資源簡介

《二氧化碳制取的研究》教學設計
第一課時
★學習內容分析
內容一：探究制取二氧化碳的理想原料
我給出濃鹽酸、稀鹽酸、稀硫酸、碳酸鈉、碳酸鈣等藥品和試管若干，并提出讓學生從價格便宜、反應速度適中、利于收集、氣體純凈、操作簡便等方面去選擇原料，然后讓學生以小組為單位，自己動手操作、討論、探究、找出自己認為理想的原料，這樣設計既讓學生認識到對比觀察的科學探究方法，又注重了學生獲取新知的體驗學習。找到了理想的原料后，就要選擇適宜的裝置。
內容二：探究制取二氧化碳的實驗裝置：引導學生從藥品狀態、反應條件及生成氣體性質等方面分析選擇。
★學情分析
學生已經學習過的氧氣的實驗室制法，對于氣體的制法與收集較為熟悉，懂得氣體的收集方法與物理性質有關，并且學生懂得要制取某種物質，必須通過含有該物質元素的其它物質通過化學變化或物理變化來實現，如何制取二氧化碳學生很快想到的是木炭的燃燒，碳還原氧化銅，除了看書之外不會想到用大理石與鹽酸反應來制取，所以要在課前安排學生查覽資料，思考并收集能產生二氧化碳的物質。
★三維教學目標
1、知識與技能
（1）知道實驗室制取二氧化碳所用的藥品、發生裝置的選取、操作步驟、檢驗和收集方法。
(2)初步解釋選擇所用試劑、裝置及收集方法的原因。
(3)通過對二氧化碳制取的研究，提高和鍛煉學生小組協作設計并完成一些
簡單的化學實驗的能力。
2、過程與方法
活動探究、對比探究、合作交流、討論歸納相結合的教學法。
3、情感態度與價值觀
通過實驗、問題討論，培養學生求實、創新、合作的科學品質。通過師生間、學生間合作學習，研究性學習，體驗探究成功的樂趣，激發學生探究欲。
★教學重點
1．實驗室制取二氧化碳的原理
2．實驗裝置的設計與選擇
3．二氧化碳的收集方法及驗滿。
4．實驗室制取二氧化碳的操作步驟。
5．實驗室制取氧氣、二氧化碳氣體的比較。
★教學難點
實驗裝置的設計與選擇
★教具準備
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、課件。
藥品：塊狀大理石、碳酸鈉粉末、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水。
★本節課的設計思路
創設情境組織討論能生成二氧化碳的反應→通過實驗導學并了解實驗室制備二氧化碳的藥品及反應原理→回憶實驗室制取氧氣的方法及裝置確定實驗室制取二氧化碳的裝置。→讓學生設計、展示、并動手完成二氧化碳的制取。→隨堂小結，結合講學案做檢測題→展示解疑布置作業。
★教學過程
【課前自測】
1、寫出實驗室用加熱高錳酸鉀制取氧氣的化學方程式。
2、寫出實驗室用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣的化學方程式。
3、寫出實驗室用加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的化學方程式。
【新課導入】
讓學生回憶實驗室制取氧氣及思考能生成二氧化碳的方法導入新課。
【問題思考】
可以產生二氧化碳的化學反應有很多，請大家回憶并總結一下這些反應能否用于在實驗室里制取二氧化碳？說明理由。引導學生從是否消耗能源、材料是否經濟、操作是否簡便以及是否符合環保等方面考慮，合理選取和利用物質，并且盡可能符合綠色化學的要求。（要求學生列舉到課本P1164表中）
【活動與探究】（課本P116頁）
生成二氧化碳的反應 能否用于實驗室里制取二氧化碳和理由
C+O2點燃 CO2 不能，木炭在氧氣中燃燒，CO2中可能含有多余的O2或不完全燃燒產生的CO
C+2CuO高溫 2Cu+CO2↑ 不能，制得的CO2中可能混有CO，尾氣需處理
CO+CuO △ Cu+CO2 不能，反應需高溫，制得的CO2中含有CO
H2CO3==H2O+CO2↑ 不能，碳酸不穩定
CaCO3高溫 CaO+CO2↑ 不能，反應需高溫
【實驗連線】
自主探究：
【討論】CO2的實驗室制法
⑴選擇藥品：小天對三組藥品進行了研究，完成實驗并記錄：
組別 藥品 實驗現象
塊狀石灰石和稀硫酸 反應太慢，且反應很快停止
塊狀石灰石和稀鹽酸 產生氣泡，反應適中
碳酸鈉粉末和稀鹽酸 產生氣泡，反應很快
【討論】從制取和收集的角度分析，一般選擇第 組藥品，該組藥品發生反應的化學方程式為 ；不選擇其他兩組藥品的原因是 。
【提問】制取二氧化碳的反應原理？
【講述】CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2CO3
H2CO3 = H2O + CO2↑
總：CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑
【講述】給同學們一分鐘的時間來記憶該反應原理。
【板書】一、反應原理：
藥品：大理石或石灰石和稀鹽酸
CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + H2O + CO2↑
[板書]二、實驗室里制取二氧化碳的實驗裝置
[提問]實驗室里制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分，選擇裝置時要考慮哪些因素呢？
[板書]1、裝置的選擇
[投影]
固體或固體混合物反應
反應物的狀態 固體和液體反應
氣體發生裝置 液體和液體反應
反應條件（是否需要加熱、加催化劑等）
回憶實驗室制取氧氣，填表P114（反應物及狀態、反應條件）
密度比空氣大——向上排空氣法
排空氣法 密度比空氣小——向下排空氣法
（要求所制氣體密度與空氣相差較大且不與
氣體收集裝置 空氣中氣體發生反應，特點是制得的氣體干燥但不純凈）
排水法 （要求所制氣體不易溶于水，且不與水發生反應，特點是制得的氣體純凈但不干燥）
回憶氧氣的性質，填表P114（溶解性、密度）
2、活動與探究：實驗室里制取二氧化碳
（1）二氧化碳和氧氣制取方法及相關性質的比較
分析并比較二氧化碳和氧氣性質和制取上的異同點。填表P114。通過對比，找出相同點，引導學生對知識遷移，能選擇實驗室制取二氧化碳的簡易裝置；驗滿方法和檢驗方法。
表Ⅱ 反應物及狀態 反應條件 發生裝置 收集裝置 溶解性是否與水反應 密度
氧氣 KMnO4(固體) 需加熱 不易溶于水且不與水反應 比空氣大
H2O2和MnO2（液體和固體） 不需加熱
二氧化碳 CaCO3和HCl（固體和液體） 不需加熱 可溶于水且與水反應 比空氣大
[投影]教師對上述簡易裝置逐步提出要求，分析優缺點，引導學生對裝置進行改進，揭示知識的構建過程，幫助學生掌握研究和設計的方法、途徑。
3、歸納總結
實驗室制取二氧化碳的原理、實驗裝置、 收集方法、驗滿方法以及檢驗方法
在課堂氣氛高漲的時候及時提問：實驗制取二氧化碳在選擇儀器時需考慮哪些方面的問題？（例如大的方面要考慮反應物的狀態、反應條件。細小方面要考慮節約藥品和對反應的控制等。）從而引導學生回歸主題，及時的把探究過程中的點滴收獲匯總、凝煉、升華，為下節課做好鋪墊。
【課堂練習】
1.實驗室里制取二氧化碳時，都可以選用的酸是 （ ）
A．稀硝酸 B．稀鹽酸 C、稀硫酸 D．濃硫酸
2.實驗室選擇制取氣體的裝置時，可以不考慮的因素是 （ ）
A．反應物的性質和狀態 B．反應條件 C．所制氣體的性質 D．所制氣體的顏色
3.證明集氣瓶中收滿二氧化碳的正確方法是 （ ）
A.加入澄清石灰水 B.加入紫色石蕊試液
C.把燃著的木條放在集氣瓶口 D.把燃著的木條伸到集氣瓶內
4.實驗室制取二氧化碳一般有五個步驟：①檢驗裝置氣密性 ②按要求裝配好儀器 ③向長頸漏斗中注入稀鹽酸 ④收集氣體 ⑤向廣口瓶中放入幾小塊大理石，其中正確的順序是（ ）
A.①②③④⑤ B.②①⑤③④ C.②①③④⑤ D.③④⑤②①
5.實驗探究
請根據右圖回答下列問題。
（1）儀器a的名稱是 。
（2）寫出錐形瓶內反應的化學方程式： 。
（3）錐形瓶內的反應進行較長時間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅的原因是 。
（4）實驗室一般用向上排空氣法收集二氧化碳氣體，試問能否用用水法收集到二氧化碳？ 請說明理由。（已知：通常狀況下1L水大約能溶解1L二氧化碳氣體） 答： 。
【答案】1、B 2、D 3、C 4、B 5、(1)長頸漏斗
（2）CaCO3 + 2HCl ==== CaCl2 + H2O + CO2 ↑ (3)裝置氣密性不好等合理答案
（4）二氧化碳能溶于水。
【規律】實驗室制取氣體的發生裝置是由反應物的狀態和反應條件決定的。
【教師講解】5、（3）火焰不熄滅的原因可以有多種，例如：長頸漏斗沒伸入液面下，氣體從長頸斗逸出……。（4）CO2能溶于水，會導致收集不到氣體。
【教師點撥】學以至用，懂得把知識用到解題上；發散思維，結合以前學過的知識，也可把它當成參照物，看能否在解題上得到幫助。
【課后作業】
1、根據表中五種氣體在標準狀況下的密度和溶解性，回答下列問題：
空氣 NH3 CH4 HCl O2
密度/g L﹣1 1.293 0.77l 0.717 1.629 1.43
溶解性 ﹣﹣ 極易溶 難溶 極易溶 難溶
（1）既能用排水法，又能用向上排空氣法收集的氣體是　 　。
（2）只能用向上排空氣法收集的氣體是 。
2.通過學習，你已經掌握了實驗室制取氣體的有關規律，以下是老師提供的一些實驗裝置。請結合下圖回答問題：
⑴請填寫標號儀器的名稱：①__________，②___________；
⑵實驗室用石灰石和稀鹽酸制取二氧化碳氣體時，發生裝置應選 ，應選用的收集裝置是________，用該裝置收集的氣體所具有的物理性質是_________________，制取二氧化碳氣體時發生反應的化學方程式為 。
3、下面是實驗室制取和收集氣體的裝置，請按要求作答：
（1）儀器a的名稱是________。
（2）用B裝置制取氣體并能隨時停止反應，上部與下部對接應選_______（填“b”、“c”）。
（3）從裝置A～D中選擇：加熱KMnO4制取O2并用排水法收集，應選用圖中的________（填字母）；實驗室制取并收集CO2應選用圖中的_______（填字母）。
（4）用裝置E排空氣收集H2，氣體應從導管的________（填“d”、“e”）端進入；若制取O2用F裝置排水收集，請將圖F補畫完整
【答案】1、（1）O2 （2）HCl
2、（1）試管 酒精燈 （2）B D 密度比空氣大且能溶于水CaCO3 + 2HCl === CaCl2+H2O + CO2 ↑
3、（1）酒精燈 （2）C （3）A D 、B C (4) e 畫圖略
★連接中考
1、（湖南株洲）雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣。將一個新鮮雞蛋放在盛有足量稀鹽酸的玻璃杯中，可以觀察到雞蛋冒氣泡，該氣泡的主要成分是（ ）
A.H2 B.CO2 C.O2 D.N2
點撥： 碳酸鈣和稀鹽酸發生反應，生成的氣體是CO2 。答案：B
2、 下列有關制取干燥的氧氣或二氧化碳的實驗設計中錯誤的是(　　)
(提示：濃硫酸不與二氧化碳、氧氣反應，易吸水，可作干燥劑)
點撥：無論是二氧化碳的驗滿還是氧氣的驗滿，都要把燃著的木條或帶火星的木條放在瓶口，不能伸入瓶內。答案：C
▲優秀中考題精選
1、某學生設計了圖6-3所示的四套裝置來制取CO2，其中在制取時不能使反應隨時發生或停止的裝置為（　　）
點撥：A中的試管底部有缺口，只要放入燒杯中，稀鹽酸可以隨時進入試管產生氣體，不用時可以隨時移出試管，故可以控制反應的進行；B中雖然有帶孔的塑料片，但是稀鹽酸總是浸沒大理石，所以無法控制反應的停止；C中石灰石在有孔塑料片上，打開開關，稀鹽酸就會浸沒石灰石產生氣體，關閉開關，壓強增大，鹽酸又被壓到塑料片以下，可控制反應的進行；D中的原理同A，可以上下移動銅絲控制反應的進行。答案：B
2、超臨界CO2流體是一種具有和水相似、能阻燃、溶解能力強的溶劑，被譽為“綠色環保溶劑”。下列說法正確的是(　　)
①超臨界CO2流體性質特殊，因此，與干冰的化學組成不同
②CO2是自然界中存在的物質，它參與自然界的碳元素循環　
③超臨界CO2流體是一種特殊的物質，容易燃燒　
④超臨界CO2流體可代替許多有害、有毒、易溶劑
A．①② B．②④ C．①③ D．①②③④
點撥：從提供的信息看，超臨界CO2流體是一種特殊狀態的CO2，化學性質與二氧化碳相同。答案：B
★板書設計
二氧化碳氣體實驗室制取的研究
（一）藥品及反應原理
藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸
原理：CaCO3 + 2 HCl === CaCl2 + H2O + CO2 ↑
（二）裝置的確定
發生裝置
收集裝置
（三）實驗室制取二氧化碳
發生裝置：固體液體不加熱型
收集裝置：向上排空氣法
驗滿：用燃著的木條放在集氣瓶口，熄滅則滿
檢驗：倒入澄清的石灰水，振蕩變渾濁則是二氧化碳
★設計思路（500字左右）
本課題主要研究實驗室里如何制取二氧化碳。教材首先給出了實驗里制取二氧化碳的化學反應原理，然后探究實驗室里制取二氧化碳的裝置，最后總結出實驗室里制取氣體的一般思路和方法。探究是分步設計的：
1、給出了確定氣體發生裝置和收集裝置時應考慮的因素，這是探究的基礎。
2、以填寫表格的形式，引導學生根據制取原理，從反應物的狀態、反應條件來比較二氧化碳和氧氣的制取；從氣體的密度與空氣的比較、是否溶于水和是否與水反應等方面比較二氧化碳和氧氣的相關性質。
3、在上述比較的基礎上，分析實驗室里制取二氧化碳和氧氣的發生裝置和收集裝置有什么不同，并設計制取二氧化碳的裝置。
創設情境組織討論能生成二氧化碳的反應→通過實驗導學并了解實驗室制備二氧化碳的藥品及反應原理→回憶實驗室制取氧氣的方法及裝置確定實驗室制取二氧化碳的裝置。→讓學生設計、展示、并動手完成二氧化碳的制取。→隨堂小結，結合講學案做檢測題→展示解疑布置作業。
★教學反思（500字左右）
在課堂氣氛高漲的時候及時提問：實驗制取二氧化碳在選擇儀器時需考慮哪些方面的問題？（例如大的方面要考慮反應物的狀態、反應條件。細小方面要考慮節約藥品和對反應的控制等。）從而引導學生回歸主題，及時的把探究過程中的點滴收獲匯總、凝煉、升華。4、鞏固提高
（1）、從現實生活中找一些實驗替代品，自己動手設計制取二氧化碳的裝置，并完成制取二氧化碳的家庭小實驗，以提高學生理論聯系實際的能力。
（2）、通過對實驗室制取氧氣和二氧化碳的類比，讓學生找到規律，指導探究其他氣體的制取，從而鍛煉學生對知識舉一反三的能力，使學生的思維得以發散，提升對知識間的聯系和遷移的把握。
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