《二氧化碳制取的研究》教學(xué)設(shè)計

一、教材分析

二氧化碳制取的研究，是繼氧氣制取的研究之后出現(xiàn)的又一專題研究活動，是氧氣制取研究的延伸和拓寬。通過本課題的探究、交流、合作、比較，使學(xué)生進(jìn)一步了解實驗室氣體制取研究的思路、方法、步驟，運用自主設(shè)計裝置，動手實驗，掌握實驗室CO₂制取、驗證、驗滿的實驗操作。培養(yǎng)學(xué)生探究能力，理論聯(lián)系實際的能力。

二、教學(xué)目標(biāo)

1 知道實驗室制取二氧化碳的研究思路。

2 通過探究活動了解實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理和制取裝置。

3 初步學(xué)習(xí)二氧化碳的制取、驗證、驗滿等操作。

4 運用設(shè)計裝置、動手實驗等方法，激發(fā)學(xué)生參與問題探究的積極性。

三、重點、難點

實驗室制取二氧化碳原理和裝置的探究。

實驗室制取二氧化碳裝置的設(shè)計。

四、過程和方法

引領(lǐng)學(xué)生回憶舊知一分析比較一總結(jié)深化一遷移運用一探究新知一建構(gòu)新知，在教師引導(dǎo)下潛移默化形成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

教具：投影、試管、單孔橡皮塞、玻璃導(dǎo)管、鑷子、火柴、石灰石、稀鹽酸、澄清的石灰水。

五、教學(xué)過程

[新課導(dǎo)入]打開雪碧、可樂等飲料的封口，我們會發(fā)現(xiàn)大量的氣泡，這些氣泡是什么氣體的氣泡?是二氧化碳的氣泡。在實驗室里，二氧化碳?xì)怏w是怎樣制取的呢?本節(jié)課我們將一起來研究。

[知識回顧]

[過渡]在第二單元，我們曾研究過實驗室制取氧氣的方法，請同學(xué)們觀看大屏幕(表1、圖1)，回憶相關(guān)知識。

[投影]學(xué)生回顧。

[總結(jié)得出]師生共同歸納總結(jié)得出研究實驗室制取氣體的研究思路是：確定制備氣體的反應(yīng)原理(也就是確定反應(yīng)物及反應(yīng)的化學(xué)方程式)→確定氣體的制取裝置(發(fā)生裝置和收集裝置)→確定氣體驗證、驗滿方法。

接下來，我們就沿著這→思路來研究二氧化碳?xì)怏w的實驗室制取。

[探究活動1]探究實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理。

[提問]在我們所學(xué)過的反應(yīng)中(表2)，有哪些反應(yīng)可以產(chǎn)生二氧化碳呢?實驗室里能選用它們來制備二氧化碳嗎?

[板書]學(xué)生的方案并分析其實驗室制取的可行性。

教師投影補充表3，學(xué)生實驗并觀察現(xiàn)象，進(jìn)行實驗對比。

引導(dǎo)學(xué)生從制得的氣體是否純凈；反應(yīng)條件是否容易滿足；操作是否簡便，安全；反應(yīng)速率是否適中及利于收集等綜合分析后得出結(jié)論：稀鹽酸和石灰石的反應(yīng)適用于實驗室制取二氧化碳?xì)怏w。

[投影反應(yīng)原理]

1、藥品：石灰石或大理石(主要成分為CaCO₃)和稀鹽酸(主要成份HCl)。

講解碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩(wěn)定，分解生成二氧化碳和水，故最終產(chǎn)物為氯化鈣、水和二氧化碳。

2、原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

3、注意：不能用濃鹽酸，濃鹽酸易揮發(fā)出氯化氫氣體造成收集到的二氧化碳不純；

不能用稀硫酸，稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，形成的沉淀會附在塊狀大理石或石灰石的表面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。

[探究活動2]探究實驗室制取二氧化碳的裝置。

[過渡]確定了實驗室制取二氧化碳的原理，接下來，我們該研究它的制取裝置了。

[設(shè)問]確定二氧化碳的發(fā)生裝置時要考慮哪些因素?

[學(xué)生]反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)發(fā)生的條件。

[設(shè)問]本實驗應(yīng)選擇何種裝置?

展示石灰石，稀鹽酸藥品。

[學(xué)生思考后回答]固體和液體；不需要加熱的反應(yīng)裝置。

[設(shè)問]實驗室制取二氧化碳的發(fā)生裝置和制氧氣的哪一個反應(yīng)的發(fā)生裝置相似?

[學(xué)生]過氧化氫溶液的分解。

[設(shè)問]確定二氧化碳的收集裝置時要考慮哪些因素?

[學(xué)生]思考后回答，密度、溶解性、能否與水反應(yīng)。

老師補充二氧化碳密度比空氣大，能溶于水；能和水發(fā)生反應(yīng)。由此可推知，收集二氧化碳?xì)怏w應(yīng)該采用——向上排空氣法。

[過渡]帶著剛才的思考結(jié)果，我們來做一回選擇。

[投影]給出若干種實驗儀器(見圖2)，請幾位學(xué)生到臺前來點擊屏幕上的儀器，設(shè)計組接裝置，要求每位同學(xué)設(shè)計的裝置不得完全雷同。

教師進(jìn)行適當(dāng)點評，指出長頸漏斗的作用及使用的注意事項。

[探究活動3]探究二氧化碳的驗證和驗滿。

[講述]驗證和驗滿是兩個容易混淆的問題，請同學(xué)們運用對比的方式，對此加以思考。

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(jīng)集滿。

[探究活動4]制取一瓶二氧化碳?xì)怏w。

[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(xué)們該動手實驗，制備二氧化碳?xì)怏w，為了使實驗進(jìn)行得規(guī)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。

學(xué)生回憶操作步驟。

[投影]①按要求連接好儀器。

②檢查裝置的氣密性。

③裝入藥品(先加固體，后加液體)。

④收集并驗滿氣體。

[講述]至于相關(guān)的操作要點，請同學(xué)們在實驗過程中自行回憶，同組的同學(xué)要相互提醒，密切配合!

學(xué)生實驗，教師巡回指導(dǎo)。

請兩位同學(xué)匯報實驗成果并進(jìn)行點評。

[課堂小結(jié)]學(xué)生回答本節(jié)課所學(xué)到的知識，所運用的方法。

[投影板書]

課題2 二氧化碳制取的研究

一、反應(yīng)原理石灰石(大理石)和稀鹽酸反應(yīng)：

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

二、制取裝置

發(fā)生一固、液；不加熱。

收集一向上排空氣。

三、驗證和驗滿

澄清石灰水；燃著木條。

四、實驗步驟

連、查、裝、收。

五、布置作業(yè)

(1)完成課本112頁四道習(xí)題。

(2)利用家庭里的物品，設(shè)計并完成制取二氧化碳?xì)怏w的實驗。