資源簡介

《二氧化碳制取的研究》教學設計
教學目標
1．使學生掌握實驗室制取二氧化碳的原理、方法和儀器裝置。
2．通過研討實驗室制取二氧化碳的方法，提高學生分析和解決問題的能力。
重點難點
重點：實驗室制取二氧化碳的反應原理，實驗裝置和制取方法。
難點：從實驗室制取氣體的設計思路出發，研討實驗室制取二氧化碳氣體的方法。
教學方法
自學、講授與演示相結合
教學過程
〔復習提問〕
1．回憶二氧化碳的化學性質，寫出相應的化學方程式。
2．寫出已經學過的可以得到二氧化碳氣體的化學方程式。
〔引言〕碳在氧氣中燃燒、碳與灼熱的氧化銅反應等都可以得到二氧化碳氣體，我們在實驗室里制取二氧化碳能否利用這些反應呢？
〔板書〕二氧化碳的實驗室制法
〔提問〕在實驗室里制取氣體要考慮哪些問題？
學生回答。
〔講解〕首先要考慮的是反應原理，即在實驗室條件允許下（如加熱、常溫、催化劑）用什么藥品，通過什么樣的反應來制取。我們先來討論制取二氧化碳的反應原理。
〔板書〕
一、實驗室制取二氧化碳的反應原理
〔講解〕在實驗室里常用大理石或石灰石（主要成分都是碳酸鈣）跟稀鹽酸起反應制得。
1．原料：大理石（或石灰石），稀鹽酸。
〔講解〕碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣與碳酸，而碳酸不穩定，易分解成二氧化碳和水。所以碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣，二氧化碳和水。
2．化學方程式 CaCO3 + 2HCl==CaCl2 + CO2↑ + H2O
〔設問〕為什么不用碳與氧氣（或其他的）反應來制取二氧化碳？
［講解］實驗室里制取氣體，不能只考慮一個反應能否生成要制的氣體，還要考慮其他因素，如反應條件、儀器裝置在實驗室是否易于實現等。
〔設問〕用什么裝置來制取二氧化碳呢？
二、實驗室制取二氧化碳的裝置
〔展示〕裝置并介紹各儀器名稱。
〔提問〕為什么可以采用這樣的裝置？
〔討論〕
1．怎樣確定制取氣體的裝置？為什么可以用這樣的裝置制取二氧化碳？
2．為什么只采用向上排空氣法收集二氧化碳？
3．裝置中的長頸漏斗能否用普通漏斗代替？可用其他儀器代替錐形瓶嗎？
4．能用這個裝置中的儀器，裝配成實驗室制取氫氣的裝置嗎？怎樣裝配？
〔講解〕1．實驗室制取氣體的裝置是根據所需藥品的狀態，反應條件來確定的。制取二氧化碳的反應物石灰石（或大理石）是固體，鹽酸是液體，反應是在常溫下進行的。反應前可以將固體置于錐形瓶中，液體在制取時從長頸漏斗中注入，液體與固體接觸時生成的氣體經導氣管導入集氣瓶中。
2．由于二氧化碳的密度大于空氣又能溶解于水，所以用這樣的裝置來收集二氧化碳。
3．為了避免產生的氣體從漏斗中逸出，必須使長頸漏斗的管口在液面以下，而普通漏斗頸太短不合適。錐形瓶在裝置中作為容器，可以用其他（如大試管、燒瓶、廣口瓶）口徑大小適宜的容器代替。
4．這個裝置的氣體發生部分可以用來制取氫氣，因為制氫氣用的藥品狀態與制二氧化碳的相同，反應也不需要加熱。但收集方法不同，因為氫氣的密度小于空氣，又難溶于水。
〔引言〕下面我們就應用上述反應原理和儀器裝置來制取二氧化碳。
三、實驗室里制取二氧化碳
1．制二氧化碳氣體。
〔說明〕首先要檢驗裝置的氣密性。
〔演示實驗〕在錐形瓶中放入數顆石灰石，從長頸漏斗中注入稀鹽酸，注意觀察錐形瓶內的變化。
〔講解〕瓶內產生大量氣泡。
2．怎樣驗證產生的氣體是二氧化碳？
〔演示實驗〕將導氣管插入澄清石灰水中。
〔板書〕產生的氣體使澄清石灰水變渾濁，說明是二氧化碳氣體。
3．怎樣證明集氣瓶中已集滿二氧化碳氣體？
〔演示實驗〕將燃著的火柴伸到集氣瓶口，注意觀察。
〔板書〕將燃著的火柴伸到集氣瓶口，火柴熄滅，說明二氧化碳氣體已充滿集氣瓶。
四：小結
實驗室制取氣體要考慮反應原理，裝置及驗證氣體的方法。制取二氧化碳氣體的反應原理是石灰石（或大理石）在常溫下跟稀鹽酸反應生成氯化鈣，二氧化碳和水；根據反應物的狀態，反應條件及二氧化碳的密度，水溶性等，選擇適宜的裝置；由于二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，由此驗證產生的氣體是二氧化碳。
五：思考與練習
1：能否用燃著的火柴驗證產生的氣體是二氧化碳。
2：已知氨氣是一種無色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶于水。實驗室常用堿石灰和硫酸銨兩種固體混合加熱的方法制取氨氣。根據所學的知識判斷，實驗室制取氨氣時發生裝置應選擇（ ）裝置,收集裝置應選擇（ ）裝置
板書設計
實驗室制取二氧化碳
實驗室制取CO2藥品：大理石（或石灰石）和稀鹽酸
一、反應原理：
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + CO2↑+ H2O
二、裝置的設計及操作步驟：
1、裝置設計思路：
氣體發生裝置：由反應條件和反應物狀態決定；
氣體收集裝置：由氣體溶解性和氣體密度決定。
2、操作步驟
檢查氣密性→加藥品→檢驗→收集并驗滿
3、實驗室制取氣體的一般思路：
1、確定制取氣體的化學反應原理，即在實驗室條件下（如常溫、加熱、加催化劑等），選擇什么藥品、通過什么反應來制取這種氣體；
2、確定制取氣體時應采用的實驗裝置，包括氣體的發生裝置和收集裝置；
3、確定如何驗證制得的氣體就是所要制取的氣體。
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