資源簡介

實驗活動3　二氧化碳的實驗室制取與性質
1．核心素養
(1)了解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裝置。
(3)了解實驗室制取氣體的一般思路和方法。
2．教學重點
探究實驗室制取二氧化碳的原理和實驗裝置，并利用設計裝置制取二氧化碳。
3．教學難點
實驗室制取二氧化碳裝置的設計思路。
4．教學建議
【建議】探究實驗室制取二氧化碳裝置的處理策略。
(1)分析下列裝置，你認為可用于制取二氧化碳的發生裝置有哪些？并說說你所選擇制取二氧化碳的裝置的優點。
(2)分析下列裝置，你認為可用來收集二氧化碳的裝置有哪些？若選用裝置⑤收集二氧化碳，二氧化碳應從哪個口進入？
(3)請你觀察教材P147二氧化碳的制取裝置，選擇下列儀器序號組裝一套二氧化碳的制取裝置。
教學過程
一、情境導入
故事：在意大利，傳說有個山洞，人們把它叫做“屠狗洞”，狗進入這個山洞就會死去，人進去了卻安然無恙，人們都說洞里有個妖怪叫“屠狗妖”。有一天，科學家波爾曼來到這個山洞，他想解開“屠狗”之謎。波爾曼拿著火把走進山洞，只見洞頂有許多倒掛的鐘乳石，地上長有許多石筍，還很潮濕，波爾曼把火把接近地面，這時火焰漸漸變小，最后熄滅，波爾曼忍不住大笑起來說：“這屠狗妖不就是二氧化碳嗎？它不僅會殺狗，還會殺人呢！”今天我們來研究實驗室是如何制取二氧化碳的。
【師小結】上述反應適合實驗室制取二氧化碳嗎？那么在實驗室中是如何制取二氧化碳的呢？本節課我們就一起來研究二氧化碳的制取方法。
二、合作探究
探究點①　實驗室制取二氧化碳藥品的選擇
【投影演示】
實驗1　碳酸鈉和稀鹽酸的反應
實驗2　石灰石和稀硫酸的反應
實驗3　石灰石和稀鹽酸的反應
【問題探究】比較這三個實驗，分析哪個比較適合在實驗室制取二氧化碳氣體？為什么？
【歸納提升】選擇實驗室制取氣體的反應原理及藥品，一般要考慮：原料廉價易得、操作簡便、反應速率適中、氣流持續而平穩、產生的氣體純凈等因素。如塊狀石灰石或大理石和稀鹽酸的反應符合上述要求，一般用于在實驗室中制取二氧化碳。不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為稀硫酸與碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在石灰石或大理石表面阻礙反應的進行；不能用碳酸鈣粉末或碳酸鈉代替大理石或石灰石，因為它們與稀鹽酸反應速率過快，不易控制。
探究點②　實驗室制取二氧化碳裝置的選擇
【過渡】我們已經知道了實驗室制取二氧化碳的藥品和原理，那么實驗室該用何種裝置來制取二氧化碳氣體。
【投影】實驗室中制取氧氣的兩套裝置。
【問題探究1】實驗室制取二氧化碳應選擇A裝置還是B裝置？你選擇的依據是什么？
【歸納總結】實驗室制取氣體時發生裝置的選擇，是根據制取該氣體的反應原理來確定的，需要考慮反應物的狀態和反應條件。制取二氧化碳氣體，是固體與液體作為反應物，反應不需要加熱，若需要制取少量氣體，可選用試管，但需要固定試管，若需要制取較多量氣體，則可選用錐形瓶。
【投影】實驗室中收集氣體的常用裝置：
【問題探究2】實驗室收集二氧化碳應選用什么方法？由此你選擇的氣體收集裝置是哪套裝置？選擇的依據是什么？
【歸納總結】確定氣體收集裝置應考慮的因素是氣體的密度和溶解性，如收集二氧化碳氣體一般用向上排空氣法，是因為二氧化碳氣體能溶于水且密度比空氣的大。
【問題探究3】用向上排空氣法收集二氧化碳怎樣驗滿？與檢驗二氧化碳的方法有什么區別？
【歸納提升】
【動手實驗】讓學生自己動手組裝展示和匯報。
探究點③　實驗室制取氣體的一般思路和方法
【問題探究】通過實驗室制取二氧化碳的研究，請同學們總結出實驗室制取氣體的一般思路和方法。
【歸納提升】實驗室制取氣體的一般思路和方法：
1．確定實驗室制取氣體的化學反應原理。
2．確定制取氣體應采用的實驗裝置(包括氣體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取的氣體。
課堂小結
選擇陌生氣體的制取裝置，首先要熟悉固體加熱型和固液不加熱型這兩種發生裝置，知道根據氣體的密度和溶解性來選擇收集裝置。再根據陌生氣體的制取原理和性質，與上面的知識對照遷移，找出共同點，再選擇合適的儀器組合。
板書設計
實驗活動3　二氧化碳的實驗室制取與性質
一、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↑
二、裝置的確定
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
三、實驗室制取二氧化碳
(1)發生裝置：固液不加熱型
(2)收集裝置：向上排空氣法
(3)操作步驟：檢查氣密性→加藥品(先固后液)→連接裝置→收集
(4)檢驗
(5)驗滿
四、實驗室制取氣體的一般思路和方法
教學反思
成功之處 本節課是學生實驗課，意在鍛煉學生的實驗動手能力，并在實驗中利用分組的形式，培養學生的競爭意識以及組內的團隊合作精神。充分發展學生的思維，培養創新精神，使學生自發地萌生對裝置進行改進的愿望。
不足之處 個別學生在小組中不與其他同學合作實驗，造成本節實驗沒有完成。

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