資源簡(jiǎn)介

《二氧化碳制取的研究》教案
【教學(xué)目標(biāo)】：
1、知識(shí)與技能 ①了解實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路
②了解實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理
③探究實(shí)驗(yàn)室制取CO2的發(fā)生裝置和收集裝置
2、過程與方法 ①通過分組實(shí)驗(yàn)探究并討論，探究出實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理
②在探究出實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)
③通過分組討論比較，歸納類推出實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
在探究CO2的反應(yīng)原理、制取裝置的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力和創(chuàng)新精神，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度及合作精神。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】：實(shí)驗(yàn)室制取CO2的發(fā)生裝置和收集裝置的探究
【課 型】：新授課（學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)課）
【教學(xué)方法】：分組實(shí)驗(yàn)法、實(shí)驗(yàn)探究法
【課時(shí)安排】：1課時(shí)
【教學(xué)用品 儀器】：錐形瓶、廣口瓶、大試管、燒瓶、長(zhǎng)頸漏斗，帶導(dǎo)管的雙孔塞、集氣瓶、玻璃片、導(dǎo)管、單孔塞、試管、水槽等。藥品：火柴、大理石（或石灰石）、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸。投影片若干（或者課件）。
【教學(xué)過程】：
〔教師活動(dòng)〕課題引入：CO2與自然界和人類的關(guān)系十分密切，那么實(shí)驗(yàn)室如何來制取CO2呢？本節(jié)我們就一起來研究這個(gè)問題。
板書課題：課題2 CO2制取的研究
〔提出問題〕在前面的學(xué)習(xí)中我們碰到了哪些化學(xué)反應(yīng)有CO2產(chǎn)生呢？
〔學(xué)生活動(dòng)〕思考并回答：碳在氧氣中燃燒、蠟燭在氧氣中燃燒、石灰石高溫煅燒……
（投影上述反應(yīng)的化學(xué)方程式）分析這些反應(yīng)適合于實(shí)驗(yàn)室制取CO2嗎？
C + O2 CO2
石蠟 + O2 CO2 + H2O
CaCO3 CaO +CO2↑
〔活動(dòng)反饋〕學(xué)生同桌簡(jiǎn)單討論后舉手回答。教師根據(jù)反饋情況進(jìn)行小結(jié)并設(shè)問：既然上述反應(yīng)都不適合于實(shí)驗(yàn)室制取CO2，那么實(shí)驗(yàn)室用什么原理來制取CO2呢？
〔教師活動(dòng)〕實(shí)驗(yàn)室用什么原理來制取CO2，這是我們今天要探究的第一個(gè)問題。
板書：一、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理
講述：為探究這個(gè)問題我給出參考信息（投影探究參考信息1，并對(duì)此信息作簡(jiǎn)單說明），
探究參考信息1
碳酸鈉（Na2CO3）和大理石或石灰石（主要成分是CaCO3）等碳酸鹽能與稀鹽酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）等酸在常溫下能反應(yīng)生成二氧化碳。
講述：請(qǐng)各實(shí)驗(yàn)小組的四位同學(xué)分別做Na2CO3和稀HCl、Na2CO3和稀H2SO4、CaCO3和稀HCl、CaCO3和稀H2SO4等四個(gè)實(shí)驗(yàn)，先分工后動(dòng)手，實(shí)驗(yàn)前先回憶藥品的取用方法，在觀察、對(duì)比現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，分析討論出你們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室制取CO2的最佳藥品組合。
教師巡管指導(dǎo)。同時(shí)投影藥品選用探究表。
實(shí)驗(yàn)室制取CO2藥品選用的探究
藥 品 現(xiàn) 象 反應(yīng)的化學(xué)方程式
Na2CO3 HCl
Na2CO3 H2SO4
CaCO3 HCl
CaCO3 H2SO4
〔學(xué)生活動(dòng)〕分工合作，進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)并比較、討論。
〔活動(dòng)反饋〕實(shí)驗(yàn)小組派代表發(fā)言闡述該組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和討論結(jié)果。
〔教師活動(dòng)〕根據(jù)反饋情況進(jìn)行小結(jié)，并投影上述四個(gè)反應(yīng)的現(xiàn)象和化學(xué)方程式。
藥 品 現(xiàn) 象 反應(yīng)的化學(xué)方程式
Na2CO3 HCl 反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生，很快結(jié)束。 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3 H2SO4 反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生，很快結(jié)束。 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
CaCO3HCl 反應(yīng)較劇烈，有氣泡持續(xù)產(chǎn)生 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
CaCO3 H2SO4 反應(yīng)較慢，氣泡較少，反應(yīng)逐漸停止。 CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+H2O
〔講 述〕Na2CO3和稀HCl、Na2CO3和稀H2SO4這兩個(gè)反應(yīng)的速度太快，且反應(yīng)很快就停止，這不便于我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室制取CO2的實(shí)驗(yàn)操作；而CaCO3和稀HCl反應(yīng)速度適中，且能夠持續(xù)產(chǎn)生氣體，適合實(shí)驗(yàn)室制取CO2；CaCO3和稀H2SO4反應(yīng)太慢，且反應(yīng)一會(huì)兒后會(huì)停止，所以也不利于實(shí)驗(yàn)室制取CO2。（投影實(shí)驗(yàn)室不能用CaCO3和稀H2SO4來制取CO2的原因）
實(shí)驗(yàn)室不可用CaCO3與稀H2SO4反應(yīng)來制取CO2的原因：
CaCO3與稀H2SO4反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，它覆蓋在CaCO3的表面，阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。
板書：1、藥品：石灰石和稀鹽酸
2、條件：常溫下
3、反應(yīng)的方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 +H2O
〔提出問題〕如何設(shè)計(jì)裝置來制取CO2呢？這是我們今天要探究的第二個(gè)問題。首先我們來回憶O2的實(shí)驗(yàn)室制法：（投影實(shí)驗(yàn)室制O2的兩種方法）
H2O2 H2O+O2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2
〔講 述〕實(shí)驗(yàn)室制O2的這兩套裝置不僅僅可用來制O2，只要是用固體加熱來制氣體都可用KMnO4制O2的這套發(fā)生裝置；只要是用固體和液體不需加熱來制氣體都可用H2O2制O2的這套發(fā)生裝置。而O2由于其密度略大于空氣的密度，所以可以用向上排空氣法收集；由于其不易溶于水且不能與水反應(yīng)，所以可以用排水法收集。
〔提出問題〕由此看來，氣體的發(fā)生裝置和收集裝置分別是根據(jù)什么來選擇的呢？
〔學(xué)生活動(dòng)〕學(xué)生獨(dú)立思考，然后舉手回答。
〔活動(dòng)反饋〕氣體的發(fā)生裝置是根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來選擇的。收集裝置是根據(jù)氣體的密度和溶解性及能否與水反應(yīng)來選擇的。
〔講 述〕下面我們結(jié)合這個(gè)思路來探究制取CO2的裝置，為探究這個(gè)問題我給出參考信息（投影探究參考信息2，并對(duì)此信息作簡(jiǎn)單說明）。注意一套完整的裝置應(yīng)包括如下幾部分：反應(yīng)容器、氣體導(dǎo)出裝置、收集裝置等，如果反應(yīng)容器是圓底的還需要固定裝置，如果需要加熱還需要加熱裝置等。
探究參考信息2
① 石灰石或大理石是塊狀固體，稀鹽酸是無色溶液；
② CO2能溶于水且能與水反應(yīng)生成碳酸；
③ 空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量是29，在相同狀況下，如果某氣體的相對(duì)分子質(zhì)量大于29，則這種其體的密度比空氣的密度大，如果小于29，則密度比空氣的小。
〔學(xué)生活動(dòng)〕根據(jù)上述思路和參考信息，充分利用實(shí)驗(yàn)桌上的實(shí)驗(yàn)儀器，分組討論、探究制取CO2的實(shí)驗(yàn)裝置。
〔活動(dòng)反饋〕學(xué)生自行評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，組織三組學(xué)生帶裝置上講臺(tái)進(jìn)行簡(jiǎn)單辯論。教師就學(xué)生的辯論結(jié)果，針對(duì)各套裝置進(jìn)行可行性分析，指出各套裝置在使用過程中應(yīng)該注意的問題。（投影出示具有代表性的裝置）
〔板 書〕二、裝置
1、 發(fā)生裝置：固液不需加熱型
2、 收集裝置：向上排空氣法
〔提問過渡〕把我們剛才探究的藥品裝在上述裝置中，導(dǎo)管口導(dǎo)出的氣體是不是我們需要制取的氣體呢？這就要涉及到氣體的檢驗(yàn)。那么實(shí)驗(yàn)室如何來檢驗(yàn)二氧化碳?xì)怏w呢？這是我們今天要探究的第三個(gè)問題。首先我們來回憶O2的檢驗(yàn)方法和驗(yàn)滿方法。（投影出示O2的檢驗(yàn)方法和驗(yàn)滿方法）
氣體的檢驗(yàn)方法（以O(shè)2為例）
檢驗(yàn)O2：把帶火星的木條伸入集氣瓶中，如果木條復(fù)燃，說明是氧氣。
O2驗(yàn)滿：把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果木條復(fù)燃，則集滿氧氣。
〔講 述〕檢驗(yàn)和驗(yàn)滿某種氣體，得根據(jù)這種氣體的性質(zhì)來選擇方法，按照操作、現(xiàn)象、結(jié)論三步來描述。為探究CO2的檢驗(yàn)方法和驗(yàn)滿方法我給出參考信息（投影探究參考信息3，并對(duì)此信息作簡(jiǎn)單說明）。
探究參考信息3
① CO2不能支持燃燒
② CO2能使澄清的石灰水變渾濁。
〔學(xué)生活動(dòng)〕討論小組進(jìn)行討論探究。
〔活動(dòng)反饋〕某討論小組派代表發(fā)言，其他討論小組更正或者補(bǔ)充。
〔教師活動(dòng)〕根據(jù)反饋情況進(jìn)行小結(jié)。CO2的檢驗(yàn)方法是：把氣體通入澄清石灰水中，如果變渾濁，說明是CO2；驗(yàn)滿方法是：用燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條熄滅，說明已集滿CO2。
〔板 書〕三、檢驗(yàn)
1、 檢驗(yàn)CO2 2、驗(yàn)滿
〔講 述〕上面我們探究了實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理、裝置和檢驗(yàn)方法，課外請(qǐng)同學(xué)們思考實(shí)驗(yàn)室制取CO2的步驟，下次課我們將動(dòng)手制取CO2。
〔歸納小結(jié)〕前面我們學(xué)習(xí)過O2的實(shí)驗(yàn)室制法，今天我們探究了實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理、裝置和檢驗(yàn)方法，現(xiàn)在如果實(shí)驗(yàn)室要制取某種氣體，那么我們應(yīng)該從哪些方面來考慮呢？
〔學(xué)生活動(dòng)〕學(xué)生思考后集體回答。
〔活動(dòng)反饋〕教師比較歸納實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路（同時(shí)出示投影）。
實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路和方法
一、研究實(shí)驗(yàn)室制法的反應(yīng)原理：即在什么條件下，用什么藥品，通過什么反應(yīng)來制取這種氣體。
二、研究制取這種氣體應(yīng)采用什么樣的發(fā)生裝置，采用什么方法來收集。
三、考慮如何檢驗(yàn)所得的氣體。
〔拓展練習(xí)〕投影出示
1、硫化氫(H2S)是一種易溶于水的氣體，驗(yàn)室常用固體硫化亞鐵（FeS）和稀硫酸反應(yīng)來制取，實(shí)驗(yàn)室可用下列 裝置組合來制取并收集這種氣體。
氨氣（NH3）是一種極易溶于水的氣體。實(shí)驗(yàn)室常用固體熟石灰和氯化氨在加熱的條件下來制取。實(shí)驗(yàn)室可用下列 裝置組合來制取并收集這種氣體。
。
〔課堂反饋〕學(xué)生質(zhì)疑，師生交流，結(jié)束本節(jié)課。
〔課外思考、動(dòng)手操作題〕（投影出示）
1、驗(yàn)室制取CO2的步驟如何？
2、如何檢查帶長(zhǎng)頸漏斗的氣體發(fā)生裝置的氣密性？
1、
3、你能設(shè)計(jì)出其它能控制反應(yīng)發(fā)生和停止的制CO2的發(fā)生裝置嗎？
4、你能用身邊的廢棄物設(shè)計(jì)、組裝出制取CO2的裝置嗎？
【板書設(shè)計(jì)】：課題2 CO2制取的研究
1、 實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理
1、藥品：石灰石和稀鹽酸
2、條件：常溫下
3、反應(yīng)的方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2 +H2O
二、裝置
1、發(fā)生裝置：固液不需加熱型
2、收集裝置：向上排空氣法
三、檢驗(yàn)
1、檢驗(yàn)CO2
2、驗(yàn)滿
點(diǎn)燃
點(diǎn)燃
高溫
MnO2
現(xiàn) 象
結(jié) 論
操 作
現(xiàn) 象
操 作
結(jié) 論
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《二氧化碳制取的研究》第5頁 （共6頁）

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