資源簡介

二氧化碳制取的研究
一、教學內容及學情分析
二氧化碳繼氧氣之后的又一重要氣體。此氣體與日常生活聯(lián)系非常緊密，學生在日常生活和前期的學習中就有所接觸，通過回憶氧氣的制法，教給學生實驗室制取氣體的一般思路：選擇藥品——選擇裝置——收集氣體。教給學生科學探究的基本途徑：提出問題——聯(lián)想假設——實驗探究——歸納比較——獲取結論。使學生養(yǎng)成善于思考、善于觀察、善于動手、善于創(chuàng)新的學習習慣。
在教法上：采用“引導——探究——活動——發(fā)散”模式，充分體現(xiàn)“教師為主導，學生為主體”的教學原則。
二、教學目標
1、知識目標：①了解實驗室制取CO2常用的試劑和方法。②初步學會實驗室制取并收集CO2。③掌握檢驗CO2的方法。④練習藥品取用，裝置氣密性檢驗和排氣集氣等實驗基本操作。
2、能力目標：①通過研討CO2的實驗室制法，使學生了解實驗室制取氣體的方法和思路，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力。②體驗在實驗中學習和邊學習邊實踐的學習方式。
3、情感目標：通過演示實驗，體驗實驗成功的喜悅, 提高學生分析和解決實際問題的能力。
三、重點、難點
1、教學重點：實驗室制取CO2的常用藥品和反應原理，制取和收集裝置，以及驗滿和檢驗CO2的方法。
2、教學難點：實驗室制取CO2的實驗設計的合理性、科學性。
四、課時安排及設計思路（1課時）
五、實驗用品
錐形瓶、長頸漏斗、集氣瓶、玻璃導管、膠皮管、單孔橡皮塞、玻璃片、酒精燈、木條、火柴。
碳酸鈣（石灰石或大理石）、稀鹽酸（1∶2）、澄清石灰水、蒸餾水。
六、教學過程
1、設立問題情境，引入課題，明確學習任務
師：在自然界存在很多種物質。例如，空氣中有O2、氮氣，還有少量的二氧化碳等氣體。為了研究CO2的性質，我們需要比較純凈的CO2。那么，我們在實驗室如何制二氧化碳，又如何收集二氧化碳呢？今天這節(jié)課的任務，就是大家一起來尋找實驗室制取二氧化碳的方法，并親自制取二氧化碳。
2、尋找實驗室制CO2的藥品和方法
師：通過前階段的學習，我們已經(jīng)知道了有很多化學反應會產生二氧化碳。那么你想選擇什么物質或方法制二氧化碳呢？
生：人和動物呼吸會生成二氧化碳，木炭在氧氣或空氣里燃燒會產成二氧化碳，蠟燭燃燒也會產生二氧化碳，還有一氧化碳與氧氣反應能生成二氧化碳，木炭與氧化銅反應也能生成二氧化碳……
3、比較優(yōu)化實驗方案(通過比較、優(yōu)化，突破“實驗室制取二氧化碳氣體選擇反應思路”難點)
師：在實驗室，我們能不能選用這些物質或方法制二氧化碳呢？我們在選擇時應該注意那些問題呢？例如，人和動物呼吸會生成二氧化碳，那如何將人呼出氣體中的二氧化碳收集起來呢？
生：在選擇方案時，要考慮便于收集。
師：還有沒有其他要注意的問題呢？下面我們來一起分析大家剛才提出的幾種方案。
教師一邊引導學生討論，一邊總結出下列表格。
人和動物呼吸 氣體不純，含量低，不易收集。
木炭在空氣里燃燒 成本較高，氣體不純，不易收集。
木炭在氧氣里燃燒 成本較高，生成物中可能含有不易分離的一氧化碳，不易收集。
蠟燭燃燒 氣體不純，不易收集。
炭與氧化銅 成本高，反應條件較高，生成物中可能混有一氧化碳，不易分離。
…… ………
生：在選擇實驗室制取二氧化碳的方案時要求原料易得、成本盡量低，反應條件不高，反應速率適當、好控制，反應物、生成物中除了二氧化碳之外沒有其它的氣體物質，以便收集等等。
師：我們在選取藥品時，要綜合考慮各反應物的狀態(tài)、成本，生成物的純度，反應的條件和收集產品的難易，操作是否簡單安全等因素。因此實驗室可用大理石（或石灰石）跟稀鹽酸起反應制得二氧化碳。
碳酸鈣 + 稀鹽酸 → 氯化鈣 + 二氧化碳 + 水
CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O
生成物中只有二氧化碳氣體，不需要加熱，可以用排水法收集
4、選擇實驗室制取二氧化碳的儀器。
師：選擇原料之后，還要考慮選擇發(fā)生裝置和產品收集裝置、產品檢驗和如何驗滿等問題。下面我們通過二氧化碳和氧氣的相關性質比較來設計一套制取二氧化碳的裝置。
教師引導學生總結出下列表格：
反應物的狀態(tài) 反應條件 氣體密度比空氣大還是小 是否與水反應
CO2 固體與液體反應 不需要加熱 氣體密度比空氣大 易溶于水，與水反應
O2 固體與固體反應 加熱、加催化劑 氣體密度比空氣大 不易溶于水，不與水反應
師：（小結）前面我們學習了氧氣的實驗室制法后，通過對氧氣實驗室制法的分析，得出在實驗室中制取氣體的設計思路如下：
(1)明確反應原理，了解在實驗室里用什么藥品，通過什么反應來制取所要得到的氣體．
　　(2)根據(jù)反應物的狀態(tài)，反應所需的條件和生成氣體的性質來設計實驗裝置．
　　(3)通過什么實驗可以驗證制得的氣體就是所要得到的氣體．
根據(jù)以上三點來分析確定二氧化碳的實驗室制法．我們來選取正確的儀器：
5、演示實驗：二氧化碳的實驗室制法。
教師邊講邊實驗，學生觀察。
生：討論下圖：
①如何檢驗裝置的氣密性？（此裝置有兩個出氣口，所以應當先加水封住長頸漏斗的下端管口，然后將導氣管口插入水面下，以下同課本要求的操作。）
② 如何檢驗生成氣體是二氧化碳？（由于CO2能溶于水，不能用排水法收集；CO2比空氣重，可用向上排氣法收集。）
③用什么方法檢驗二氧化碳收集滿瓶？ （用燃著的火柴接近集氣瓶口，如果火焰熄滅，則證明CO2氣體已經(jīng)充滿。）
6、鞏固拓展。
圖示制取二氧化碳的裝置中有三處明顯的錯誤。請指出錯誤所在，并用文字簡要說明如體改正。
解答：
錯誤所在 改正方法
長頸漏斗下端在液面上 長頸漏斗下端應浸入液面以下
錐形瓶導氣管太長 錐形瓶導氣管只伸出膠塞既可
集氣瓶導內氣管太短 集氣瓶內導氣管應伸到瓶底
七、小結。
附：
【板書設計】二氧化碳制取的研究反應原理：碳酸鈣 + 鹽酸 → 氯化鈣 + 二氧化碳 + 水CaCO3 HCl CaCl2 CO2 H2O收集方法：向上排空氣法檢驗方法：將生成的氣體通入澄清的石灰水中，石灰水變渾濁。驗滿方法：將燃著的火柴放到集氣瓶口，熄滅即已裝滿。
實驗室如何制二氧化碳？
自主尋找方法
比較優(yōu)化方案。
選擇實驗儀器
形成方案
演示實驗
鞏固拓展

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