資源簡介

二氧化碳制取的研究教學設計
學情分析
二氧化碳的制取是繼氧氣制取之后的又一常見氣體實驗室制法，是氧氣制取的延伸和拓寬。在“制取氧氣”的學習中，學生對實驗室里如何制取氣體已經有了初步的認識，前幾個單元的學習中，學生已學過一些能生成二氧化碳的反應，但不知如何選擇適合實驗室制取二氧化碳的反應。
教法分析
鑒于二氧化碳制取和氧氣制取兩者之間的聯系，本課題的教學主要采用知識方法回顧、對比實驗探究兩種手段。通過制取氧氣的知識方法回顧，明晰二氧化碳制取的研究思路；通過反應原理及實驗裝置兩項探究活動，幫助學生了解實驗室制取二氧化碳的反應原理和制取裝置，使學生對實驗室制取氣體裝置的認識，產生由簡單模仿到靈活選擇的認知飛躍。
教學目標
【知識與技能】
1、探究實驗室中制取二氧化碳的反應原理；
2、探究實驗室制取二氧化碳的裝置，并利用設計的裝置制取二氧化碳；
3、進一步了解實驗室中制取氣體的思路和方法。
【過程與方法】
1、通過二氧化碳和氧氣制取的比較，初步確立實驗室制取氣體的一般思路和方法；
2、在分析拓展裝置優缺點和制取氣體的過程中，體驗、反思和完善實驗設計，掌握基本實驗技能，樹立多角度、多層次地觀察和分析問題的能力。
【情感、態度與價值觀】
1、通過實驗、問題的討論，培養學生求實、創新、合作的科學品質；
2、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，形成持續不斷的學習興趣。
教學重、難點
重點：采用活動與探究的方式研究實驗室制取二氧化碳的反應原理、實驗裝置和收集方法。
難點：分析比較裝置的優劣，并能靈活選擇氣體發生裝置。
教學過程
一、溫故知新
回顧氧氣的實驗室制法，完成下表；分析歸納實驗室制取氣體必須研究的主要問題。
可供選擇的裝置：
藥品 高錳酸鉀 氯酸鉀與二氧化錳 過氧化氫與二氧化錳
反應原理
發生裝置 （填字母，下同）
確定氣體發生裝置的因素：
收集裝置 ，（原因： ）； ，（原因： ）
確定氣體收集方法的因素：
檢驗方法 方法：
檢驗氣體時應利用氣體的 性質
驗滿方法
你認為實驗室制取氣體必須研究的三大問題是
步驟1：學生回顧并在學案上完成表格
步驟2：教師抽取個別學生學案投影展示，與學生一起點評、訂正。
步驟3：與學生一起歸納實驗室制取氣體必須研究的三個問題：
①需要研究實驗室制取氣體的化學反應原理；
②需要研究制取這種氣體所應采用的實驗裝置（發生裝置和收集裝置）；
③需要研究如何驗證制得的氣體就是所要制制的氣體。
【設計意圖】通過制取氧氣的知識回顧，從方法的角度，為明晰二氧化碳制取的研究思路奠定基礎，增強學生對氣體研究方法的認識體驗。
二、合作探究
【探究活動1】：探究實驗室制取二氧化碳的反應原理
1、列舉你知道的能生成二氧化碳的反應，討論這些反應能否用于實驗室中制取二氧化碳，簡要說明理由。
步驟1：學生回憶并在學案上寫出一些有二氧化碳生成的反應
步驟2：選幾個學生所寫的反應（板書），學生討論能否用作實驗室制取二氧化碳
如：C + O2 CO2 CaCO3 CaO + CO2
C +2 CuO 2Cu + CO2 石蠟 + 氧氣 H2O + CO2
步驟3：在學生討論的基礎上與學生一起歸納
實驗室制取氣體藥品選取原則是：
①反應條件是否容易達到； ②產生氣體的量的多少；
③收集的氣體是否純凈； ④裝置、操作是否簡單；
⑤原料是否易得、價廉； ……
2、觀察與分析
分析那個反應最適合實驗室制取二氧化碳
實驗藥品 實驗現象 實驗分析
碳酸鈉和稀鹽酸
石灰石和稀硫酸
石灰石和稀鹽酸
【討論】上述三個反應中，哪一個比較適合于實驗室制取二氧化碳氣體？為什么？
【結論】實驗室制取二氧化碳氣體最理想的藥品是：
反應方程式：
步驟1：教師演示實驗，學生觀察現象并在學案上完成表格
步驟2：學生依次討論以上三個反應，比較哪一個最適合于實驗室制取二氧化碳氣體，并說明理由。
步驟3：師生一起歸納得出實驗室制取二氧化碳的最佳藥品，寫出反應方程式：
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
【設計意圖】通過對有二氧化碳生成的一組反應的回憶和分析，通過一組探究反應速率的對比實驗，呈現實驗室制取二氧化碳反應原理的認識過程，幫助學生領悟確定二氧化碳制備原理時應考慮的因素，提高學生對二氧化碳制備原理的認識層次。
【探究活動2】：探究實驗室制取二氧化碳的發生裝置
1、右圖是實驗室制取氧氣的兩套常用裝置
實驗室制取二氧化碳可用哪套發生裝置，為什么？
媒體展示裝置，學生選擇并說明理由
2、下面是一些可用于實驗室制取二氧化碳的發生裝置，請討論分析它們的優點和不足，其中哪一套最適合實驗室制取二氧化碳
通過討論優，與學生一起選出實驗室制取二氧化碳的最佳裝置。
【設計意圖】：通過比較，對固液常溫型裝置進行拓展，培養學生的開放思維能力。
【探究活動3】：探究二氧化碳收集裝置
下圖是實驗室收集氣體的常用裝置
【討論】實驗室收集二氧化碳可用哪套裝置，為什么？
【溫馨提示】有關二氧化碳的相關信息：①二氧化碳能溶于水并與水反應；②相同條件下，氣體的密度與相對分子質量成正比關系，即相對分子質量越大密度就越大；③空氣的平均相對分子質量為29。
【設計意圖】：本步驟難度較小，旨在復習鞏固收集裝置的選擇依據。
【探究活動4】：探究二氧化碳的檢驗和驗滿
步驟1：回顧第一單元課題2中所學驗證二氧化碳的方法和檢驗氧氣含量多少的方法，引導學生探究二氧化碳的檢驗方法和驗滿方法
步驟2：師生歸納二氧化碳的檢驗方法和驗滿方法。
【設計意圖】：鑒于二氧化碳和澄清石灰水的反應、二氧化碳不能支持燃燒的性質，學生已經有所了解，因此，這一教學環節設計較簡略。主要是采用對比的思維方式，讓學生明白驗證二氧化碳和驗滿二氧化碳兩種方法的區別。
【探究活動5】：動手制取一瓶二氧化碳并驗滿
步驟1：復習制取氧氣的操作步驟，討論制取二氧化碳的操作步驟
①按要求連接好儀器 ②檢查裝置的氣密性（如何檢查？）
③裝入藥品（先加固體，后加液體） ④收集并驗滿氣體
步驟2：分組操作，制取一瓶二氧化碳并驗滿
【設計意圖】：解決了實驗室制取二氧化碳氣體值得研究的幾個主要的問題之后，安排學生制取一瓶二氧化碳氣體的實驗，一是鞏固研究成果，二是訓練學生的實驗技能。穿插“配有長頸漏斗發生裝置的氣密性該如何檢查”的討論，培養學生的反思習慣和反思能力。
三、達標檢測
1、實驗室制備并收集CO2，有以下操作步驟：
①檢查裝置的氣密性 ②連接裝置 ③加入大理石 ④加入稀鹽酸 ⑤收集 ⑥驗滿
其中排列順序正確的是（ ）
A.①②③④⑤⑥ B. ②①④③⑤⑥ C.②①③④⑤⑥ D.②③④①⑤⑥
2、實驗室收集CO2的正確方法是( )
A.排水法 B.向下排空氣法 C.向上排空氣法 D.排水法和向上排空氣法
3、檢驗CO2氣體是否收集滿的方法是 （ ）
A.將燃著的木條伸入集氣瓶內 B.將帶火星的木條放在集氣瓶口
C.將少量澄清的石灰水倒入集氣瓶中、振蕩 D.將燃著的木條放在集氣瓶口
4、下列氣體只能用向上排空氣法收集的是 （ ）
A. H2 B.O2 C.CO2 D.O2和CO2
5、結合下列裝置圖回答問題（以下所選裝置均填裝置代號）
（1）實驗室制取和收集CO2時應選用 兩種裝置相連接，反應的化學方程式為 。
（2）通常狀況下，氨氣（NH3）是一種無色、有刺激性氣味、密度比空氣小、極易溶于水的氣體，實驗室常用加熱氯化銨與熟石灰固體混合物的方法來制取。制取氣體的發生裝置應選用 ，收集裝置應選用
（3）甲烷（CH4）是一種無色、無味的氣體，比空氣輕，極難溶于水。實驗室常用加熱無水醋酸鈉和堿石灰兩種固體混合物的方法甲烷。制取甲烷的發生裝置可選用 ，收集裝置應選用
（4）已知硫化氫(H2S)是一種密度大于空氣，能溶于水的氣體，實驗室用硫化亞鐵塊狀固體和稀鹽酸反應制備（無須加熱），則可以選用 裝置制備，選用 裝置收集。 ( http: / / img.bimg. / photo / XF6orKt9QXC6rZFxPgp6xA== / 2023805082550393479.jpg" \t "_blank )
（5）氫氣(H2)是相同條件下密度最小的氣體，難溶于水。實驗室中可以用金屬鋅與稀硫酸反應制取氫氣，其發生裝置應使用 收集裝置可選用 。
高溫
點燃
點燃
高溫

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