資源簡介

探究《二氧化碳的實驗室制法》教學設計
一、教學設計思路
二氧化碳的實驗室制法是第六單元《碳和碳的氧化物》的重要內容。本節課我的設計思路是通過生日歌引入課題,然后以氧氣的實驗室制備過程為線索，引導學生歸納實驗室制取氣體時的思路和方法，并依此為序引出實驗室制取二氧化碳所需要考慮的問題，再通過學生探究，教師引導總結出制取二氧化碳的理想藥品、裝置、收集方法以及驗滿和檢驗的方法，在整個教學進行過程中穿插教師提問、學生的思考與討論等活動，提供給學生完成任務及合作交流的的空間和時間，讓問題層層深入、思維環環相套，真正體現探究實驗教學的目的。
二、教學目標
知識與技能方面：
1、了解實驗室中制取二氧化碳所用的藥品、反應原理；
2、初步學會實驗室制取二氧化碳的操作、收集及檢驗方法；
過程與方法方面：
1、探究實驗室制取二氧化碳的裝置、藥品，并利用設計的裝置制取二氧化碳；
2、學會對儀器的使用以及觀察實驗現象的方法；
3、通過探究活動過程，體驗化學實驗方法的科學性，了解實驗室制取氣體的思路和方法；
4、初步認識觀察分析、討論、歸納、總結、理解及運用的科學方法過程。
情感態度與價值觀方面：
1、創設制取二氧化碳的問題情境，豐富學生的科學體驗；
2、體驗科學探究的樂趣，激發學生學習化學的興趣。
三、教學重難點及突破
教學重點：探究實驗室制取二氧化碳的藥品、反應原理和實驗裝置的選擇，并利用設計裝置制取二氧化碳。重點突破：通過提問讓學生思考教材中能產生二氧化碳的反應，師生共同探討實驗室制取二氧化碳的藥品。
教學難點：探究實驗室制取二氧化碳的實驗裝置。難點突破：通過引導學生回憶實驗室制取氧氣的實驗裝置圖，讓學生分析對比兩套裝置，從而確定實驗室制取二氧化碳的實驗裝置。
四、教學過程
1.新課導入：
一首生日快樂歌，祝愿我們大家永遠快樂，一個小小心愿，但愿都能實現，一塊甜甜的蛋糕，祝福大家生活永遠甜蜜。（幻燈片切到蛋糕圖片）這些蛋糕的細孔是怎樣形成的呢？原來，面團發酵時產生了二氧化碳，二氧化碳使面團生成了許多小孔，這樣我們吃的時候感覺很松軟很可口。面團發酵會產生二氧化碳，那么我們實驗室里如何制取二氧化碳呢？今天我就和大家一起探究二氧化碳的實驗室制法。
（設計意圖：通過圖片、生日歌，創設問題情境，調動學生的積極性，活躍課堂氣氛）
【板書：二氧化碳的實驗室制法】
2.知識回顧
過渡：在第二單元，我們探究過實驗室制取氧氣的方法，請同學們觀看大屏幕，回憶相關知識。
（1）學生回顧（投影表1）
表1：實驗室制取氧氣的知識回顧
藥 品 KMnO4 H2O2溶液和MnO2
反應原理 KMnO4 → K2MnO4+MnO2+O2↑ H2O2 → H2O+O2↑
反應物狀態 固體 固體、液體
反應條件 加熱 不需加熱
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，則該氣體是氧氣。
驗滿方法 用帶火星的木條放在瓶口，木條復燃，則證明已滿。
圖1：供選擇的實驗裝置
圖1：供選擇的實驗裝置
（2）教師總結：由氧氣的實驗室制法我們可以得出，反應原理、制取裝置、實驗操作，是探究實驗室制取氣體的主要內容，具體的研究思路是：確定制備氣體的反應原理→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什么，收集裝置確定的依據是什么）→實驗操作（在操作中，如何驗滿和檢驗）。接下來，我們就沿著這一思路來探究二氧化碳氣體的實驗室制法。
（ 設計意圖：前后知識產生聯系，實現思維的遷移）
3.探究活動1：探究實驗室制取二氧化碳的反應原理
（1）提問：在我們所學過的反應中，有哪些反應可以產生二氧化碳呢？實驗室里能選用這些反應來制備二氧化碳嗎？
（2）師生活動（投影表2）
表2：能夠產生二氧化碳氣體的反應
生成二氧化碳的反應 能否用于實驗室制取二氧化碳及理由
1 C+O2 → CO2 不能，制得的氣體可能不純
2 石蠟+氧氣 → 二氧化碳+水 不能，制得的氣體可能不純
3 H2CO3 → H2O + CO2 不能；反應比較難控制
4 NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2 不能；制得氣體可能不純
（3）教師講述：我們所熟悉的這些能夠產生二氧化碳的反應，因為生成的氣體可能不純、反應很難控制等原因，都不能用于實驗室制取二氧化碳應。那么我們能不能根據面團的發酵原理得到我們實驗室制取二氧化碳的方法。介紹發酵原理，原來一些酸性物質會和像碳酸氫鈉、碳酸鈣這類物質反應生成二氧化碳，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二氧化碳？
（設計意圖：通過對各種反應優越點的討論交流，初步感知實驗室制取二
氧化碳應具備的基本要求，開闊了學生眼界和知識面，讓學生學會比較和篩選。）
（4）教師演示實驗
①投影實驗內容（投影）
圖2：三個對比實驗的示意圖
②教師講述：在進行實驗時，我事先已準備好碳酸鈉和碳酸鈣分別約5g放入試管中；現在我向第1、2支試管中分別加入約相同體積等濃度的稀鹽酸向第3支試管加入約相同體積的稀硫酸，觀察和對比三個反應中氣泡產生的快慢。
③學生填寫表格（投影）
表3：石灰石、碳酸鈉與稀鹽酸、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.稀鹽酸和塊狀石灰石 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
④引導學生分析哪種反應適用于實驗室制取二氧化碳氣體。
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：制得的氣體較純、反應容易控制、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二氧化碳氣體的反應
【板書：一、反應原理】
（5）投影反應原理
CaCO3+ 2HCl== CaCl2+H2CO3 ；H2CO3 ====== H2O+CO2↑
總反應的化學反應式：CaCO3+2HCl==== CaCl2+H2O+CO2↑
板書：CaCO3+ 2HCl===CaCl2+H2O +CO2↑
（設計意圖：充分利用對比實驗，突出幾種方法的優越點，達成選取制取二氧化碳藥品的共識，在學生討論的基礎上，教師對重要知識點加以梳理，使學生形成強化概念）
4.探究活動2：探究實驗室制取二氧化碳的裝置。
【板書：二、制取裝置】
（1）師生活動（投影）
①提問1：選擇二氧化碳的發生裝置時要考慮哪些因素？請一位同學說一說
這兩個方面的情況。由此可推知，實驗室制取二氧化碳的發生裝置和哪一個反應的發生裝置相似。
【板書：發生—固液、不加熱】
（設計意圖：通過前面兩種氣體發生裝置的對比，使學生能總結出氣體制取的一般思路，同時也養成分析、比較、歸納的能力）
②提問2：選擇二氧化碳的收集裝置時要考慮的因素又有哪些？由此可推知，收集二氧化碳氣體應該采用——向上排空氣法。
【板書：收集—向上排空氣法】
（設計意圖：從氧氣的收集方法入手，引出確定收集方法應考慮氣體的溶解性、密度等因素）
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（投影）——相信你會選擇
現提供如下裝置，你會選擇怎樣的發生和收集裝置來制取二氧化碳呢？
圖3：供選擇的實驗裝置
①學生選擇 C、E 或A、E 。
②提問3：C裝置中用到了長頸漏斗，該儀器的作用是什么？值得提醒的是：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。
5.探究活動3：制取一瓶二氧化碳氣體
實驗前，我們還必須明確兩個問題，一是實驗的步驟，二是操作的要點.現同學們選擇圖3中的儀器自己制取一瓶二氧化碳氣體。
【板書三、實驗步驟—連、查、裝、收】
（1）學生回憶操作步驟（投影）——相信你會操作
①按要求連接好儀器
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
（2）講述：相關的操作要點與實驗室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣相同。
（設計意圖：鼓勵學生積極動手參與、反思實驗探究活動，使學習過程更加生動形象，激發學生潛在的主動性和創造性，讓學生成為探究活動的主體）
講述：收集二氧化碳我們用的是向上排空集氣法，如何知道二氧化碳收集滿了呢？
驗滿：用燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明氣體已經收集滿。
驗證：將氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，則證明氣體是二氧化碳；
【板書：四、驗證—澄清的石灰水；驗滿—燃著的木條】
五 、課堂小結板書
課題: 二氧化碳的實驗室制法
（一）、反應原理：
石灰石（或大理石）和稀鹽酸反應
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O +CO2↑
（二）、制取裝置：
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、發生裝置 — 固-液不加熱型
3、收集裝置— 向上排空氣（因為二氧化碳的密度比空氣的大）
（三）、實驗步驟：連、查、裝、收
（四）、CO2的檢驗和驗滿
1、檢驗CO2方法：向集氣瓶中倒入少量澄清的石灰水，如果石灰水變渾濁，該氣體就是二氧化碳。
2、怎樣檢驗CO2已收滿？
用一根燃著的木條放在集氣瓶口，如果看到木條熄滅，說明已滿。
六、教學設計反思
本節課通過演示實驗、探究實驗、提問等多種教學手段的運用，讓學生體驗科學探究的樂趣，激發學生學習化學的興趣。初步確立了實驗室制取氣體的一般思路和方法。這樣不僅能吸引學生的注意力，還可以寓教于樂，以情激學，培養學生的創新意識，激發學生創新思維，使學生在知識和技能方面都得到了培養。
△
MnO2
點燃
點燃
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