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二氧化碳制取教案


一、教学目标 1.知识与技能 (1)了解实验室制取二氧化碳的反应原理和方法,知道二氧化碳的检验和 验满方法; (2)能设计出实验室制取二氧化碳的简易装置,了解实验室制取气体的一 般思路。 2.过程与方法 (1)通过二氧化碳和氧气有关性质的比较,了解制备二氧化碳和氧气时, 其发生装置与收集装置的异同,初步确立实验室制取气体的一般思路和方法; (2)让学生在组装并使用自己设计的装置制

取气体的过程中,体验、反思 和完善实验设计,初步掌握基本实验技能,树立多角度、多层次观察和分析问题 的能力。 3.情感、态度与价值观 (1)增强学生对化学实验的好奇和探究欲,激发学习化学的兴趣; (2)培养学生善于合作、勤于思考、严谨、勇于创新、大胆实践的科学精 神。 二、教学重点难点 1.教学重点:采用活动与探究的方式研究实验室中制取二氧化碳的反应原 理、仪器装置,并利用设计的装置制取二氧化碳 2.教学难点:从实验室制取气体的一般思路出发,学习二氧化碳的实验室 制法 三、教具、学具准备 1.教具准备: ⑴ 多媒体教学系统及课件(Flash 制作); ⑵ “空瓶变瘪” 趣味实验用品: 空塑料瓶和盛满二氧化碳的塑料瓶各一只、 热水瓶、水槽; ⑶ 制取二氧化碳的装置两套(展示所用):锥形瓶、双孔塞、长颈漏斗、 导管、集气瓶、玻璃片;大试管、单孔塞、导管、集气瓶、玻璃片、铁架台;

⑷ 实物投影仪 2.学具准备: ⑴ “空瓶变瘪”趣味实验用品:空塑料瓶一只、盛有水的大烧杯一只; ⑵ 探究实验室制取二氧化碳原理的相关仪器:点滴板、胶头滴管、镊子、 药匙; ⑶ 设计方案所用:教材中备选仪器的复印图片(每张小纸片一种仪器,每 种仪器图 3~4 张以备在不同组合中使用)、双面胶、小剪刀; ⑷ 实验室制取(简易装置)及收集、检验、验满二氧化碳的相关仪器: 大试管、单孔塞、导管、集气瓶、玻璃片、铁架台、试管、火柴等; ⑸ 药品:石灰石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、澄清石灰水 四、教学过程教师活动 学生活动 教学意图
[复习提问] :我们已经学习过有关生成 CO2 的反应,有哪些呢?如: (1)C + O2
点燃 点燃

CO2

(2)2CO+O2

2CO2 (3)呼吸作用

教学 环节

教师活动 在引入新课时, 采用空瓶变瘪的实 验,既是为了激发兴趣,也是创设 情景,提出问题。

学生活动

设计 意图 既是为 了引课, 也是为 了让学 生对亲 自制取 一瓶二 氧化碳 产生迫 切需要, 在任务 驱动下, 为探究 二氧化 碳的制 法作好 铺垫。

引入 新课

具体实施过程:课前,教师准备了 一只空饮料瓶, 向其中倒入半瓶热 水后倒掉,然后迅速拧紧瓶盖,将 观察、思考 其浸入冷水中,瓶子马上变瘪了。 学生们感到惊奇,但是大家 很快明白了其中的道理,这 是因为封闭的塑料瓶内盛有 热空气,当它遇冷后体积缩 小,瓶内气压减小,在外界 大气压的作用下,软塑料瓶 自然就变瘪了。

然后教师又拿出一只事先收集满 二氧化碳的饮料瓶,对同学们说: “刚才我用热水做的这个实验, 现 在改用冷水,看看能否成功。”当 教师向瓶中注入约 1/3 体积的水 后,立即拧紧瓶盖,用力振荡,发 现瓶子也慢慢变瘪了。 这时学生们

有点迷惑了,教师趁机鼓动: “大 家想不想亲手做一下, 在每组仪器 用品中,都有一只塑料瓶,大家试 验一下吧!”

这时,教师说: “其实老师的瓶子 和大家的不一样, 我的瓶子里面装 有一种‘神秘’的气体,而大家的 瓶子里面只是空气。 我瓶子里的气 体,一遇见水呀,就哧溜溜钻进去 很多――能溶于水, 所以密封的瓶 子里面气压也会减小, 当然就会变 学生们模仿教师的实验后, 瘪了。”教师接着发问:“大家能 感到很失望,因为他们的瓶 猜一下这是什么气体吗?” 子都没有变瘪 。

由于大部分学生已经预习 过, 很快大家就回答说: “二 氧化碳”。也有同学回答是 氧气或氮气的,但马上被其 “大家知道我是怎样将饮料瓶中 他同学否定了,在前面学过 装满二氧化碳的吗?你们想不想 将自己的瓶中也装满二氧化碳, 重 这两种气体都是难溶于水 的。 复一下老师刚才的实验?”

此时,学生们跃跃欲试,急 切地想知道怎样才能让自己 的瓶子里装满二氧化碳。

提出 问题

提问: 如何才能得到一瓶纯净的二 小组活动,组内讨论、交流, 在已有 氧化碳呢? 一小组代表回答,其他小组 知识经 补充或抢答。 验的基 础上,使 学生初

课件投影如下内容: 列举你所知 道的能生成二氧化碳的反应, 能写 出化学方程式的写出化学方程式。 鼓励学生利用“头脑风暴”法,搜 索尽可能多的反应。

在备课时考虑到学生的可能答案 有:碳在氧气或空气中燃烧;一氧 化碳在空气或氧气中燃烧; 蜡烛燃 烧;碳酸钠与稀盐酸的反应(《质 量守恒定律》中有该实验)、石灰 石或大理石与稀盐酸反应 (某些学 生已预习,下同);一氧化碳还原 氧化铜;??

步学会 综合分 析问题、 理论联 系实际, 寻找出 可能适 合的反 应药品。

在课件中事先将这些隐藏在表格 中,根据学生的回答一一点出,投 放在大屏幕上。

提问: 哪些反应能方便快捷地得到 较纯净的二氧化碳呢?

师生讨论结果:碳酸钠与稀盐酸 的反应、 碳酸钙与稀盐酸的反应能 制得较纯净的二氧化碳。 但它们的 反应速度如何、 气体是否易于收集 呢?让我们通过实验进行探究。

小组讨论在实验室条件下是 否可行,从反应条件、药品 来源、操作是否简便、气体 是否便于收集等方面综合考 虑。有些反应制得的二氧化 碳不纯,有些反应条件要求 过高,有些操作不简便,有 些难于收集等, 被同学们一 一否决。

探究 实验

石灰石与稀盐酸、石灰石与稀硫

分组在点滴板上完成上述实

对于含

酸、碳酸钠与稀盐酸、碳酸钠与稀 验,并得出结论:碳酸钠无 硫酸的反应, 哪个更适合在实验室 论与哪种酸反应, 速度很快, 里制取二氧化碳。 不易收集;石灰石与稀硫酸 的反应开始时有气泡产生 , 但随之气泡越来越少,慢慢 停止了反应;只有石灰石与 稀盐酸的反应速度适中,反 应在持续进行,收集起来也 很方便。

师生讨论后,得出结论:在实验室 里制取二氧化碳的最佳药品是石 灰石和稀盐酸

师(播放课件):实验室制取二氧 化碳的反应原理及相应的化学方 程式
反应原理: CaCO3+2HCl =CaCl2+H2CO3 H2CO3==CO2↑+H2O 总反应方程式: CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

碳酸根 的化合 物与酸 产生二 氧化碳 的反应, 引导学 生关注 其反应 物状态、 反应条 件、反应 速度等, 从而通 过实验 确定实 验室制 取二氧 化碳的 反应原 理和最 适合药 品。

设 计 方 案

⑴ 温 故 知 新

组织讨论选用什么样的制取和收 集装置,播放课件“氧气的实验室 制法”中列表:反应原理、所需药 品、仪器装置、收集方法、验满方 法、检验方法等。

推导出二氧化碳的实验室制 法与实验室中用双氧水与二 氧化锰制氧气有共同点,都 是“固+液→气,且反应不 需要加热”。因此制取二氧 化碳可以用与之相同或相似 联系对 的装置,而不能用高锰酸钾 比,温故 或氯酸钾加热分解制取氧气 引导学生复习回顾第二单元 《氧气 的装置。同时还需要讨论收 知新。 的制取》 集方法,通过与氧气对比, 再联系二氧化碳的物理性 质, 学生们很快就得出结论: 二氧化碳只能用向上排空气 法收集。

从教材第 111 页备选仪器图中选 取合适的仪器, 设计并组装制取二 氧化碳的装置。 之所以 提供纸 片让学 师: 让我们玩一个 “拼图游戏” ―― 生粘贴 用印有仪器图的小纸片尽可能多 模拟,而 地拼接、 粘贴成几套制取并收集二 未用实 氧化碳的装置, 也可以另选仪器或 物仪器 代用品手绘设计图, 比比看哪个小 让学生 组设计得最快、最多、最好。 组装,主 要是考 播放课件,拖曳仪器图,演示组装 虑这本 过程,评价、鼓励各小组成功之处 身属于 并纠正学生装置图中的错误, 特别 将组装起的成套装置用双面 设计实 是向上排空气法收集气体时导管 胶粘贴在白纸上,在实物投 验,类似 应伸入集气瓶底部, 这一点在装置 影上展示,不同组之间互相 于建筑 图中就不被很多学生所注意。 交流、补充完善。 中的图 纸,再者 如果将 所有备 选仪器 都提供 出来,一 则受实 验室条 师生讨论之后,共同评选出了最优化装置(锥形瓶、双孔塞配长 件限制 颈漏斗)和最简单装置(大试管、单孔塞)各一套。 (某些 仪器数 量不 足),二 则学生 的课桌 上也无 法摆放 那么多 的仪器, 故而采 用纸片 模拟法。

⑵ 设 计 方 案

最优化装置

最简单装置(铁架台未画出)

播放课件,组织讨论列表 交流 提升 “二氧化碳的实验室制法”

动手 实践

指导学生完成实验室制取二氧化 碳的操作

相关问 题与“温 故知新” 中氧气 讨论二氧化碳制取中的如下 制法一 问题:反应原理、所需药品、 致,使学 仪器装置、收集方法、验满 生在这 方法、检验方法等,以提升 种形式 对二氧化碳实验室制法的认 对称、问 识,使之更加全面、系统。 题相似 的表格 中进行 联系对 比、梳理 整合,更 易于建 构自己 的知识 体系,做 到交流 提升。 前期讨 论的诸 如反应 原理、药 品选用、 仪器装 置及收 集方法 等都像 “纸上 谈兵”, 学生小组合作: 用最简单的 是为动 装置制取并收集一瓶二氧化 手实验, 碳,练习验满和检验方法, 真正在 然后用软空塑料瓶收集一瓶 实验室 二氧化碳并倒入约 1/3 体积 里制取 水,重复课前“空瓶变瘪” 并收集 二氧化 实验。 碳打下 基础。另

外,让学 生重做 “空瓶 变瘪”实 验,也算 是做到 了首尾 呼应。 完 成 实 验 后, 完成有 关知识 课 与方法 件 的训练, 中投影展示如下题目: 对实验 室制取 气体的 ⑴ 实验室常用固体亚硫酸钠和稀硫酸反应来制取 SO2 气体,已 一般方 知 SO2 是无色有毒的气体,密度比空气大,能溶于水。则实验室 法和思 制取 SO2 气体的发生装置应选用_____,收集装置应选用_____。 路进行 合理演 绎,提高 学生的 ⑵ 实验室用无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物加热制取甲烷。 迁移应 甲烷的密度比空气小,难溶于水。则实验室制取甲烷气体的发生 用能力, 装置应选用_____,收集装置应选用_____。 并对学 生进行 达标测 试。 (已知空气的平均相对分子质量为 29, 各元素的相对原子质量为 H: 1 C:12 O :16 S: 32 )

迁移 应用

【课堂练习】 :见课后习题, 学生课堂小结: [本课题小结]: 展示整堂板书,强调: 1、了解实验室制取 CO2 的原理。 2.学会 CO2 制取方法、收集及装置设计。 学生归纳、作笔记 对重点内容小结,突出重点、 关键点 [达标测评]P143、3 题(填在书上投影)

学生填写、板演 检查达标情况及时纠正错误 [思维拓展]:就地取材,选用你家里现有的东西(墨水瓶、塑料小瓶、圆珠笔芯等) 制作 一套制取二氧化碳的装置。参加班级的展览,并在老师指导下实验。

【板书设计】 课题 2 二氧化碳制取的研究 实验室制取 CO2 药品:大理石(或石灰石)和稀盐酸 一、反应原理: CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + CO2↑+ H2O 二、装置的设计 1、装置设计思路: 气体发生装置:由反应条件和反应物状态决定; 气体收集装置:由气体溶解性和气体密度决定。 2、操作步骤 检查气密性→加药品→收集 三、收集方法:向上排气法(因为二氧化碳的密度比空气的大) 四、怎样检验 CO2 已收满? 用一根燃着的木条放在集气瓶口,如果看到木条熄灭,说明已满。 检验 CO2 方法:向集气瓶中倒入少量澄清的石灰水,如果石灰水变浑浊,该气体 就是二氧化碳。
[投影]:气体发生装置:由反应条件和反应物状态决定发生装置 → 发应物的状态 → 发应条件 → 向上排空气法 → 收集装置→ 排空气法 向下排空气法 排水法 【教后小记】创设问题情境引入实验室制取二氧化碳的药品、原理;通过对氧气实验室制取 引导学生了解实验室制取气体装置的设计思路, 然后让学生对提供的仪器进行选择组装一套 制取二氧化碳的装置,再分组交流讨论,比较各自装置的优缺点,从中确定一套最佳装置制 取二氧化碳, 最后找几名学生回答制取二氧化碳的操作要点, 并收集验满和检验二氧化碳气 体。教学中,要充分发挥学生的主体作用,鼓 励学生勇于创新,大胆实践,尽可能设计出 多套装置。精心设计练习,对课堂上可能反馈的信息作好充分预测,发现问题及时调控。


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