課題2 二氧化碳制取教案 李翠萍一、教學目標【知識與技能】(1)了解實驗室制取二氧化碳的反應原理，探究實驗室制取二氧化碳的裝置，并利用設計的裝置制取二氧化碳。(2)了解實驗室制取氣體的方法和設計思路。【過程與方法】通過實驗室里制取氧氣的方法和設計思路，探索實驗室制取二氧化碳的藥品和實驗裝置，讓學生初步學習科學探究的基本過程（提出假設，實驗探究，獲得結論）和方法，體驗化學實驗的方法的科學性；能進行初步的科學探究活動。【情感態度與價值觀】通過實驗、問題討論，培養學生求實、創新、合作的科學品質。通過師生間、學生間合作學習，研究性學習，體驗探究成功的樂趣，激發學生探究欲。二、教學重點、難點【教學重點】探究實驗室制取二氧化碳的藥品、反應原理和實驗裝置的選擇，并利用設計裝置制取二氧化碳。【教學難點】實驗室制取氣體的實驗設計的合理性、科學性。 三、教學方法 多媒體教學法、實驗探究法四、教學用品多媒體；實驗儀器和藥品（試管；錐形瓶；帶導管的橡皮塞；集氣瓶；大理石；稀鹽酸；碳酸鈉；澄清的石灰水等）。五、教學過程1.新課導入：打開雪碧、可樂、啤酒等飲料的封口，我們會發現大量的氣泡，這些氣泡是什么氣體的氣泡？（二氧化碳的氣泡）怎樣驗證呢？（將氣體通入澄清的石灰水）。在實驗室里，二氧化碳氣體究竟是怎樣制取的呢？本節課我們將一起來研究。2.知識回顧。在第二單元，我們曾研究過實驗室制取氧氣的方法，請同學們觀看大屏幕，回憶相關知識。（1）學生回顧（實驗室用高錳酸鉀或過氧化氫溶液來制取氧氣，其反應原理分別是）表1：實驗室制取氧氣的知識回顧藥 品KMnO4MnO2H2O2溶液和MnO2反應原理2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O22H2O2=2H2O+O2反應物狀態固體固體、液體反應條件加熱不需加熱發生裝置AB收集裝置C或D驗證方法用帶火星的木條伸進瓶內，木條復燃，則該氣體是氧氣。驗滿方法用帶火星的木條放在瓶口，木條復燃，則證明已滿。圖1：供選擇的實驗裝置（2）教師總結：由剛才的知識回顧，我們可以得出，反應原理、制取裝置、驗證驗滿方法，是研究實驗室制取氣體的主要內容，具體的研究思路是，確定制備氣體的反應原理，也就是確定反應物及反應的化學方程式確定氣體的制取裝置，氣體制取的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分，發生裝置確定的依據是？（反應物的狀態和反應發生的條件）收集裝置確定的依據是？（氣體的密度、溶解性以及氣體是否與水反應等）確定氣體驗證、驗滿方法，一般而言，氣體驗證、驗滿利用的是氣體的（化學性質）。接下來，我們就沿著這一思路來研究二氧化碳氣體的實驗室制取。3.探究活動1：探究實驗室制取二氧化碳的反應原理。（1）提問：在我們所學過的反應中，有哪些反應可以產生二氧化碳呢？實驗室里能選用這些反應來制備二氧化碳嗎？（2）師生活動（投影）表2：能夠產生二氧化碳氣體的反應點燃生成二氧化碳的反應能否用于實驗室里制取二氧化碳及理由 1點燃C+O2=CO2不能，制得的氣體可能不純2高溫石蠟+氧氣 二氧化碳+水不能，制得的氣體可能不純3高溫2Fe2O3+2C=4Fe+3CO2不能，條件較難滿足42CuO+C=2Cu+CO2不能，條件較難滿足（3）教師講述：我們所了解的這些能夠產生二氧化碳的反應，因為生成的氣體可能不純、反應條件較難滿足等原因，沒能入選實驗室制備二氧化碳的反應。下面，老師再向同學們介紹三個能夠生成二氧化碳的反應，讓我們通過一組較為粗略的對比實驗，看看哪些反應適用于實驗室制取二氧化碳？（4）教師演示實驗。投影實驗內容（投影）圖2：三個對比實驗的示意圖教師講述：在進行實驗時，要注意：先將半藥匙碳酸鈉粉末、兩至三粒石灰石分別放入三支試管中；然后向三支試管中分別倒入1/5試管的稀鹽酸或稀硫酸；我在實驗時，你們要注意觀察和對比三個反應中氣泡產生的快慢。教師演示實驗（請同學們說一說剛才實驗中觀察到的現象）。學生回答完成實驗報告（投影）表3：石灰石、碳酸鈣與稀鹽酸、稀硫酸反應的對比實驗實驗藥品實驗現象1.稀鹽酸和碳酸鈉粉末產生氣泡，速率很快2.稀鹽酸和塊狀石灰石產生氣泡，速率適中3.稀硫酸和塊狀石灰石產生氣泡，速率緩慢并漸止引導學生分析哪種反應適用于實驗室制取二氧化碳氣體 講述：針對上述實驗現象，同學們想一想，實驗室里制取二氧化碳的最佳反應是？是不是越快越好（學生思考后得出結論：稀鹽酸和石灰石的反應速率適中，適用于實驗室制取二氧化碳氣體）整理實驗原理的確定因素（投影）講述：由此可知，確定實驗室制取氣體的反應原理時，我們要就以下因素加以綜合考慮：制得的氣體較純；反應條件容易滿足；反應速率適中等。由于石灰石和稀鹽酸的反應符合上述幾點要求，因此，我們將該反應確定為實驗室制取二氧化碳氣體的反應。 （5）投影反應原理。CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3 ；H2CO3 =H2O+CO2；總反應的化學方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2（6）邊投影邊講述：該反應的反應物是石灰石和稀鹽酸，石灰石的主要成分是碳酸鈣；稀鹽酸的主要成分是氯化氫和水，大理石的主要成分也是碳酸鈣，因此，也可以用大理石來替代石灰石。該反應的原理是，石灰石或大理石中的碳酸鈣與稀鹽酸中的氯化氫反應，生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩定，很容易分解成二氧化碳和水。將第一個反應式中的碳酸用水和二氧化碳加以替換，這樣，就得到了該反應的總的化學方程式 過渡：確定了實驗室制取二氧化碳的原理，接下來，我們該研究什么呢？（制取裝置）沒錯！4.探究活動2：探究實驗室制取二氧化碳的裝置。（1）師生活動（投影）提問1：確定二氧化碳的發生裝置時要考慮哪些因素？（反應物的狀態和反應發生的條件）請一位同學說一說這兩個方面的情況（固體和液體；不需要加熱）。由此可推知，實驗室制取二氧化碳的發生裝置和那一個反應的發生裝置相似（過氧化氫溶液的分解）。提問2：確定二氧化碳的收集裝置時要考慮的因素又有哪些？（密度、溶解性、能否與水反應）。雖然二氧化碳的性質是本單元第三課時的學習內容，但相信同學們對此已經有了一定的了解（學生表述，老師補充：密度比空氣大；能溶于水；能和水發生反應）。由此可推知，收集二氧化碳氣體應該采用向上排空氣法。過渡：帶著剛才的思考結果，我們來做一回選擇。（2）師生活動（投影）現提供如下裝置，你會選擇怎樣的發生和收集裝置來制取二氧化碳呢？圖3：供選擇的實驗裝置學生選擇。提問2：C裝置中用到了長頸漏斗，該儀器的作用是什么？（用于添加鹽酸）值得提醒的是，用長頸漏斗時，要注意其下端要插入液面以下形成液封，否則氣體要從長頸漏斗中逸出。過渡：如果實驗室里沒有長頸漏斗和錐形瓶，我們能找到其它儀器來替代嗎？（3）師生活動（投影）在實驗室制取二氧化碳時，下列儀器中：哪些可以代替長頸漏斗？_哪些可以代替錐形瓶？_圖4：供選擇的儀器學生選擇（注意提醒學生：分液漏斗的下端不需要插入液面以下）。過渡：剛才的活動情況表明，同學們對實驗室制取二氧化碳裝置的認識已經到了能選擇、會變通的地步，如果給出若干種實驗儀器，相信同學們也一定能夠設計出富有個性的實驗裝置來。（4）師生活動（投影）學生設計實驗裝置（媒體呈現儀器，學生選擇，老師點擊組裝）。教師或學生適當點評。過渡：下一步該研究什么呢？（二氧化碳的驗證和驗滿）5.探究活動3：探究二氧化碳的驗證和驗滿。（1）講述：驗證和驗滿是兩個容易混淆的問題，請同學們運用對比的方式，對此加以思考。（2）師生活動（投影）驗證：將氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，則表明氣體是二氧化碳；驗滿：用燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則表明氣體已經集滿。（3）教師強調：通過對比，我們找到了兩者的不同，驗證二氧化碳用的是澄清的石灰水，驗滿二氧化碳用的是燃著的木條。過渡：解決了實驗室制取二氧化碳的三個主要問題，接下來，同學們該做什么了？（動手實驗，制備二氧化碳氣體）對！為了使實驗進行得規范有序，實驗前，我們還必須明確兩個問題，一是實驗的步驟，二是操作的要點。6.探究活動4：制取一瓶二氧化碳氣體。（1）學生回憶操作步驟 （2）媒體投影（投影）a按要求連接好儀器；b檢查裝置的氣密性；c裝入藥品（先加固體，后加液體）；d收集并驗滿氣體（3）請兩位同學操作實驗。 現在老師想請兩位同學來配合制取一瓶二氧化碳氣體。制取好了后，（問一名學生）你準備用什么方法說明你收集到的氣體是二氧化碳？