資源簡介

第六單元 碳和碳的氧化物
課題2 二氧化碳制取的研究
【學習目標】
（1）通過探究，了解實驗室制取二氧化碳的化學反應原理。
（2）探究實驗室制取二氧化碳的裝置。
（3）了解實驗室制取氣體的一般思路和方法。
培養學生創新求異精神、實踐能力，以及嚴謹求實的科學態度。
【學習重點】實驗室制取二氧化碳的原理、裝置。
【學習難點】從二氧化碳制取裝置的探究過程中，提升實驗室氣體裝置的設計思維水平。
【教學設計】
一、創設情境
冬季人們為提高大棚蔬菜的產量，在大棚內放置二氧化碳發生裝置，你知道二氧化碳發生裝置內的藥品的主要成分是什么嗎？反應的原理是什么嗎？
二、新課學習
知識點1 實驗室制取氣體的一般思路和方法
【講解】實驗室制取氣體的一般思路：
確定實驗室制取氣體的反應原理要考慮：反應條件是否易達到，原料是否廉價易得，反應速率是否適中，產生的氣體是否易收集，反應是否易操作，是否有利于環保等因素。
【講解】1.實驗室制取氣體裝置的選擇依據
2.實驗室制取氣體裝置的選擇依據
知識點2 探究實驗室制二氧化碳的原料
【提問】聯系所學知識和日常生活，列舉你所知道的能產生二氧化碳的反應：
【舉例】①碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳；
②蠟燭燃燒可生成二氧化碳；
③木炭還原氧化銅，生成銅和二氧化碳；
④生物體的呼吸作用可產生二氧化碳；
⑤石灰石高溫分解；
⑥石灰石與稀鹽酸在常溫下反應；
......
【提問】這些反應中哪些適用于實驗室制取CO2？
【回答】⑥石灰石與稀鹽酸在常溫下反應；
反應原理:CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
【提問】石灰石與稀硫酸能用于實驗室制取CO2嗎？
【回答】不能，石灰石與稀硫酸在常溫下反應，生成微溶于水的硫酸鈣，硫酸鈣會附著在石灰石表面，阻止反應的發生。
【提問】石灰石與濃鹽酸能用于實驗室制取CO2嗎？
【回答】不能，濃鹽酸易揮發，會造成收集到的CO2中含有揮發出的HCl。
【提問】Na2CO3粉末和稀鹽酸能用于實驗室制取CO2？
【回答】不能，Na2CO3粉末與稀鹽酸反應速率過快，不便于收集產生的氣體。
【歸納總結】實驗室制取二氧化碳的反應原理：
1.藥品：石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）與稀鹽酸
2.反應原理：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2CO3
H2CO3====H2O+CO2↑
總反應為：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
知識點3 選擇實驗室制取CO2氣體的裝置
【思考】（1）實驗室制取氧氣的裝置是什么？
（2）該裝置的選擇依據是什么？
（3）怎樣收集氧氣？為什么這樣收集？
【講解】實驗室制取CO2裝置的選擇
1.發生裝置：石灰石（或大理石）和稀鹽酸反應屬于固液常溫型。
2.收集裝置：在標準狀況下，二氧化碳的密度比空氣的密度大，二氧化碳能溶于水，在通常狀況下，1體積水中能溶解1體積的二氧化碳。
固液常溫型 向上排氣法
知識點4 實驗室制取CO2氣體
【提問】請你利用下列儀器設計制取二氧化碳的裝置：
錐形瓶 平底燒瓶 燒杯 試管 集氣瓶 長頸漏斗 分液漏斗
雙孔 單孔 單孔 水槽 漏斗
【回答】
【提問】長頸漏斗下端為什么要伸到液面以下？
【回答】防止氣體從長頸漏斗逸出。
【提問】收集氣體時，導管為什么要伸到集氣瓶底。
【回答】排盡集氣瓶內的空氣，以收集到更純的二氧化碳。
【播放】請學生觀看“實驗室制取二氧化碳”的視頻。
【講解】實驗室制取二氧化碳的實驗步驟：
【提問】如何檢驗收集到的氣體是二氧化碳？
【回答】將二氧化碳氣體通入澄清石灰水，振蕩，若石灰水變渾濁，說明該氣體是CO2。
【提問】如何驗滿收集的二氧化碳氣體？
【回答】將燃燒著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅說明二氧化碳已收集滿。
【講解】實驗室制取CO2的簡易裝置：
三、課堂小結
1.藥品及反應原理
藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸
原理：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
2.裝置的確定
3.實驗室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。
檢查方法：向長頸漏斗中加水，使長頸漏斗的下端浸入液面以下，用止水夾夾住導氣管，繼續向長頸漏斗中加水，發現長頸漏斗中的液面不下降，說明裝置氣密性良好。
（3）加藥品。先加固體，后加液體。
（4）收集氣體。
（5）檢驗氣體。向集氣瓶中加入少量澄清的石灰水，振蕩，澄清石灰水變渾濁，說明收集的氣體是CO2。
（6）驗滿氣體。將燃著的木條平放在集氣瓶口，木條立刻熄滅，說明氣體已收集滿。
【教學反思】本課題的重點是指導學生掌握制取氣體時實驗儀器和收集方法的選擇。鑒于學生在第二單元已經學過氧氣的制法，具備一些制取氣體的簡單知識，可以在實際操作中讓他們自己去選取實驗裝置，使學生盡快地從簡單模仿到有目的地選擇。本節課基本上是按照預先設計的教學方案實施的，收到了較好的教學效果。
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