資源簡介

《二氧化碳制取的研究》教學設計
一、設計思想：
二氧化碳是學生所熟悉的物質之一，通過對二氧化碳制取和性質的探究，可以進一步鞏固對氣體的制取和物質的性質的認識過程，建立起學習物質制備和物質性質的思考方法。學會運用已有的知識和掌握的實驗技能，即通過知識和技能的遷移，認識新物質，培養學生的探究能力。依據《二氧化碳制取的研究》的教學內容，本節課主要教學設計特色是：1、教師在教學過程中通過對比氧氣的制取原理和方法指導，幫助學生分析各組裝置的優缺點，讓學生自己動手探究體驗并享受成功的快樂，在學習中發現問題、掌握新知，學會制取氣體的思路和方法。2、教師利用各種方式對學生進行多元化的評價，注重情感體驗，強調評價的激勵、發展作用，鼓勵學生主動地、客觀地評價自己、他人的表現，關注學生在學習中的進步程度。
二、教材分析：
1、教學內容要求：
本課題主要研究實驗室中如何制取二氧化碳。首先從反應原理導入，采用活動與探究的方式來研究實驗室中制取二氧化碳的裝置，并利用設計的裝置制取二氧化碳，這是本課題的教學重點和難點。先分析氣體發生裝置和收集裝置時應考慮的因素，然后讓學生從反應物的狀態、反應條件、氣體密度的大小比較以及是否與水反應等方面，比較實驗室中制取二氧化碳和氧氣的異同。在此基礎上，給出一些儀器，由學生自己來組裝制取二氧化碳的裝置，然后利用設計裝置制取二氧化碳，最后讓學生來總結實驗室中制取氣體的思路和方法。
2、教材的地位和作用：
《二氧化碳制取的研究》是人教版九年級化學第六單元第二個課題，在本單元中起著過渡和銜接的作用，而且本課題充分體現了新課程“科學探究”的理念。本節課在全書甚至整個化學學習過程中，所占有的地位是十分重要的。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、實驗的方法等思想的最佳素材，對其它氣體的實驗室制取的研究起著指導作用。
三、學情分析：學生對實驗室里如何制取氣體已經有了初步的認識。知道了實驗室常用三種方法來制取氧氣（高錳酸鉀加熱；氯酸鉀和二氧化錳混合加熱；過氧化氫溶液和二氧化錳混合）。由于反應物的狀態和反應條件不同，它們的制取裝置不同。通過氧氣性質的學習和收集裝置的結合，學生也有了選擇收集裝置的部分經驗。生活中學生已經積累的經驗：二氧化碳的密度比空氣大；不燃燒也不支持燃燒；可以滅火等。學習中學生已經知道一些能產生二氧化碳的發應原理，但卻不知道怎樣選擇才適合實驗室制備氣體及還需要考慮的因素。教師要利用學生已有的知識對其進行引導，使知識得到補充完善，使能力得到提升。
四、教學目標：
知識與技能目標：
1．掌握實驗室制取二氧化碳的反應原理和方法，知道二氧化碳的驗證和驗滿方法；
2．能設計出實驗室制取二氧化碳的簡易裝置，了解實驗室制取氣體的一般思路。
過程和方法目標 ：
1．通過實驗室制取氧氣的復習和對比確定實驗室制取二氧化碳的裝置，驗證方法，進一步得出實驗室制備氣體的一般思路和方法。
2．通過多種能得到二氧化碳的反應原理的分析，得出選擇大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應原理制備二氧化碳的原因，引導學生得出實驗室制備氣體時還需要考慮的一些基本因素，學生的知識得到整合和升華。
情感態度和價值觀目標
1．通過分析和探究實驗室制取和收集二氧化碳的方法，對學生進行具體問題具體分析的辨正唯物主義教。
2．培養理科學習中嚴密的邏輯思維能力。
3．通過相關實驗的探究分析，激發學生探究的興趣。
五、教學重點： 實驗室制取二氧化碳的常用藥品和反應原理、裝置設計、操作步驟。
教學難點：確定實驗室制取氣體的發生裝置和收集裝置的一般方法
6、教學策略與手段
在教學過程中教師引導和組織學生自主、全員參與活動探究，使學生經歷“搜集資料→處理信息→實驗對比探究→自選儀器設計組裝實驗裝置→展示交流反思→復習歸納實驗室制取氣體的方法和思路”的小組合作探究過程，從而培養學生（1）收集和加工整理信息的能力；（2）設計實驗的能力；（3）分析和解決問題的能力，（4）交流合作能力，（5）歸納總結能力；
本節課通過采用了實驗探究法、問題探討法、比較歸納法等教學方法，更好地突出本課重點，突破難點，完成教學任務。同時在教學中還合理地運用多媒體輔助手段，便于達到更好的教學效果。
七、課前準備
1、學生準備：實驗室制取氧氣的原理、采用的制取和收集及原因、驗證和驗滿方法，并完成表1
2、教學準備：小黑板：圖1
多媒體內容表1 實驗室制取O2的知識回顧
方法 用KMnO4制取 用H2O2溶液和MnO2制取
反應原理 反應物狀態 反應條件 發生裝置 收集裝置 驗證方法 驗滿方法
方法 用KMnO4制取 用H2O2溶液和MnO2制取
反應原理 △ MnO2 2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O2====2H2O+O2↑反應物狀態 固體 固體、液體反應條件 加熱 不需要加熱發生裝置 A B收集裝置 C或D驗證方法 用帶火星的木條伸進瓶內，木條復燃，則該氣體是O2驗滿方法 用帶火星的木條放在瓶口，木條復燃，則證明已滿。
表2 能夠產生CO2氣體的反應
生成CO2的反應 能否用于實驗室里制取CO2及理由
點燃 1 C+O2=====CO2 點燃 2石蠟+氧氣====二氧化碳+水 高溫 3 2Fe2O3+2C====4Fe+3CO2↑ 高溫4 2CuO+C====2Cu+CO2↑
生成CO2的反應 能否用于實驗室里制取CO2及理由
點燃 1 C+O2=====CO2 不能，制得的氣體可能 不純 點燃 2石蠟+氧氣====二氧化碳+水 不能，制得的氣體可能不純 高溫 3 2Fe2O3+2C====4Fe+3CO2↑ 不能，條件較難滿足 高溫4 2CuO+C====2Cu+CO2↑ 不能，條件較難滿足
表3 石灰石、碳酸鈣與稀鹽酸、稀硫酸反應的對比實驗
實驗藥品 實驗現象
1．稀鹽酸和碳酸鈉粉末 2．稀硫酸和塊狀石灰石 3．稀硫酸和塊狀石灰石
表3 石灰石、碳酸鈣與稀鹽酸、稀硫酸反應的對比實驗
實驗藥品 實驗現象
1．稀鹽酸和碳酸鈉粉末 產生氣泡，速率很快2．稀硫酸和塊狀石灰石 產生氣泡，速率適中3．稀硫酸和塊狀石灰石 產生氣泡，速率緩慢并漸止
3、實驗儀器和藥品：儀器：注射器、錐形瓶、平底燒瓶、燒杯、試管、集氣瓶、長頸漏斗、雙孔（單孔）帶直導管（彎導管）的導管、水槽、酒精燈、鐵架臺、分液漏斗。
藥品：大理石、石灰石、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水。
4、教學流程：
八教學過程：
教師活動 學生活動 教學設計意圖
【引入】：教師演示：打開雪碧、啤酒等飲料的封口，我們會發現大量氣泡，這些氣泡是什么氣體的氣泡？哪怎樣驗證呢？好，讓我們來試一試（教師用可樂飲料做演示實驗），我們看到——澄清的石灰水變渾濁了。由澄清的石灰水變渾濁這一現象，可推出可樂飲料中逸出的氣體的確是CO2。在實驗室里，CO2氣體究竟是怎樣制取的呢？本節課我們將一起來研究。（板書：課題2二氧化碳制取的研究） 積極思考并回答： CO2的氣泡 將氣體通入澄清石灰水 激發學習興趣
【復習】：在前面我們已經研究過氧氣的實驗室制備，我們先一起來回憶以下的相關知識，看看我們可以從中獲得哪些啟示？請同學們完成 表1 【對同學的回答表示肯定和鼓勵】【提問】1.通過復習你們覺得根據什么可以進行發生裝置的選擇？【對同學的回答表示肯定和鼓勵】【提問】2．你們覺得根據什么可以確定氣體的收集裝置？【對學生的回答做積極評價】【提問】3.根據什么來確定氣體的檢驗方法。 【對學生的回答做完善和強調】 學生 完成表格填寫并交流 【思考，討論，得出結論】反應物的狀態和反應條件【思考，討論，得出結論】 如氣體的密度和在水中的溶解性及是否能與水反應。回憶舊知，思考問題。 氣體的化學性質 “溫故而知新” 通過復習讓學生自己發現新知，教師只是在這里引導好學生即可。 “發現新知”積極的對學生進行積極的評價，激勵其不斷進取，體會成功的喜悅。對學生進行有序的引導是學生等一會總結出實驗室制備氣體的一般思路的關鍵! 培養學生嚴密的邏輯思維能力，這是理科學習中需要的基本技能。
【進入新課】：教師總結由剛才的知識回顧，我們可以得出，反應原理、制取裝置、驗證驗滿方法是研究實驗室制取氣體的主要內容。具體的思路是：確定制備氣體的反應原理，也就是確定反應物及反應的化學方程式→確定氣體的制取裝置，氣體制取的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分，發生裝置確定的依據是 （反應物的狀態和反應發生的條件）；收集裝置確定的依據是 （氣體的密度、溶解性以及氣體是否與水反應等）→確定氣體驗證、驗滿方法，一般而言，氣體驗證、驗滿利用的是氣體的------化學性質。接下來，我們就沿著這一思路來研究CO2氣體的實驗室制取。（板書思路）探究活動1：探究實驗室制取CO2的反應原理（1）問題提出。在我們所學過的反應中有哪些反應可以產生CO2呢？實驗室里能選用這些反應來制備CO2嗎？（2）師生活動（投影見表2）---------議一議（3）教師講述。很遺憾，我們所熟悉的這些能夠產生CO2的反應，因為生成的氣體可能不純、反應條件較難滿足等原因，沒能入選實驗室制備CO2的反應。下面，老師再向同學們介紹三個能夠生成CO2的反應，讓我們通過一組較為粗略的對比實驗，看看哪些反應適用于實驗室制取CO2。（4）學生分組實驗。①投影實驗內容-------做一做（如圖2所示）。 ②教師講述：在進行實驗時，要注意：先將半鑰匙碳酸鈉粉末、兩至三粒石灰石兩份分別放入三支試管中；然后向三支試管著分別加入1/5試管的稀鹽酸或稀硫酸。我們在實驗時要注意觀察和對比三個反應著氣泡產生的快慢。③學生實驗，教師巡回指導（請同學說一說剛才實驗中觀察到的現象）。④學生填寫實驗報告[投影（見表3）]-------說一說。⑤引導學生分析哪種反應適用于實驗室制取CO2氣體--------想一想。講述：針對上述實驗現象，同學們想一想，實驗室里制取CO2的最佳反應是 （學生思考后得出結論：稀鹽酸和石灰石的反應速率適中，適用于實驗室制取CO2氣體）⑥整理實驗原理的確定因素（投影）-------理一理。講述：由此可知，確定實驗室制取氣體的反應原理時，我們要就以下因素加以綜合考慮：制取的氣體較純；反應條件容易滿足；反應速率適中等。由于石灰石和稀鹽酸的反應符合上述幾點要求，因此，我們將該反應確定為實驗室制取CO2氣體的反應（板書：一、反應原理）。（5）投影反應原理。CaCO3+2HCl===CaCl2+H2CO3；H2CO3===H2O+CO2↑總反應的化學方程式：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑(6)邊投影邊講述。該反應的反應物是石灰石和稀鹽酸，石灰石的主要成分是碳酸鈣；稀鹽酸的主要成分是氯化鈣和水，大理石的主要成分也是碳酸鈣，因此，也可以用大理石來替代石灰石[板書：石灰石（大理石）和稀鹽酸]。該反應的原理是：石灰石或大理石中的碳酸鈣與稀鹽酸中的氯化氫反應，生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩定，很容易分解成二氧化碳和水。將第一個反應式中的碳酸用水和二氧化碳加以替換，這樣，就得到了該反應的總的化學方程式（板書：CaCO3+2HCl======CaCl2+H2O+CO2↑）。4．探究活動2：探究實驗室制取CO2的裝置過渡：確定了實驗室制取CO2的原理，接下來，我們該研究什么呢？（制取裝置）沒錯！（板書：二、制取裝置）（1）師生活動（投影）-----思考①提問1：確定CO2的發生裝置時要考慮哪些因素？（反應物的狀態和反應發生的條件。）請一位同學說一說這兩方面的情況（固體和液體；不需要加熱。）（板書：發生——固液，不加熱）。由此可推知，實驗室制取CO2的發生裝置和哪一個反應的發生裝置相似？（過氧化氫溶液的分解）。②提問2：確定CO2的收集裝置時要考慮的因素有哪些？（密度、溶解性、能否與水反應）。雖然CO2的性質是本單元第三課題的學習內容，但相信同學們對此已經有了一定的了解（學生表述，老師補充：密度比空氣大；能容于水；能否與水發生反應）。由此可推知，收集CO2氣體應該采用——向上排空氣發（板書：收集——向上排空氣）。③過渡：帶著剛才的思考結果，我們來做一回選擇。（2）師生活動——選擇現提供如圖3裝置，你會選擇怎樣的發生和收集裝置制取CO2呢？①學生選擇。②提問：C裝置中用到了長頸漏斗，該儀器的作用是什么？用于添加鹽酸。）值得提醒的是，③用長頸漏斗時，要注意其下端要插入液面以下形成液封，否則氣體要從長頸漏斗中逸出。過渡：如果實驗室里沒有長頸漏斗和錐形瓶，我們能找到其他儀器來替代嗎？（3）師生活動——變通在實驗室制取CO2時，圖4所列儀器中哪些可以代替長頸漏斗？哪些可以代替錐形瓶？①學生選擇（注意提醒學生：分液漏斗的下端不需要插入液面以下）。②過渡 ：剛才的活動情況表明，同學們對實驗室制取CO2裝置的認識已經到了能選擇、會變通的地步，如果給出若干種實驗儀器，相信同學們也一定能夠設計出富有個性的實驗裝置來。愿意試一試嗎？（愿意）好，現在有請幾位同學到臺前來點擊屏幕上的儀器，設計組裝裝置，要求每位設計的裝置不得完全雷同。（4）師生活動——設計①學生設計實驗裝置②教師和學生適當點評5．探究活動3：探究CO2的驗證和驗滿過渡：一開始，我們呈現了一條實驗室制取CO2的研究路線，現在走到哪里了？（裝置的研究）下一步該研究什么呢？（CO2的驗證和驗滿）（板書：三、驗證和驗滿）（1）講述：驗證和驗滿是兩個容易混淆的問題，請同學們運用對比的方式，對此加以思考。（2）師生活動驗證：將氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，則表明氣體是CO2驗滿：用燃著的木條放在瓶口，若木條熄滅，則表明已經集滿。（3）教師強調：通過對比，我們找到了兩者的不同，驗證CO2用的是 澄清的石灰水，驗滿CO2用的是燃著的木條（板書：澄清的石灰水；燃著的木條）。6．探究活動4：制備一瓶CO2氣體過渡:解決了實驗室制取CO2的三個主要問題,接下來,同學們該做什么了 (動手實驗,制備CO2氣體)對！為了使實驗進行得規范有序,實驗前,我們還必須明確兩個問題,一是實驗步驟,二是操作要點。（1）學生回憶操作步驟。（2）操作步驟①按要求連接好裝置；②檢查裝置的氣密性；③裝入藥品（先加固體，后加液體）；④收集并驗滿氣體。（板書：---實驗步驟：連、查、裝、收）（3）講述：至于相關的操作要點，請同學們在實驗過程中自行回憶，密切配合！（4）學生實驗，教師巡回指導。（5）請學生匯報實驗成果。現在老師想請幾位同學匯報一下實驗成果。（找一名學生）你準備用什么方法說明你收集到的氣體是CO2？好，給大家演示一下！（再找一名同學）你收集到的CO2氣體充滿集氣瓶了嗎？你怎么知道的？把你剛才的驗滿方法也給大家演示一遍。好，剛才兩位同學的成果匯報很精彩，讓我們把掌聲送給他們！（6）討論配有長徑漏斗的發生裝置氣密性的檢驗方法（投影）①講述：在實驗過程中，老師看到了部分小組的同學所設計的發生裝置中用到了長徑漏斗。提問：你們小組是否用到長徑漏斗，裝藥品前檢查了氣密性沒有？這種裝置的氣密性該如何檢驗？②討論：用長徑漏斗的CO2發生裝置，該如何檢驗氣密性？③學生討論方案，教師演示。④結論：用彈簧夾夾緊膠皮管，向長徑漏斗中加水，形成液封，如果其中的液面保持不變，則說明裝置的氣密性良好。7．課堂小結（投影）過渡：本節課的學習任務已經基本完成了，請同學們盤點一下自己的收獲。（1）學生回答本節課所學到的知識，所運用的方法。（2）結束語：從發言中不難看出，本節課，大家不僅學到了一些新的知識，也感悟了不少方法，有了知識墊底，有了方法引路，今后，大家必將在科學學習的道路上一路探索，一路高歌，一路歡笑！請同學們根據表格下提供的和已有的二氧化碳的相關信息完成其余表格。（學生用資料問題3） 【走下去指導部分有困難的學生】 【師生共同交流填寫結果】 （強調：可以通過計算氣體的相對分子質量來與空氣的平均相對分子質量（29）來比較氣體的密度 驗滿可以用兩種方法：燃著的木條在瓶口，澄清石灰水的玻璃片在瓶口。 驗證二氧化碳要用澄清石灰水，不用燃著的木條） 學生聆聽【思考，討論，得出結論】 根據信息學生完成表格 【學生之間可以討論，體現合作學習】 通過交流拓展自己的思路。 通過表格和問題的有序設計，讓知識水到渠成。（學生的問題不一定一樣，但只要有道理就應該給予肯定） 給出的信息有一些并不完整目的在于讓學生學會整合知識。 讓學生聯系書寫化學方程式 收集二氧化碳的生活信息和已有的經驗（密度，不燃燒也不支持燃燒，能使澄清的石灰水變渾濁等） 學生在填寫表格中可能遇到一些問題：如部分學生化學方程式的書寫，二氧化碳的密度判斷，驗滿，驗證方法等，一定要作適當引導。 對重點易錯的知識一定要強調并對學生的發散思維進行訓練。
【提問】：請同學們打開教材P頁，把上面的儀器從前面開始標上1，2，……序號，然后和同學討論可以組裝出哪些發生裝置？比較這些裝置的優缺點。（配合展示實物） 【提問】在使用裝置B,C時怎樣檢查裝置的氣密性 裝藥品的順序是怎樣的 酸液應該加到什么位置 (理由 ) （學生用資料問題4） 【思考，討論，得出不同的發生裝置】 【思考，討論，交流】 拓展學生的思維并學會分析比較裝置的優缺點。 通過引導把這個比較難的知識讓學生自己去發現，解決，理解，應用。
【能力提高】不知道同學們是否發現我們的裝置有一個缺點，那就是不能控制反應的進程，同學們看看我這里有一個裝置它能控制發應的進程，看了它的工作原理，下來后你能想一些其他的裝置嗎？（學生用資料問題5） 【布置練習】 【下去和其它同學討論交流得到能力的提升】 把這個較難的能力培養的知識放到課后有利于學生充分思考和掌握。
9、板書設計 課題2二氧化碳制取的研究
10、作業
11、教學反思

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