資源簡介

二氧化碳制取的研究
一、教材分析
1.地位和作用：本節課占有十分重要的地位。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、提高化學基本實驗及實驗探究能力都有深遠的影響。
2.教學目標
（1）知識與技能：了解實驗室制取二氧化碳的反應原理，探究實驗室制取二氧化碳的裝置，了解實驗室制取氣體的一般思路和方法。
（2）過程與方法：通過實驗室里制取O2的方法和設計思路，探索實驗室制取CO2的藥品和實驗裝置，讓學生初步學習科學探究的基本思路和方法，體驗化學實驗的方法的科學性，能進行初步的科學探究活動。
（3）情感態度與價值觀：通過實驗、問題討論，培養學生求實、合作、創新的科學品質，通過合作學習、研究性學習，體驗探究成功的樂趣，激發學生的求知欲。
3.教學重點、難點：
重點：探究實驗室制取二氧化碳的裝置，并制取二氧化碳。
難點：從實驗室制取氣體裝置的設計思路出發，探討實驗室制取二氧化碳氣體的方法。
二、學情分析
本節課學習的重點是能力訓練。學生在前面已經學習了氧氣的實驗室制法，具備了一些氣體制備的實踐經驗，各項實驗技術也已經具備，此時，在課堂教學中體現學生作為主體，讓學生真正參與到教學過程中來正是時機。
三、教法
采用實驗探究法，指導學生動手操作、交流討論，歸納總結，充分體現了學生是學習的主人，教師是學生學習的組織者、引導者、合作者和共同研究者。
四、學法
采用學案導學法,改變學生傳統的學習方式,使學生能動手操作、主動探究、交流討論、解決問題。
課前準備：錐形瓶、燒杯、試管、集氣瓶、長頸漏斗、帶導管的雙孔橡皮塞、帶導管的單孔橡皮塞、火柴、鐵架臺、夾子、稀鹽酸、大理石、稀硫酸、碳酸鈉、澄清石灰水、水
課時安排：1課時
五、教學程序設計
主要流程：
創設情境，發現美
合作探究，探索美
知識拓展, 應用美
演示實驗，分享美
暢談收獲，留住美
練習提高，鞏固美
課外作業，延伸美
具體流程：
（一）創設情景、引入新課：
【創設情景】教師引言：謎語：“左側月兒彎，右側月兒圓，彎月能取暖，圓月能助燃。”猜一種氣體。學生回答。
【引入新課】教師引言：CO2與日常生活關系非常密切，空氣中有CO2，人和動植物的呼吸、煤等燃料的燃燒都產生CO2，還有山洞、地窖、深井、雪碧等碳酸飲料中都含大量二氧化碳。同學們想不想知道實驗室里怎樣制取CO2？引入新課：[板書]二氧化碳制取的研究。展示目標。
（二）合作探究
探究一：實驗室制取二氧化碳的理想原料及反應原理。
【理一理】請同學們列舉出能夠產生CO2的化學方程式，看哪個小組寫得又對又多。
例:①C + O2 CO2 ②C+ 2CuO 2Cu + CO2↑
③3C+ 2Fe2O3 4Fe+ 3CO2↑ ④ CaCO3 CaO+ CO2↑
【議一議】學生小組討論，評價方案。學生代表發言。
教師活動：①關注學生是否敢于發表自己的見解，鼓勵學生的各種表達并及時點評和糾正。②引導學生在實驗室中制取氣體要考慮是否有二氧化碳生成，產物純度、條件是否容易達到等因素。
【教師小結】①碳和氧氣反應的結果比較復雜。如果氧氣充足，那么最后制得的氣體中混有雜質氧氣；如果氧氣不足，那么最后制得的氣體中混有一氧化碳。②③條件在實驗室中不容易達到。
【提問】實驗室里如何制取二氧化碳呢？
【做一做】教師提出三個實驗方案，并做演示實驗。實驗步驟：①將半藥匙碳酸鈉粉末、兩三粒石灰石分別放入三支試管中； ②向三支試管中分別倒入1/5試管的稀鹽酸或稀硫酸。
實驗1 碳酸鈉和稀鹽酸的反應；實驗2 石灰石和稀硫酸的反應；實驗3 石灰石和稀鹽酸的反應
【想一想】學生觀察記錄實驗現象，并對反應速率進行比較。思考并分組討論方案的可行性，選擇最佳的方案。學生代表發言。
【教師點評】（1）碳酸鈣、碳酸鈉粉末跟稀鹽酸反應十分劇烈，迅速產生大量氣體，反應太快，生成的二氧化碳不容易收集。（2）不能使用稀硫酸來代替稀鹽酸，稀硫酸與大理石反應生成微溶物覆蓋在反應物表面，阻止反應進行。（3）使用的大理石或石灰石均為塊狀，反應速率適中。
【歸納總結】實驗室通常用稀鹽酸和石灰石（或大理石）反應來制取CO2。（板書）反應原料：稀鹽酸和石灰石（或大理石）
【教師點撥】引導學生書寫反應的化學方程式：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2CO3，碳酸不穩定，易分解生成二氧化碳和水：H2CO3＝H2O＋CO2↑，總的反應方程式是CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑（板書）反應原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
【過渡】如何選擇一套合理的裝置制取CO2？
探究二：制取二氧化碳的實驗裝置
【議一議】A、實驗室制取氣體的裝置由哪幾部分組成？B、確定氣體發生裝置時應考慮哪些因素？C、收集氣體一般有哪些方法？D、確定氣體收集裝置時應考慮哪些因素？學生代表發言
教師活動：①教師引導學生討論問題；②教師點評學生答案。
【復習】實驗室制取和收集氧氣的裝置。教師展示兩組實驗室制取氧氣發生裝置圖，并讓學生寫出相對應制取的原理及收集方法。
氣體 反應原理 反應物狀態 反應條件 發生裝置(選A或B)
O2
CO2
氣體 與空氣密度比較 收集方法 是否溶于水及是否與水反應 收集方法
O2 `
CO2 溶于水，且與水反應
【歸納總結】確定實驗室制取氣體裝置要考慮的因素：
（1）發生裝置：反應物的狀態及反應條件
（2）收集裝置：水溶性及密度
【展示】CO2和O2的相關性質比較
【學生討論】教師引導學生討論設計制取二氧化碳的裝置，（板書）發生裝置：固體、液體不加熱型，收集裝置：向上排空氣法）
【選一選】請從如下儀器中選擇，設計出你制取二氧化碳的裝置：（展示不同的實驗儀器，讓學生組裝實驗室制取二氧化碳的裝置，教師評價裝置的易用性方面的優缺點。）
【拼一拼】實驗室制取二氧化碳的裝置
（三）知識拓展：
【思考】如果提供碳酸鈉和稀鹽酸制取二氧化碳，你打算選取哪套裝置？為什么？在家里如何制取二氧化碳？
（四）演示實驗：實驗室制取二氧化碳
【學生討論】制取步驟、檢驗方法、驗滿方法。學生回答討論結果。
【歸納總結】
（1）步驟：①連接儀器②檢查裝置的氣密性（加水檢驗）③加入石灰石或大理石④注入稀鹽酸⑤檢驗氣體⑥收集CO2⑦驗滿氣體 (連 → 檢 → 裝 → 注 → 驗→收 → 驗）
（2）檢驗：利用澄清石灰水來檢驗CO2，反應的化學方程式為：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O
具體方法是：將氣體通入澄清石灰水中，如果石灰水變渾濁則通入的氣體為CO2；如果未變渾濁，則不是CO2。
（3）驗滿：用燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則已集滿。
【演示實驗】二氧化碳的制取過程，檢驗、驗滿。學生觀察。
【學生討論】整個實驗過程中應該要注意那些問題？學生代表回答。
【歸納小結】操作中的注意事項：①取用大理石時，先將錐形瓶橫放，把大理石放入瓶口使其緩慢滑到瓶底；②長頸漏斗下端應浸沒在液面以下，以防二氧化碳從漏斗口逸出；③導管不能伸入瓶內太長，以剛漏出膠塞為宜；④收集二氧化碳導管口應接近集氣瓶底部以利于排凈空氣。
（五）感悟收獲
【學生討論】教師引導學生討論，通過本課題的學習，有哪些收獲？還有哪些感受？
【歸納總結】教師總結本節課的知識結構，并點出本課內容的重點與難點。
1）反應原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
2）裝置圖
3）收集方法:向上排空氣法
4）檢驗方法:將氣體通入澄清石灰水或向集氣瓶倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁。
5）驗滿方法：點燃的木條放在瓶口，若木條熄滅，則已收集滿二氧化碳。
（六）練習提高
1、下圖為實驗室制取二氧化碳的裝置圖，
有哪些錯誤？為什么？怎樣改正？
2、請你根據實驗室制取二氧化碳的反應原理判斷，如果試管內壁上附著有碳酸鈣不易除去，正確的洗滌方法是（ ）
A、用大量蒸餾水反復沖洗 B、用試管刷蘸肥皂水清洗
C、先用稀鹽酸清洗后再用清水沖洗 D、用澄清的石灰水沖洗
3、氫氣是一種密度比空氣小，難溶于水的氣體，實驗室常用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應生成硫酸鋅和氫氣，制取氫氣的發生裝置可選用圖（ ），收集氫氣可選用圖（ ）。
（七）課外作業
（必做）1、通過一年的化學學習，你已經掌握了實驗室制取氣體的有關規律，請你結合下列裝置圖回答問題。(友情提示：以下所選裝置均填裝置代號)
(1)寫出圖中指定儀器的名稱：①____________②____________。
(2)實驗室制取和收集CO2時應選用______和_______兩種裝置相連接，反應的化學方程式為____________________________________。檢驗集氣瓶中CO2是否收集滿的方法是_______.
(3)實驗室用KMnO4制取O2時，可選用的發生裝置是________，同時用E裝置收集O2，實驗停止時的操作要先_______ 再____________
(4)若用裝置C收集某氣體，該氣體應具備的性質是_______________
（選做）2、根據下列實驗裝置圖回答：
(1)寫出B中由上到下兩種主要儀器的名稱①_________，②_______。
(2)硫化氫是一種有毒氣體，其密度比空氣大，能溶于水。實驗室通常用塊狀硫化亞鐵(FeS)與稀硫酸在常溫下反應生成硫酸亞鐵和硫化氫氣體。制取它應選擇的發生裝置是________，收集裝置是_______，氣體由_______(填“a、b”或“c、d”)導入集氣瓶。制取硫化氫的化學方程式為__________________________________
板書設計
二氧化碳制取的研究
一．實驗室制取二氧化碳的原料及反應原理：
1.原料：大理石或石灰石與稀鹽酸
2.原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑
二．實驗裝置
1．確定實驗室制取氣體裝置要考慮的因素：
（1）發生裝置：反應物的狀態及反應條件
（2）收集裝置：水溶性及密度
2.發生裝置：固體、液體不加熱型
3.收集裝置：只能用向上排空氣法
三．二氧化碳的制取
1.制取步驟：連 → 檢 → 裝 → 注 →驗→ 收 → 驗
2.檢驗：通入澄清的石灰水，變渾濁則是二氧化碳
3.驗滿：用燃著的木條放在集氣瓶口，熄滅則滿
教學反思
本節課的教學設計緊緊圍繞著如何讓學生自己發現、探究、總結、應用這一主線而展開，首先通過學生探究，教師引導總結出制取二氧化碳的理想藥品，然后在復習的基礎上，以氧氣的實驗室制備過程為線索，引導學生歸納實驗室制取氣體時的思路和方法，并依此為序引出實驗室制取二氧化碳所需要考慮的問題，如制取二氧化碳的裝置、收集方法以及驗滿和檢驗的方法。同時在教學中引導學生從生活中就地取材，比如雞蛋殼、食醋做藥品和生活廢棄物品做裝置的實驗等，進一步引領學生自由地、有創意地探究，建構開放的課堂。這樣可以增加學生的興趣，又使化學在生活里的應用中變得鮮活起來，達到“課雖止、思未停”的意境，實現課內知識在課外的延伸，讓學生充分認識到化學與我們的生活息息相關。在整個教學進行過程中穿插教師提問、學生的思考與討論等活動，提供給學生完成任務及合作交流的的空間和時間，讓問題層層深入、思維環環相套，使整節課內容直觀、清晰地展示在學生的腦海，轉化為學生的內力。
本著以“發展學生的能力”為根本原則，采用引導---實驗探究教學法，以培養學生創新能力為宗旨來組織教學。通過“探究”、“討論”、“模仿”，讓學生掌握了實驗室制取氣體時的思路和方法，進一步豐富學生的操作活動經驗，體驗了化學實驗的方法的科學性，提高了學生的邏輯推理能力。內容安排從發現美、探索美、創作美到應用美，讓學生的思維層層展開，逐步深入，將學生引入本節課的學習重點,順利突破難點。
本節課的教學設計遵循感性與理性相結合的原則，豐富學生的感性認識，增強學生的理性思考。經歷從特殊到一般的思維過程，提高了學生分析問題和解決問題的能力。同時利用多媒體課件輔助教學，展示圖片與動畫，動靜轉換，活躍課堂學習氣氛。教學活動的設計也力求面向全體，給不同層次的學生充分的學習空間，滿足他們的求知欲。整節課在寬松、和諧的氛圍下，達到了最佳的教學效果。
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