資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
課題3 二氧化碳的實驗室制取
本課題主要研究實驗室中如何制取二氧化碳。教材首先給出了實驗室中制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，然后采用活動與探究的方式來研究實驗室中制取二氧化碳的裝置，這是本課題的教學(xué)重點和難點。教材首先給出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置的因素，然后讓學(xué)生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度的大小比較和是否與水反應(yīng)等方面來比較實驗室中制取二氧化碳和氧氣的異同。在此基礎(chǔ)上，給出了一些儀器，由學(xué)生自己來組裝制取二氧化碳的裝置。最后，教材給出了制取二氧化碳的一種裝置，并在“學(xué)完本課題你應(yīng)該知道”中總結(jié)了實驗室中制取氣體的思路和方法。
課題 二氧化碳的實驗室制取 課型 新授課
素養(yǎng)目標(biāo) 1.通過分析氧氣的實驗室制法，討論實驗室制取氣體的一般設(shè)計思路。 2.根據(jù)實驗室內(nèi)制取氣體的一般設(shè)計思路進(jìn)行二氧化碳制取的探究實驗。 3.通過探究實驗初步掌握實驗室制取二氧化碳的原理、裝置和操作。 4.了解二氧化碳的部分物理性質(zhì)，學(xué)會收集、檢驗和驗滿二氧化碳的方法。 5.使學(xué)生初步認(rèn)識科學(xué)探究的意義和基本過程，能提出問題，進(jìn)行探究活動。用科學(xué)的方法去推理、分析、解決實際問題。 6.通過探究實驗培養(yǎng)學(xué)生主動與他人進(jìn)行交流和討論，清楚地表達(dá)自己的觀點，逐步形成良好的學(xué)習(xí)模式。
教學(xué)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(shè)計裝置制取二氧化碳。
教學(xué)難點 實驗室制取二氧化碳裝置的設(shè)計思路。
教具 準(zhǔn)備 儀器：錐形瓶（或廣口瓶、大試管）、長頸漏斗，帶導(dǎo)管的雙孔塞、集氣瓶、玻璃片、導(dǎo)氣管等。 試劑：石灰石（或大理石）、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸溶液。 教具：多媒體電腦平臺和PPT課件。
備課筆記
課前預(yù)習(xí) 1.實驗室制取CO2常選用石灰石或大理石和稀鹽酸，其反應(yīng)原理是CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑。
2.發(fā)生裝置的確定取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；CO2氣體只能用向上排空氣法收集，是因為二氧化碳能溶于水且密度比空氣大。
3.CO2的檢驗與驗滿：檢驗CO2氣體通常用澄清的石灰水，驗滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口。
新課導(dǎo)入 ［設(shè)問］在課題1中我們學(xué)過碳在氧氣中充分燃燒、高溫下碳還原氧化銅都可以生成二氧化碳，在實驗室里制取二氧化碳是否可以利用這些反應(yīng)呢？下面我們就來探究一下實驗室制取二氧化碳的方法。
進(jìn) 行 新 課 知識點一 實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理 ［教師活動］提供學(xué)生實驗探究的參考信息：碳酸鈉粉末（Na2CO3）或大理石或石灰石（主要成分都是CaCO3）等碳酸鹽均能跟稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)等酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳。 ［學(xué)生活動］實驗探究一：探究實驗室制取二氧化碳的理想原料。（重點比較反應(yīng)速率快慢）可供選的試劑： （1）碳酸鈉粉末（Na2CO3）；（2）石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）反應(yīng)；(3)碳酸鈣粉末（CaCO3）；(4)稀鹽酸(有效成分HCl)；(5)稀硫酸(有效成分H2SO4)。可供選的儀器：試管、藥匙、膠頭滴管。 ［教師活動］ （1）指導(dǎo)學(xué)生實驗探究中的儀器操作、試劑取用并觀察現(xiàn)象； （2）共同分析總結(jié)：根據(jù)提供試劑可做如下實驗：
備課筆記
課外拓展：
工業(yè)上，通過高溫煅燒石灰石的方法制取二氧化碳。CaCO3高溫CaO+CO2↑。
進(jìn) 行 新 課 酸鈉粉末（Na2CO3）和稀鹽酸(有效成分HCl) 酸鈉粉末（Na2CO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4) 灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀鹽酸(有效成分HCl) 灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4) 酸鈣粉末（CaCO3）和稀鹽酸(有效成分HCl) ⑥碳酸鈣粉末（CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4) （3）現(xiàn)象總結(jié)分析：實驗中，他們觀察發(fā)現(xiàn)：實驗①②⑤迅速反應(yīng)，生成大量氣體，碳酸鈉粉末很快消耗完畢；實驗④⑥剛開始冒出了少量氣泡，但很快氣泡越來越少，試劑有剩余但反應(yīng)停止；實驗③迅速反應(yīng)，生成較多的氣體，反應(yīng)持續(xù)時間較長。 ［結(jié)論］在實驗室里常常用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳：CaCO3+2HCl CaCl2＋CO2↑十H2O 知識點二、實驗室制取二氧化碳的裝置 1.二氧化碳的性質(zhì)信息（從生活經(jīng)驗和已有事實推測） ①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度是1.977g/L，比空氣的密度___（空氣是__）。 ②把燃著的木條插入盛二氧化碳的集氣瓶中，木條_____，說明_____。 ③打開汽水瓶蓋可以看到_____，這說明二氧化碳溶于水_____（“能”或“不能”）且二氧化碳能與水反應(yīng)。 ④人向澄清石灰水中吹氣，看到的現(xiàn)象________，說明二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣［Ca(OH)2］反應(yīng)。 2.發(fā)生裝置和收集裝置 ［提問］如何確定實驗室制取二氧化碳的裝置？ ［教師活動］結(jié)合教材及上述提供信息，講解實驗室制取氣體的裝置選擇依據(jù)。確定氣體發(fā)生裝置依據(jù)：從實驗室制取氣體的原理出發(fā)，根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)(如固體與固體反應(yīng)、固體與液體反應(yīng)、液體與液體反應(yīng)等)、反應(yīng)條件(如是否
備課筆記
規(guī)律總結(jié)：
（1）不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為稀硫酸與大理石反應(yīng)生成微溶于水的CaSO4，會覆蓋在大理石表面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；（2）不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)，會使生成的氣體中混有較多氯化氫氣體而不純；（3）不用純CaCO3或Na2CO3等代替大理石（或石灰石），因為它們與稀鹽酸反應(yīng)速率太快，很難控制，且成本較高。
方法總結(jié)：
判斷一種氣體的密度比空氣大還是小的方法是：空氣的平均相對分子質(zhì)量約為29，如果某氣體的相對分子質(zhì)量大于29，則這種氣體的密度比空氣的大；如果某氣體的相對分子質(zhì)量小于29，則這種氣體的密度比空氣的小。
需要加熱、使用催化劑等)來確定氣體發(fā)生裝置。 ［討論］比較實驗室制取氧氣和二氧化碳的反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。 ［小結(jié)］實驗室制取CO2的發(fā)生裝置與過氧化氫分解制取O2的相似。 裝置裝置特點簡易裝置，可用于制取少量氣體便于添加液體便于添加液體，能控制反應(yīng)速率可通過開關(guān)彈簧夾控制反應(yīng)的發(fā)生與停止
［講解］確定氣體收集裝置的依據(jù)。根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇氣體收集方法（排空氣法或排水法）確定氣體收裝置。 ［討論］比較實驗室制取氧氣和二氧化碳的性質(zhì)。 氣體氣體的密度與空氣的比較是否溶于水，是否與水反應(yīng)二氧化碳大溶于水，與水反應(yīng)氧氣略大不易溶于水，不與水反應(yīng)
［講解］實驗室氣體收集方法 a.排水集氣法：適用于難溶于水或不易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。此法收集的氣體較為純凈；當(dāng)有氣泡從水槽中冒出時，表明氣體收集已滿(如圖甲）。
備課筆記
重點提示：
若制取的氣體有毒，在收集該氣體時，還應(yīng)采取措施防止該氣體逸散到空氣中，故對多余的氣體要進(jìn)行尾氣處理，避免其對空氣造成污染。
思想方法：知識遷移法
選擇未學(xué)過的氣體的制取裝置，就要根據(jù)實驗室中制取氣體的一般思路和方法進(jìn)行知識的遷移。首先要熟悉固體加熱型和固液不加熱型兩種氣體的發(fā)生裝置，知道根據(jù)氣體的密度和溶解性來選擇收集裝置，再根據(jù)陌生氣體的制取原理和性質(zhì)，與上面的知識對照遷移，找出共同點，再選擇儀器的組合。
b.向上排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。同時，應(yīng)在集氣瓶的瓶口處蓋上玻璃片，以便穩(wěn)定氣流。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗滿(如圖4所示)。c.向下排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗滿(如圖5所示)。 ［小結(jié)］實驗室制取二氧化碳可選用向上排空氣法收集。 ［學(xué)生活動］設(shè)計實驗室制取二氧化碳的裝置 ［展示］各小組依次出示完成的裝置設(shè)計圖。 裝置一： 裝置二： ［評價］裝置一：裝置簡單，適用于少量氣體制取。裝置二：優(yōu)點便于添加試劑。 ［學(xué)生活動］各小組按照自己的設(shè)計，選擇儀器，按照正確的實驗步驟自行組裝并進(jìn)行實驗，并收集一瓶二氧化碳。 ［總結(jié)］（1）實驗步驟：①連接儀器并檢查裝置的氣密性；②裝人石灰石(或大理石)，塞緊橡膠塞；③把反應(yīng)裝置固定好；④向長頸漏斗中加入稀鹽酸至浸沒長頸漏斗下端管口；⑤收集氣體；⑥檢驗氣體是否收集滿。
備課筆記
方法點撥：
①制取二氧化碳時，長頸漏斗的下端必須伸到液面以下是為了防止產(chǎn)生的CO2氣體從長頸漏斗中逸出。
②收集二氧化碳時，因為二氧化碳?xì)怏w的密度比空氣的大，為了把集氣瓶內(nèi)的空氣排盡，使收集的二氧化碳比較純凈，所以把導(dǎo)氣管通到集氣瓶的底部。
［討論］怎樣檢驗生成的氣體是二氧化碳？如何檢驗集氣瓶中的二氧化碳已收集滿了？ ［答］檢驗方法：將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳。 驗滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則證明已收集滿了。 ［講解］實驗室制取氣體的一般思路：①確定制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理（在實驗室條件下如常溫、加熱、使用催化劑等，選擇什么試劑、通過什么反應(yīng)來制取這種氣體。）②設(shè)計制取氣體的實驗裝置（根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定氣體發(fā)生裝置；根據(jù)氣體的性質(zhì)如密度、是否溶于水、是否與水反應(yīng)等，確定氣體收集裝置。）③驗證得到的氣體就是所要制取的氣體（根據(jù)氣體的性質(zhì)如可燃性或助燃性、與某些試劑反應(yīng)有沉淀生成等進(jìn)行驗證。）
教學(xué)板書 課題3 二氧化碳制取的實驗室制取 1.實驗室制取二氧化碳 反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 發(fā)生裝置：固液常溫型 氣體收集裝置：向上排空氣法裝置 操作步驟：檢查氣密性→加試劑（先固后液）→連接裝置→收集 2.二氧化的檢驗與驗滿 檢驗：通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳。 驗滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則證明已集滿。 2.實驗室制取氣體的一般思路 ①確定制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理 ②設(shè)計制取氣體的實驗裝置：根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定 ③驗證得到的氣體就是所要制取的氣體：根據(jù)氣體的性質(zhì)
備課筆記
課堂 小結(jié) 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了實驗室中制取二氧化碳的反應(yīng)原理和實驗裝置，并了解了實驗室制取氣體實驗的一般思路，包括也學(xué)會了二氧化碳檢驗與驗滿操作。
教 材 習(xí) 題 解 答 練習(xí)與應(yīng)用（P149-150） .②①⑤③④ 2. 分析：選擇用于物質(zhì)制取的反應(yīng)時,應(yīng)綜合考慮反應(yīng)的速率大小，產(chǎn)生的氣體是否易于收集、是否純凈，反應(yīng)試劑的價格，實驗過程是否會產(chǎn)生污染，實驗操作是否簡單、安全等問題。 3.（1）①②⑦⑧ 石灰石和稀鹽酸 將氣體通人澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則證明氣體是二氧化碳 將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明二氧化碳已集滿 （2）試管 ①③④⑤⑥ 高錳酸鉀 高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
備課筆記
教 材 習(xí) 題 解 答 4.（1）液封，防止產(chǎn)生的氣體從長頸漏斗逸出 （2）石蕊溶液由紫色變?yōu)榧t色 CO2+H2O H2CO3 （3）澄清石灰水 石灰水變渾濁 CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O 5.（1）CaCO3 （2）CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O （3）增大反應(yīng)物間的接觸面積，加快反應(yīng)速率。 6.解：設(shè)生成二氧化碳的質(zhì)量是x。 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 答：足量稀鹽酸與25g碳酸鈣反應(yīng)，生成二氧化碳的質(zhì)量是11 g。 整理與提升（P151） 一、
備課筆記
教 材 習(xí) 題 解 答 三、1. 復(fù)習(xí)與提高（P151） 1.A 2.A 3.B 4.D 5.B 6.（1）ed （2）b（3）①② ③④⑤⑥⑦ ③④ 7. CaCO3高溫CaO+CO2↑ 分解反應(yīng) 8.是澄清石灰水中的氫氧化鈣和空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成的,主要成分是碳酸鈣。石灰水用完后,可用稀鹽酸洗去瓶壁上的白色固體。 CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H2O 9.（1）b（2）①6:1 ②H2 ③CO2+H2催化劑CO+H2O ④意義：促進(jìn)了二氧化碳的消耗，減緩了溫室效應(yīng)，還可以減少對能源的消耗。 啟示：研究化學(xué)有助于解決環(huán)境和能源問題。 10.略。
備課筆記
難 題 解 答 例1在實驗室中制取二氧化碳。下列有關(guān)該實驗的說法中，正確的是( ) A.用排水法收集一瓶二氧化碳?xì)怏w B.先往試管中放入石灰石，再滴入稀硫酸 C.將燃燒的木條伸入集氣瓶中，檢驗二氧化碳是否集滿 D.將集滿二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶蓋上玻璃片，正放在桌上 【解析】二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故A錯；不能用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制取CO2，因為生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在大理石表面，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，故B錯；檢驗CO2是否集滿，應(yīng)把燃燒的木條放在集氣瓶口，故C錯。 【答案】D 例2氨氣極易溶于水，常溫常壓下，1體積水可溶解700體積的氨氣，溶解后可與水反應(yīng)生成一水合氨，溶液顯堿性。氨氣的密度比空氣的小。已知：2NH4Cl(固體)+Ca(OH)2(固體) △ 2NH3↑+CaCl2+2H2O。 （1）如果制取并收集保存氨氣，請從圖中選取裝置和儀器（填序號）。 （2）氨氣不能用排水法收集，原因是_______________。 【解析】（1）由于氨氣是用固體和固體加熱來制取的，且有水生成，所以發(fā)生裝置選用A；又因為氨氣極易溶于水，密度比空氣的小，所以應(yīng)用向下排空氣法收集，收集裝置選用E。（2）氨氣不能用排水法收集的原因是氨氣極易溶于水。 【答案】（1）A、E（2）氨氣極易溶于水
備課筆記
布置作業(yè)：完成本課時對應(yīng)練習(xí)，并提醒學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)的內(nèi)容。
教學(xué)反思 1.探究重在過程、思路和方法本節(jié)課主要是讓學(xué)生探究實驗室中制取二氧化碳的裝置，在探究過程中了解實驗室中確定制取氣體的裝置（包括發(fā)生裝置和收集裝置）時應(yīng)考慮的因素，如反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、所要制取的氣體的性質(zhì)等等。因此，本課時的重點是讓學(xué)生參與設(shè)計制取二氧化碳裝置的過程，以及了解實驗室中確定制取氣體裝置的思路和方法。 2.探究要體現(xiàn)開放性教學(xué)時，可以將學(xué)生分成幾組，每組學(xué)生通過討論、合作來組裝一套制取二氧化碳的裝置（可以不局限在教材中所列的儀器上），然后在教師指導(dǎo)下，組與組之間互相討論裝置的優(yōu)缺點。教材中列出了兩種制取二氧化碳的裝置，目的是保證氣體制取裝置學(xué)習(xí)的落實，教學(xué)時切不可將它作為唯一的、標(biāo)準(zhǔn)的裝置，要鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生利用代用品來設(shè)計實驗裝置。
教學(xué)過程中老師的疑問：
教師點評和總結(jié)：
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑