课题2二氧化碳制取的研究.docx
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课题2二氧化碳制取的研究
课题2二氧化碳制取的研究
第一课时
教学目标
知识与技能
1.能根据化学反应原理选择反应装置，根据二氧化碳的性质选择收集装置，形成初步的化学实验基本技能
2.根据不同的需要改进反应装置
过程与方法
1.从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升设计气体装置的思维水平2.在比较、评价反应装置中，提高分析问题、解决问题的能力
情感、态度与价值观
1.体验科学探究的过程，从探究获得成功的喜悦。
2.增强合作意识，养成科学素养
教材分析
本课是新教材《化学》九年级人教版上册第六单元课题2的教学内容。
作为新教材《二氧化碳制取的研究》，安排在学生学习了碳的单质和化学性质之后，有由浅入深的作用。
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。
它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法及实验改进等思路的最佳素材。
上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
学情分析
学生已有了实验室制取氧气的知识基础和相应的实验操作技能，对于气体制备应考虑的几个主要问题如反应原理、实验装置、气体收集等也比较熟悉，应该说，学生已具备了研究如何制取二氧化碳的先决技能。
通过活动和探究的方式来研究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳这一教学目标是能够达成的。
重点
探究实验室中制取CO2的装置，并制取CO2
难点
通过二氧化碳的制取过程，总结实验室制取气体的一般思路。
教学方法
计算机多媒体辅助教学、实验探究法
教学准备
教学准备：
仪器：
注射器、锥形瓶、平底烧瓶、大试管、集气瓶、长颈漏斗、（带导管的）双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、水槽、酒精灯、药匙、破底试管，铜丝，带孔小药瓶、分液漏斗。
药品：
碳酸钠、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木条。
教学课时
2课时（第一课时主要讲解原理，第二课时制取二氧化碳气体）
教师（学生）活动
设计意图
[提问]：
1、实验室制取氧气的反应原理和装置是怎样的？
2、如何收集氧气和验满？
收集氧气时利用了氧气的什么性质？
[学生]：
学生代表板书：
制取氧气的反应原理，并组装装置，然后说出自己的依据。
[提问]：
实验室制取气体的一般思路是什么？
[学生回答]（根据学生的回答进行纠错和小结）。
（选择原料——设计装置——收集验满——反思改进）
从学生熟识的知识入手，营造和谐、轻松的学习气氛。
让学生在巩固旧知的基础上分析、推理、引发出实验室制取气体的一般设计思路。
达到轻松突破难点的学习效果。
[导入]:
我们知道了如何制取O2，那么怎样制取CO2呢？
（揭开本节课的探究主题：
二氧化碳制取的研究）
[板书]：
一、反应原理和原料的选择
[提问]我们学过能生成二氧化碳的化学反应有哪几种？
（生派代表板书化学方程式：
）
[学生]分析：
这些反应能否用于在实验室中制取二氧化碳？
简要说明理由。
[学生]分组探究活动：
完成相关实验，填写实验报告：
实验现象
是否适合于实验室制取二氧化碳气体
实验1
碳酸钠和稀盐酸的反应
实验2
石灰石和稀硫酸的反应
实验3
石灰石和稀盐酸的反应
比较这三个实验，分析哪个比较适合于实验室制取二氧化碳气体？
为什么？
[小结]：
气体的制备，首先要根据所制气体选择一个正确有效的反应和所用原料，并考虑反应是否容易控制、速率是否适中，生成气体是否纯净，条件是否容易满足、原料是否容易获得且价格是否低廉，原料和产物是否有毒有害等。
所以稀盐酸和块状石灰石（大理石）是实验室制取二氧化碳的理想药品，反应原理是：
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
[练习]：
完成练习2
[板书]：
二、实验装置的选择
[过渡]：
我们已知道了实验室制取二氧化碳的药品和原理，那么实验室该用何种装置来制取二氧化碳气体呢？
[学生]：
根据实验室制取O2的两套发生装置，讨论下列几个问题：
1、实验室制取气体的装置由哪几个部分组成？
2、确定气体发生装置时应考虑哪些因素？
3、收集气体一般由哪几种方法？
确定气体收集装置时应考虑哪些因素？
[学生]完成练习3：
二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较
[教师]：
解答疑难，引导学生通过对比找出实验室制取二氧化碳和氧气的异同，从而确定实验室制取二氧化碳的装置。
[板书]：
三、二氧化碳的收集和验满
[学生]分析小结：
气体收集可根据气体的溶解性及密度确定。
二氧化碳可溶于水，不能用排水法；密度比空气大，用向上排空气法。
[提问]：
用向上排空气法收集二氧化碳时，如何验满？
[小结]引导学生小结：
实验室制取气体的一般思路和方法。
[教师]：
演示实验二氧化碳的制取
试管里什么现象产生？
如何验证产生的气体是CO2呢？
通过这样简易的装置我们就可以制取出CO2气体，
这个最简易的装置有什么不足之处吗？
[学生]分析小结不足之处：
1.不能及时补充酸液
2.只能制取少量的气体
3.反应不能随意控制
[提问]：
如何改进不足之处呢？
为什么要这样改进呢？
[激励]相信你能当一个小设计师，根据实验室制取二氧化碳的化学反应原理设计出满足不同需求的装置.
[投影]多种仪器
[学生]将学生分成若干小组，组织小组合作，分别设计装配制二氧化碳的装置并画出草图。
[展示]展示每个小组设计的方案，并让学生根据自己的方案连接装置，然后小组间交流各自的方案，互相评价与反思。
激发兴趣，进行“具体问题具体分析”的辩证唯物主义观的教育
让学生通过操作，更直观地理解实验室制取CO2应选择的理想药品。
初步认识实验室制取气体时理想药品的选择依据。
当堂训练，及时反馈，检测学生掌握及运用知识解决问题的能力。
通过知识的类比，让学生既巩固了旧知识，又获取了新的知识和技能，让自己的思维再次得到升华。
使学生对本知识点有一个完整、系统的认识。
学生通过思索，分析，得出结论，使学生初步感受实验探究的方法。
先画出装置草图，再让学生大胆地进行实践，从而减轻学生思想上的负担，专心投入学习。
加强同伴间的合作、交流与表达
谈收获理新知1、本课题研究什么内容？
2、有哪些收获？
3、从这些知识中你想到了什么？
4、运用这些知识你想做点什么？
澄清学生学习过程中的模糊点、疏漏点。
[作业]1、小发明：
就地取材，选用你家中现有的物品（墨水瓶、塑料瓶、圆珠笔芯等），自制一套制取CO2的装置，参加班级展览、讨论，并在老师的指导下进行试验。
2、社会实践：
通过社会调查或查阅资料，了解工业制取CO2的原理和方法。
培养学生精益求精、勇攀高峰的科学品质；强化收集、整理、处理信息的能力。
【板书设计】
课题2二氧化碳制取的研究
一、反应原理和原料的选择：
原料：
石灰石（大理石）（块状）、稀盐酸
原理：
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
二、实验装置的选择：
固体+液体（不加热）
三、二氧化碳的收集和验满：
收集：
向上排空气法，验满：
用燃着的木条放在瓶口验满
随堂练习：
1、完成相关实验，填写实验报告：
实验现象
是否适合于实验室制取二氧化碳气体
实验1
碳酸钠和稀盐酸的反应
实验2
石灰石和稀硫酸的反应
实验3
石灰石和稀盐酸的反应
比较这三个实验，分析哪个比较适合于实验室制取二氧化碳气体？
为什么？
2、
（1）以下反应均可以放出氢气，其中适合在实验室中制取氢气的是（）
A．电解水生成氢气B．高温和有催化剂条件下，由甲烷分解制氢气
C．常温下金属和酸反应制氢气D．水蒸汽通过炽热的焦炭生成氢气和一氧化碳
（2）在实验室制氢气时，若用金属和酸反应，则回答下列问题：
下面是几种金属和相同浓度稀硫酸反应的有关资料：
金属
价格（元/g）
实验取用量
现象
反应所用时间
Mg
0.42
10g
产生气泡，非常剧烈
11秒
Zn
0.05
10g
产生气泡，较剧烈
120秒
Fe
0.01
10g
产生气泡，不剧烈
>600秒
根据以上资料，请选择适合实验室制取氢气的金属并说明理由：
我选择金属，理由是。
3、二氧化碳和氧气制取实验及相关性质的比较
反应物的状态
反应条件
气体密度（比空气大或小）
是否与水反应
氧气
（加热高锰酸钾）
二氧化碳
4、下图是制取气体的发生装置和收集装置。
（用字母填空）
ABCDE
（1）实验室制取CO2的发生装置是，收集装置是。
（2）已知实验室常用稀硫酸溶液和金属锌反应制取氢气。
氢气是最轻的气体，难溶于水，燃烧放热多，燃烧产物无污染，是最理想的燃料。
根据所学的知识判断，实验室制取氢气的发生装置是，收集装置是。
（3）已知氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度小于空气，极易溶于水。
实验室常用碱石灰和硫酸按两种固体混合加热的方法制取氨气。
根据所学的知识判断，实验室制取氨气的发生装置是，收集装置是。
[知识拓展]（以下内容用多媒体演示，只要求学生了解）
1、化学实验设计时应遵循的原则是：
①科学性原则，原理正确，流程合理；
②安全性原则，保护人身、保护环境、保护仪器；
③可行性原则，条件允许，效果明显，便于操作；
④简约性原则，步骤少，时间短、效果好。
化学实验设计的基本思路是：
列出可能的几种实验方法和途径，从方法是否可行、装置和操作是否简单、经济与安全以及实验条件是否容易满足等方面进行分析和比较，从中选择出最佳的实验方案。
2、设计实验时还要考虑以下因素：
①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；
②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（气体点燃先验纯等）；
③防氧化（白磷切割宜在水中进行等）；
④防吸水（如实验中取用、制取易吸水、潮解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的）；
⑤仪器装配和拆卸的科学性与安全性（也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑）；
其他（如实验操作顺序、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等）。
3、实验室制取气体的装置的设计和选用
我们通常是根据所选用原料的状态和反应条件、生成物的性质和对所制气体的具体要求来确定实验装置的。
一般来说，完整的气体制备装置包括四部分（如下图）：
÷
设计实验装置时可以按照具体的要求予以取舍，如所制气体不要求纯净，则气体净化装置可以不作考虑；若所制气体为无毒、无害气体，则尾气不必处理，要求设计时要熟悉常用的一些装置，注意它们适用范围，将它们合理的进行搭配并根据考题的具体要求进行设计
二氧化碳制取研究
第二课时
教 师 活 动
学 生活动
教学设计意图
同学们上节课我们着重从装置的选择与设计方面探讨了实验室制取气体，今天我们接着讨论上节课留下的问题。
【对学生的设计给予充分的肯定】
【积极展示自己课后和同学们的交流结果】
把一个比较困难的知识变成培养学生兴趣和能力的契机，给学生一个展示自我的平台。
事实上实验室制备气体除了要考虑我们前面讨论的问题还要考虑反应原理的选择（药品，条件）；速度、价格等问题。
【演示试验】：
用嘴吹浓盐酸和稀盐酸
展示稀硫酸和石灰石反应的现象并讲解反应方程式。
展示碳酸钠和稀盐酸的反应
讲解
【练习】（学生用资料问题6、7）
【总结】
请同学们预习课题3得二氧化碳性质，下节课实验。
【观察，思考，与教师一起得出一些结论】
【积极思考】
【总结】
让学生发现浓盐酸的挥发性，并埋下区分浓盐酸和稀盐酸的伏笔。
对学生思维进行能力培养
对学生所学知识进行巩固。
【通过总结让学生得知识系统化和完整化】
把制取气体和性质实验整合在一个课题中作分组实验既复习旧知又可以起到预习新课题得目的。
【板书设计】
一实验室制备气体的一般思路
1发生装置的选择 2 收集装置的选择 3气体的检验
二实验室制备二氧化碳
原理：
CaCO3+2HCl（稀）＝CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置：
（改进装置）：
收集装置：
向上排空法
验证：
导入石灰水，浑浊为二氧化碳
验满：
燃着的木条放在集气瓶口，熄灭为满
石灰水玻璃片，放在瓶口，浑浊为满
三其他因素的考虑
1．浓盐酸易挥发，使制得的气体不纯，这样的气体混合物不能使石灰水浑浊
2．产物覆盖在反应物的表面，阻止反应的进行CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑
3．反应速度太快，不易控制Na2CO3+2HCl（稀）＝2NaCl+H2O+CO2↑
4．条件不易得到CaCO3
CaO+CO2↑
5．装置是否简单易操作
6．价格，资源，环保问题
7．产生的气体要纯净，易收集。
[附学生用表格]
问题:
1．通过复习你觉得可以根据哪些条件可以选择发生装置?
2．通过复习你觉得可以根据哪些条件选择收集装置?
3．根据以下信息完成二氧化碳制取的相关表格
实验室制取二氧化碳常用大理石或石灰石（主要成分为CaCO3）和稀盐酸反应生成氯化钙,水和二氧化碳来制取.二氧化碳能溶于水且能与水反应生成碳酸（H2CO3）
4．在使用装置B,C时怎样检查装置的气密性?
装药品的顺序是怎样的?
酸液应该加到什么位置?
（理由?
）
5．些其它试验装置?
能否用生活中的某些用品代替实验用品来做实验?
6．老师拿了两瓶无标签的试剂，分别使固体和液体，取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体，我们对气体开展了一系列探究；
8．
（1）①此气体是什么物质？
验证它的实验方案：
猜想
实验步骤
现象和结论
此气体可能是
产生此气体的化学方程式可能是 。
②我想制取该气体，采用下图中的发生装置 （填序号），收集装置 。
A B C D E
③若用右图收集该气体。
气体由 端（填“a”或“b”）导入。
（2）我猜想此无色气体可能是另一种气体，可能产生的化学方程式为 。
7．某同学分别用1g铁屑，锌粒，镁片与足量的某酸反应制取氢气，完全反应所需时间与当地价格见下表：
物 质
所需时间
价格
铁
约1390s
100g/10元
锌
约50s
500g/20元
镁
约20s
25g/10.8元
认为实验中一般不选用铁屑与酸反应的原因是 。
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