資源簡介

課題3 二氧化碳的實驗室制取
第1課時
一、教學目標
1.通過探究活動了解實驗室制取二氧化碳的反應原理和制取裝置。
2.初步學習二氧化碳的制取、檢驗、驗滿等操作。
3.了解實驗室制取氣體的一般思路與方法。
二、教學重難點
重點：二氧化碳制取的反應原理、實驗裝置。
難點：實驗室制取氣體的一般思路與方法。
三、教學準備
教學PPT。
試劑和器材：稀鹽酸、稀硫酸、碳酸鈉、石灰石（或大理石）、澄清石灰水、錐形瓶、平底燒瓶、燒杯、試管、集氣瓶、長頸漏斗、帶導管的橡膠塞、水槽、酒精燈、火柴。
四、教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
環節一 創設情境 引入新課 【回顧】我們已經學習過氧氣的實驗室制法。請回憶一下，在實驗室里制取氧氣的方法有哪幾種？ 高錳酸鉀(KMnO4)分解制取氧氣 過氧化氫制取氧氣 【講述】二氧化碳是植物光合作用的主要原料，也為我們的地球帶來了綠色生機。其實二氧化碳還有很多的用途，被廣泛應用于工業、農業、生活中的很多方面。 【提問】那么，在實驗室里如何制取二氧化碳呢？ 【過渡】這節課我們就來學習實驗室如何制取二氧化碳。 傾聽，并思考。 通過回顧已學知識，創設情境，引出新的問題，使學生產生強烈的求知欲，并且體現了從生活走向化學的思想。
環節二 新課講解 一、實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理 【提問】聯系所學知識和生活常識，列舉你知道能生成二氧化碳的反應。 【總結】 1.碳/一氧化碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳； 2.木炭/一氧化碳還原氧化銅，生成銅和二氧化碳； 3.蠟燭燃燒會生成二氧化碳； 4.生物體的呼吸會產生二氧化碳。 【追問】說一說這些反應是否適合實驗室制取二氧化碳？為什么？ 【總結】 1.碳/一氧化碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳，如果利用這兩個反應會造成生成的氣體不純，因為木炭可能會不完全燃燒； 2.木炭/一氧化碳還原氧化銅，雖然有二氧化碳氣體生成，但是這兩個反應的條件是高溫或加熱，條件要求高，而且一氧化碳還原氧化銅還可能造成生成的氣體不純； 3.蠟燭燃燒雖然會有二氧化碳生成，但也會造成生成的氣體不純； 4.生物呼吸會產生二氧化碳、水蒸氣等，生成的氣體也不純。 【過渡】那實驗室到底如何制取二氧化碳氣體呢？請同學們閱讀下面的資料，從資料中提取有效信息。 【展示】PPT展示資料和反應原理。 提示：碳酸很不穩定，容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3 = CO2↑+ H2O 【提問】上述四個反應都能用來制取二氧化碳嗎？ 【過渡】通過同學們剛才的回答，老師發現同學們也不太確定，實驗是檢驗真理的唯一標準，那下面老師演示這四個實驗，請同學們觀察現象，并填寫表格。 【演示實驗】演示碳酸鈉與稀鹽酸、稀硫酸、石灰石與稀鹽酸、稀硫酸反應的實驗。 【引導交流】現在請一名同學匯報結果，其他同學可補充。 【總結】 【總結】碳酸鈉粉末與稀鹽酸、稀硫酸反應太快，來不及收集氣體，大理石和稀硫酸反應產生少量氣體，一會兒后反應就停止了，也不適合。所以石灰石和稀鹽酸反應是這幾個反應中最合適的選擇。 【提問】問題1.實驗室制取二氧化碳，可選擇的最佳試劑組合是？理由是什么？ 問題2.確定實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理時，需要考慮哪些因素？ 【總結】問題1.最佳試劑組合是石灰石和稀鹽酸；理由：較易反應、反應速度適中、生成的氣體純凈、易于收集、操作簡便、原料廉價易得等。 問題2.需要考慮：反應是否易于操作、原料是否易得、生成的氣體是否易于收集、反應條件是否易于達到等等。 【總結】所以實驗室里制取二氧化碳的試劑是稀鹽酸與石灰石（或大理石，主要成分都是碳酸鈣）；反應的方程式為CaCO3 + 2HCl＝CaCl2 + CO2↑+ H2O。 注意事項：這里需要同學們注意的是 ①不能用濃鹽酸，易揮發，使制得氣體不純； ②不能用稀硫酸，生成的CaSO4會覆蓋在石灰石（或大理石）表面，阻止反應繼續進行； ③不能用CaCO3粉末或Na2CO3代替大理石，反應太快，不易收集。 【過渡】如何設計實驗室里制取二氧化碳的裝置？ 分組交流討論，可能舉出下列實例：動植物呼吸、木炭、石蠟等在氧氣中燃燒等。 分析各反應制取二氧化碳的優缺點。 閱讀資料，提取信息。 回答能或不能。 觀察實驗現象并填寫表格。 思考并回答問題。 傾聽并記憶，同時修正自己的觀點。 傾聽并記憶。 通過提問，幫助學生回憶舊知識，從而引出新知識。 培養學生進一步思考問題的能力。 培養學生的閱讀能力和提取信息的能力。 通過演示這四個實驗讓學生觀察，既培養了學生動腦的習慣，又培養了學生科學探究的能力，激起學生學習興趣。 通過兩個設問，幫助學生梳理確定實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理時，需要考慮的因素。 通過講述幫助學生記憶實驗室制取二氧化碳的試劑和反應原理，并說明需要注意的幾個關鍵點。
二、實驗室里制取二氧化碳的裝置 【講解】 確定氣體發生裝置的依據 從實驗窒制取氣體的原理出發，根據反應物的狀態（如固體與固體、固體與液體、液體與液體等)、反應條件（如是否需要加熱、使用催化劑等）來確定氣體發生裝置。 【合作探究】完成下表。 【總結】 【講解】 確定氣體收集裝置的依據 根據氣體的性質選擇氣體收集萬法（排空氣法或排水法），確定氣體收集裝置。 【合作探究】完成下表。 【總結】 【合作探究】 連接儀器，設計裝置 設計制取二氧化碳的裝置時可供選擇的儀器如下，同學之間互相討論和交流，分析各自設計的裝置的優缺點，選擇一套你認為最佳的裝置。 【組織活動】請同學們根據桌面上的儀器參考下面實驗裝置和實驗步驟分組制取二氧化碳氣體。 【展示】展示實驗裝置、步驟。 【講解】制取過程，需要注意： 1.長頸漏斗應伸入液面以下，起液封作用，防止氣體從漏斗口逸出。 2.伸入集氣瓶中的導氣管口應位于集氣瓶底部。 3.不能用排水法收集，因為二氧化碳可溶于水。 4.收集滿的集氣瓶，蓋好玻璃片正放在桌面上。 【提示】 1.實驗中注意安全。 2.小組組員之間要合理分工。 3.注意節約藥品，不要浪費。 【提問】請根據二氧化碳的性質討論： 問題1.怎樣檢驗生成的氣體是二氧化碳？ 問題2.用集氣瓶收集二氧化碳時，怎樣證明集氣瓶中已充滿了二氧化碳？ 【總結】 問題1.將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則該氣體是CO2。 問題2.將燃著的木條置于集氣瓶口附近，若木條熄滅，則證明CO2已收集滿。 【指導閱讀】請同學們閱讀課本P148頁方法導引，總結實驗室里制取氣體的一般思路和方法。 【總結】實驗室里制取氣體的一般思路和方法 傾聽并記憶。 分組交流、討論，并填表。 傾聽、并修正自己的觀點。 傾聽并記憶。 分組交流、討論，并填表。 傾聽、并修正自己的觀點。 學生設計裝置，同學之間互相討論和交流。 學生分組進行實驗。 傾聽，并記憶。 思考討論，并回答。 傾聽，并記憶。 閱讀課本，提取信息。 講解確定氣體發生裝置的依據。 通過填表，讓學生了解如何確定二氧化碳、氧氣的發生裝置。 講解確定氣體收集裝置的依據。 通過填表，讓學生了解如何確定二氧化碳、氧氣的收集裝置。 通過開放性的設計實驗，以及互相討論和交流，激發學生參與問題探究的積極性。 運用動手實驗，培養學生實驗探究能力，激發學生參與問題探究的積極性。 通過兩個問題，讓學生學會利用二氧化碳的性質檢驗、驗滿二氧化碳，同時初步學習二氧化碳的檢驗、驗滿等操作。 培養學生閱讀能力，提取關鍵信息能力。
環節三 拓展延伸 【展示】展示二氧化碳的工業制法。 觀看并記憶。 通過分析古詩，幫助學生認識二氧化碳的工業制法，拓展學生的知識面。
隨堂作業 PPT展示。 做題。 通過習題鞏固本節所學知識。
環節四 課堂小結 展示PPT第29頁。 傾聽并理解。 幫助學生梳理本節知識，便于學生記憶。
五、板書設計
課題3 二氧化碳的實驗室制取
第1課時
一、制取原理
試劑：稀鹽酸與石灰石（或大理石）
原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O
二、制取裝置
發生裝置：固液常溫型
收集裝置：向上排空氣法
三、二氧化碳的檢驗、驗滿
檢驗：將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則該氣體是CO2
驗滿：將燃著的木條置于集氣瓶口附近，若木條熄滅，則證明CO2已收集滿
5 / 5(共30張PPT)
—— 第六單元 碳和碳的氧化物 ——
課題3 二氧化碳的實驗室制取
第1課時
1.通過探究活動了解實驗室制取二氧化碳的反應原理和制取裝置。
2.初步學習二氧化碳的制取、檢驗、驗滿等操作。
3.了解實驗室制取氣體的一般思路與方法。
學習目標
重點
難點
高錳酸鉀(KMnO4)分解制取氧氣：
其他制取方法：
過氧化氫制取氧氣
二氧化碳是植物光合作用的主要原料，除此之外，二氧化碳還被廣泛應用于工業、農業、生活中的很多方面。
用于滅火
做氣體肥料
實驗室里如何制取二氧化碳呢？
聯系所學知識和生活常識，列舉你知道能生成二氧化碳的反應。
01
碳/一氧化碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳
02
木炭/一氧化碳還原氧化銅，生成銅和二氧化碳
C + O2 CO2
點燃
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高溫
03
蠟燭燃燒會生成二氧化碳
蠟燭+氧氣 二氧化碳+水
點燃
04
生物體的呼吸會產生二氧化碳
氣體不純
條件要求高；
氣體不純
氣體不純
氣體不純
說一說這些反應是否適合實驗室制取二氧化碳？為什么？
思考討論
2CO + O2 2CO2
點燃
CO + CuO Cu + CO2
△
含碳酸根離子的化合物（如Na CO3、CaCO3）能與稀鹽酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）在常溫下反應生成CO2氣體。
資料信息
NaCl、CaCl2易溶于水、CaSO4微溶于水
反應原理
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
請同學們閱讀資料信息。
上述四個反應都能用來制取二氧化碳嗎？
提示：碳酸很不穩定，容易分解生成二氧化碳和水。
H2CO3 CO2↑ + H2O
觀察實驗，寫出實驗現象。
演示實驗
實驗內容 現象
碳酸鈉和稀鹽酸反應
碳酸鈉和稀硫酸反應
石灰石和稀鹽酸反應
石灰石和稀硫酸反應
大量氣泡，反應很快
大量氣泡，反應很快
大量氣泡，反應速率適中
少量氣泡，反應一會停止
實驗記錄
石灰石和稀鹽酸。
實驗室制取二氧化碳，可選擇的最佳試劑組合是？理由是什么？
確定實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理時，需要考慮哪些因素？
請思考
以下問題
問題1
問題2
反應是否易于操作
原料是否易得
生成的氣體是否易于收集
反應條件是否易于達到
思考討論
理由：較易反應、反應速度適中、生成的氣體純凈、易于收集、操作簡便、原料廉價易得等。
……
試劑：稀鹽酸與石灰石（或大理石）
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2↑ + H2O
原理：
實驗室里制取二氧化碳的化學反應原理
主要成分都是碳酸鈣。
① 不能用濃鹽酸，易揮發，使制得氣體不純；
② 不能用稀硫酸，生成的CaSO4會覆蓋在石灰石（或大理石）表
面，阻止反應繼續進行；
③ 不能用CaCO3粉末或Na2CO3代替大理石，反應太快，不易收集。
注意
如何設計實驗室里制取二氧化碳的裝置？
合作探究
實驗室里制取二氧化碳的裝置
確定氣體發生裝置的依據
發生裝置
反應物的狀態
反應條件
是否需要加熱、使用催化劑等
固體與固體反應
固體與液體反應
液體與液體反應
……
合作探究
實驗室里制取二氧化碳的裝置
確定氣體發生裝置的依據
固固加熱型 固液常溫型
氣體 制取原理 反應物的狀態 反應條件 發生裝置
類型
二氧化碳 稀鹽酸與石灰石 （或大理石）反應
氧氣 高錳酸鉀分解
過氧化氫分解
石灰石為固體
稀鹽酸為液體
常溫
加熱
固體
實驗室里制取二氧化碳的裝置
MnO2作催化劑
液體
固液常溫型
固固加熱型
固液常溫型
成果展示
確定氣體發生裝置的依據
合作探究
實驗室里制取二氧化碳的裝置
確定氣體收集裝置的依據
收集裝置
氣體的密度
氣體的溶解性
密度比空氣的大
密度比空氣的小
向上排空氣法
向下排空氣法
難溶或微溶于水，且不與水反應
排水法
不與空氣發生反應
密度與空氣相差較大
合作探究
實驗室里制取二氧化碳的裝置
確定氣體收集裝置的依據
向上排空氣法 向下排空氣法 排水法
氣體 氣體的密度與空氣的比較 （大或小） 是否溶于水， 是否與水反應 收集方法
二氧化碳
氧氣
易溶于水，且與水反應
難溶于水，且不與水反應
實驗室里制取二氧化碳的裝置
向上排空氣法
向上排空氣法
成果展示
確定氣體收集裝置的依據
大
大
排水法
實驗室里制取二氧化碳的裝置
連接儀器，設計裝置
合作探究
設計制取二氧化碳的裝置時可供選擇的儀器如下，同學之間互相討論和交流，分析各自設計的裝置的優缺點，選擇一套你認為最佳的裝置。
合作探究
分組利用手中的儀器制取并收集二氧化碳氣體。
實驗步驟：
查
連接裝置，并檢查裝置的氣密性。
裝
從錐形瓶口裝入石灰石（或大理石）。
加
從長頸漏斗中加入稀鹽酸。
實驗裝置：
收
用向上排空氣法收集氣體。
注意事項：
方法導引
長頸漏斗應伸入液面以下，起液封作用，防止氣體從漏斗口逸出。
1
伸入集氣瓶中的導氣管口應位于集氣瓶底部。
2
收集滿的集氣瓶，蓋好玻璃片正放在桌面上。
4
不能用排水法收集，因為二氧化碳可溶于水。
3
溫
馨
提
示
1.實驗中注意安全。
2.小組組員之間要合理分工。
3.注意節約藥品，不要浪費。
思考討論
怎樣檢驗生成的氣體是二氧化碳？
將生成的氣體通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，則該氣體是CO2。
用集氣瓶收集二氧化碳時，怎樣證明集氣瓶中已充滿了二氧化碳？
將燃著的木條置于集氣瓶口附近，若木條熄滅，則證明CO2已收集滿。
請根據二氧化碳的性質討論：
問題1
問題2
檢驗二氧化碳的方法
證明是否集滿的方法
方法導引
確定反應原理
反應物
反應條件
發生裝置
收集裝置
實驗室里制取氣體的一般思路和方法
設計實驗裝置
驗證氣體
反應的速率大小
產生的氣體是否易于收集、是否純凈
實驗操作是否簡單、安全
實驗過程是否會產生污染
試劑的價格
……
拓
展
小
課
堂
千錘萬鑿出深山，
烈火焚燒若等閑。
粉骨碎身渾不怕，
要留清白在人間。
《石灰吟·于謙》
CaCO3 CaO + CO2↑
高溫
化學方程式：
二氧化碳的工業制法
C
1.下列反應常用于實驗室制取二氧化碳的是（ 　）
A．高溫煅燒石灰石
B．石灰石與稀硫酸反應
C．大理石與稀鹽酸反應
D．木炭在氧氣中燃燒
煅燒石灰石需要較高的溫度，實驗室難以達到；
石灰石與稀硫酸反應生成微溶的硫酸鈣，覆蓋在石灰石表面，會阻止反應進一步進行；
木炭燃燒產生的氣體不易收集，且容易引入其他雜質。
2.實驗室制取CO2有以下步驟：①連接好裝置；②向試管中加入幾小塊石灰石；③向試管中加入適量稀鹽酸；④檢查裝置氣密性；⑤收集產生的氣體；⑥用燃著的木條檢驗瓶中是否充滿CO2，以上操作按由先至后的順序排列，正確的是（ 　）
A．①②③④⑤⑥ B．①④②③⑤⑥
C．①③②④⑤⑥ D．③①②④⑤⑥
B
制取二氧化碳的操作步驟：連接儀器 檢查裝置氣密性
加入固體藥品 加入液體藥品 用向上排空氣法收集
用燃著的木條驗滿。
3.如圖，下列實驗不能達到目的的是（ 　）
A．能成功制取并收集二氧化碳
B．若試劑為足量澄清石灰水，則可檢驗二氧化碳
C．可用于收集二氧化碳，氣體應從a端進，b端出 D．可用于證明二氧化碳密度比空氣大，且能滅火
A
4.下列是初中化學實驗中，一些常用于制備和收集氣體的裝置。請按要求填空：
（1）圖中儀器X的名稱是 。
（2）裝置B可以用于實驗室制備二氧化碳氣體，請寫出該反應的化學方程式： ；用B裝置進行實驗操作時，液面高度至少應該在 （填“a”或“b”）處。
長頸漏斗
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
a
4.下列是初中化學實驗中，一些常用于制備和收集氣體的裝置。請按要求填空：
（3）如果用D裝置收集O2，驗滿時應將帶火星的木條放在 （填“④”或“⑤”）處。
（4）圖F是用“碎碎冰”軟塑料管自制的氣體發生裝置，利用該裝置來制取CO2氣體，藥品加入完畢后（藥品量如圖F），為了使反應發生，接下來的操作是 。
⑤
擠壓軟塑料管
課堂小結
通過本節課的學習，我們知道了：
試劑：稀鹽酸與石灰石（或大理石）
發生裝置：固液常溫型
課題3 二氧化碳的實驗室制取
第
1課
時
01
確定反應原理
02
03
驗證氣體
設計實驗裝置
收集裝置：向上排空氣法
檢驗：澄清石灰水
驗滿：燃著的木條
原理：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
再見

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