剛過橡皮塞少許
3、導管：伸入集氣瓶的導管應接近集氣瓶底部
討論并思考：如何放置？
小結：蓋上玻璃片正放（因為二氧化碳的密度比空氣大）
板書：六、放置：蓋上玻璃片正放（因為二氧化碳的密度比空氣大）
討論并思考：如何檢驗和驗滿？
學生回答：檢驗（驗證）方法：將氣體通入澄清的石灰水， 石灰水變渾濁，證明該氣體是CO2 。
驗滿方法：將燃著的 木條放在集氣瓶口，
火焰熄滅 ,證明二氧化碳已收集滿。
課件展示：
檢驗（驗證）方法：
將氣體通入澄清的石灰水，
石灰水變渾濁，證明該氣體是CO2 。
澄清石灰水
驗滿方法：
將燃著的 木條放在集氣瓶口，
火焰熄滅 ,證明二氧化碳已收集滿。
板書：七、檢驗與驗滿方法
檢驗：通入澄清的石灰水，變渾濁，則是二氧化碳
驗滿：把燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅即滿
（五）、探究組裝二氧化碳的制備裝置，并利用現有裝置進行制取和性質實驗
課件展示教材P114有關實驗儀器。讓學生利用多媒體軟件在多媒體上展示自己組裝的實驗裝置，并讓其他同學指出所設計裝置的優缺點。
課件展示：二氧化碳制取的一些發生裝置
學生活動：利用現有裝置制取二氧化碳，進行驗滿實驗，并將生成的二氧化碳通入到澄清石灰水和紫色的石蕊溶液中，觀察實驗現象。
（六）、課堂總結：談談自己學習本節課的收獲
（七）、作業：
鞏固性作業：課本P116第1，2、5題 ，完成實驗報告冊相關內容。
研究性作業：學案第八題 。
創新性作業：利用家中物品，設計一套能夠控制反應的發生和停止的裝置 。
板書設計
二氧化碳氣體制取的研究
一、藥品及反應原理
藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸
原理：CaCO3 + 2HCl ==CaCl2 + H2O + CO2 ↑
二、反應裝置
1、發生裝置：固體液體不加熱型
2、 收集方法（裝置）：向上排空氣法
三、實驗步驟：檢查氣密性→加藥品→收集
四、實驗現象：固體表面產生大量氣泡，固體藥品逐漸減小。
五、注意事項
1、長頸漏斗下端管口要伸入到液面以下
2、導管：應剛過橡皮塞少許
3、導管：伸入集氣瓶的導管應接近集氣瓶底部
六、放置：蓋上玻璃片正放（因為二氧化碳的密度比空氣大）
七、檢驗與驗滿方法
檢驗：通入澄清的石灰水，變渾濁，則是二氧化碳 。
驗滿：把燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅即滿 。
七、教學反思
1、本節課是落實科學探究“猜想與假設”、 “制定計劃”、“進行實驗”、“收集證據”、“反思與評價”的重要課題。因而在教學過程中，先復習氧氣制取的相關實驗知識，來猜想與假設二氧化碳的制取方法；再通過分組實驗來探究二氧化碳制取的原料和原理；然后通過氧氣、二氧化碳兩者制取裝置的對比討論，收集證據，得出二氧化碳制取的方式裝置和收集裝置；再進一步討論并總結實驗室制取二氧化碳的實驗步驟、現象、注意事項、放置、檢驗和驗滿；最后讓學生自己組裝實驗裝置，再反思與評價。整個教學過程收到了良好的效果。
2、同時，學生能積極主動參與課堂學習活動當中，教師能積極主動參與到學生認識與實踐活動當中，這是上好本課題教學內容的兩個關鍵因素，缺一不可。
3、實驗室制取二氧化碳的知識與技能，既是化學學科內容的重要組成，又是學習“過程與方法”、培養“情感態度與價值觀”的載體，更是發展化學認知建構體系中的重要的結點。在教學實踐中，要真正實施新課程標準理念，統籌設計三維目標，科學合理的運用教育教學資源，發揮學生的主觀能動性，才能真正使課堂教學“活”起來，才能真正實現課堂教學的有效性。

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