資源簡介

二氧化碳制取的研究
一、教學目標：
知識技能：1、了解實驗室制取氣體的方法和設計思路，掌握實驗室制取二氧化碳的藥品和反應原理、裝置及鑒別方法；
2、通過篩選二氧化碳的實驗室制法，發展觀察能力、提高分析和解決實際問題的能力。通過小組合作，培養學生合作能力、表達能力。
過程方法：引領學生回憶舊知→分析比較→總結深化→遷移運用→探究新知→建構新知。在教師引導下潛移默化形成科學的學習方法。
情感態度：在探究中，使學生體驗合作、發現的樂趣；在設計實驗裝置過程中，培養學生創新求異精神、實踐能力，以及嚴謹求實的科學態度。
二、教學重難點：
教學重點：實驗室制取二氧化碳的原理、裝置。
教學難點：從二氧化碳制取裝置的探究過程中，提升實驗室氣體裝置的設計思維水平
三、教學媒體：
多媒體投影、實驗室制取二氧化碳的有關儀器和藥品。
四、教學過程：
探究活動1：探究實驗室制取CO2的反應原理
【議一議】：列舉你所知道的能生成CO2的反應，然后請同學們討論能否適用于在實驗室制取CO2，并說出你的理由.
生成二氧化碳的反應 能否用于實驗室里制取二氧化碳及理由
1 不能；制得氣體可能不純可操作性差
2 不能；制得氣體可能不純可操作性差
3 不能；條件較難滿足
4 不能；條件較難滿足
這么多種獲得二氧化碳氣體的方法，是否都滿足實驗室制法的條件呢？下面，我們一同進行二氧化碳制取的研究。
【探究信息】：
碳酸鈉（Na2CO3）、大理石或石灰石【主要成分碳酸鈣（CaCO3）】等。均能與稀鹽酸（主要成分HCl）稀硫酸（主要成分H2SO4）反應生產CO2
【演示實驗】：
取四支試管，分別加入碳酸鈉粉末、石灰石、碳酸鈣粉末、石灰石、，分別向1、2試管中加入稀鹽酸、分別向3、4試管中加稀硫酸。觀察現象，重點比較反應的劇烈程度，由此歸納實驗室制二氧化碳氣體的理想原料。
編號 反 應 原 料 實 驗 現 象反應劇烈程度
1 碳酸鈉粉末 + 稀鹽酸 有大量氣泡產生，反應速率太快
2 石灰石 + 稀鹽酸 產生氣泡,速率適中 ，持續時間長
3 碳酸鈉粉末 + 稀硫酸 有大量氣泡產生，反應速率太快
4 石灰石 + 稀硫酸 開始反應有氣泡，一會兒就無氣泡產生 (反應停止）
【小結】實驗室制取二氧化碳氣體的最佳反應是
【講解】
1.藥品：石灰石或大理石 （主要成分為CaCO3）和稀鹽酸（主要成份HCl）碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩定，分解生成二氧化碳和水，故最終產物為氯化鈣、水和二氧化碳。
2.原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
【總結】確定實驗室制取氣體反應原理應考慮的因素：
①反應物容易獲得（或原料廣泛易得）；②反應條件容易達到，裝置、操作簡單； ③產生氣體的速率是否適中，便于收集； ④收集的氣體是否純凈，容易分離；
⑤安全環保，污染小或零污染
探究活動２：探究實驗室制取CO2的實驗裝置
閱讀110頁，請同學們思考以下幾個問題：
1、實驗室制取氣體的裝置由哪幾部分組成？
2、確定氣體發生裝置時應考慮哪些因素？
【引導分析】制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置。由反應物的狀態和反應條件來確定發生裝置。
3、收集氣體一般有哪些方法？
4、確定收集裝置時應考慮哪些因素？
【引導分析】氣體收集方法主要取決于氣體的密度和氣體在水中的溶解性。
【引導對比】二氧化碳和氧氣的反應原理及相關性質的比較
反應物的狀態 反應的條件 氣體的密度比空氣的大或小 是否與水反應
二氧化碳
用KMnO4制 氧 氣
用KClO3制 氧 氣
用 H2O2制 氧 氣
【引導分析】制取二氧化碳和氧氣的發生裝置和收集裝置有何不同？
【總結】碳酸鈣是塊狀固體，鹽酸是液體，且反應進行時不需要加熱，根據這些特點，可以選擇類似于過氧化氫分解制氧氣的發生裝置。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳密度比空氣大，所以采用向上排氣法收集。
【投影】常用儀器：請同學們分組討論，提出各種裝置的創意，由小組代表上臺展示并講解設計思想，其他小組同學分析評價
引導學生展示成果，分析設計方案的優缺點，總結歸納實驗最佳裝置。
探究活動3：制取一瓶二氧化碳氣體
【問題討論】如何利用所設計的實驗裝置制取一瓶二氧化碳，需要哪些步驟？
【小結】制取CO2的步驟：
檢查裝置的氣密性，加藥品（先固體，后液體），收集氣體。
【思考】如何檢驗所制出的氣體是CO2？如何驗證集氣瓶中CO2已收集滿？
【體驗實踐】請大家用你們設計的實驗裝置制取、收集、驗證二氧化碳
【課堂小結】
根據氧氣、二氧化碳的實驗室制法，歸納氣體實驗室制法的設計一般思路：1、原理2、裝置3、制取（檢驗、驗滿、步驟、注意事項）

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