初中化學“二氧化碳制取的研究”教學案例

袁東梅

摘 要：本文闡述了“二氧化碳制取的研究”探究式教學的過程，把教學內(nèi)容設(shè)置成環(huán)環(huán)相扣、層層遞進、逐步緊逼的若干問題，變教材中直接呈現(xiàn)結(jié)論為學生“發(fā)現(xiàn)”結(jié)論，讓學生體驗學習的過程。

關(guān)鍵詞：探究式教學；二氧化碳制取；教學案例

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2018）22-047-2

《義務(wù)教育化學課程標準》（2011年版）課程內(nèi)容提出“義務(wù)教育階段化學課程中的科學探究，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。”因此，提倡科學探究，激發(fā)學生積極主動地探索化學知識，體驗科學探究的過程與方法，享受科學探究的樂趣成為初中化學課堂教學的重要目標。

筆者在化學實驗教學中，注重探究式教學，引導(dǎo)學生自主探索。現(xiàn)以“二氧化碳制取的研究”為例與同仁分享教學的初衷與思考。

一、教學內(nèi)容

《二氧化碳制取的研究》選自人教版（2012）九年級化學教科書上冊第六單元課題2。本課題主要研究實驗室中如何制取CO2。教材首先要學生回憶實驗室制取O2的方法，然后給出了實驗室中制取CO2的反應(yīng)原理，接著采取探究的方式來研究實驗室中制取CO2的裝置，并利用設(shè)計的裝置來制取二氧化碳。教材在處理這部分內(nèi)容時，首先歸納了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時應(yīng)考慮的因素，然后讓學生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度的大小關(guān)系以及是否與水反應(yīng)等方面，來比較實驗室中制取CO2和O2的異同。在此基礎(chǔ)上，給出了一些儀器，由學生自己來組裝制取CO2的裝置，然后利用設(shè)計的裝置來制取CO2，以此幫助學生形成實驗室制取氣體的一般思路和方法。

二、學情分析

學生在前面學習了O2的實驗室制法，具備了一些氣體制備的實踐經(jīng)驗，各項實驗技術(shù)也已經(jīng)具備，此時，在課堂教學中體現(xiàn)以學生為主體，讓學生真正參與到教學過程中來正是時機。教師提出探究問題、引發(fā)學生思考。通過小組合作，表達交流、設(shè)計方案、實施方案、總結(jié)表達等環(huán)節(jié)完成整個探究。時間安排上重點放在實驗室制取CO2的裝置確定，事先讓學生預(yù)習課本并設(shè)計方案，鼓勵學生用自己設(shè)計的裝置來制取CO2。

三、教學目標

（一）知識與技能

1.能說出在實驗室里制取氣體的一般思路和方法；

2.掌握實驗室里制取二氧化碳的理想藥品和化學反應(yīng)原理；

3.探究實驗室里制取二氧化碳的裝置；

4.培養(yǎng)學生研究和分析問題的能力，表達和交流的能力，動手操作的能力。

（二）過程與方法

1.初步學會運用比較、歸納、概括等方法對信息進行加工；

2.以啟發(fā)性的問題，創(chuàng)設(shè)實驗情境激發(fā)學生求知欲。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1.通過實驗、問題的討論，感悟科學的認知過程。

2.通過對化學實驗的好奇心和探究欲，體驗探究，成功樂趣，激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

四、教學重點與難點

（一）教學重點

實驗室制取CO2的化學反應(yīng)原理和實驗裝置，探究能力的培養(yǎng)。

（二）教學難點

從二氧化碳制取裝置的探究過程中，提升實驗室里氣體制取裝置的設(shè)計思維水平。

五、教學過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

師：泡騰片放到水里為什么會產(chǎn)生大量氣泡？

生：觀察泡騰片放到水里。

師：泡騰片是含有泡騰崩解劑的一種片劑。所謂泡騰崩解劑通常是有機酸和碳酸氫鈉（小蘇打）的混合物；但當泡騰片放入水中之后，有機酸和碳酸氫鈉在水的作用下電離，并發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，產(chǎn)生大量二氧化碳，使片劑迅速崩解和融化，崩解時產(chǎn)生的二氧化碳部分溶解于飲水中，使飲水喝入口中時有汽水般的美感。

師：在第二單元我們已經(jīng)學習了氧氣的制取方法，請同學們回顧實驗室制取氣體思路和方法，根據(jù)這一思路來探究二氧化碳的實驗室制法。

生：從藥品選擇、反應(yīng)原理、發(fā)生裝置選擇、收集裝置選擇等幾個方面進行探究。

師：同學們想一想，哪幾種反應(yīng)能生成二氧化碳？

生：列舉知道的能生成二氧化碳的反應(yīng)，寫出化學方程式。

（這一環(huán)節(jié)我聯(lián)系生活常識，激發(fā)學生興趣，為引入新課作鋪墊。學生需要根據(jù)資料考慮：氣體的制備、反應(yīng)原理以及原料的選擇在反應(yīng)時是否容易控制；速率是否適中；生成氣體是否純凈；條件是否容易滿足；原料是否容易獲得且價格是否低廉；原料和產(chǎn)物是否有毒有害等，進而探究實驗室制取二氧化碳的理想原料。）

（二）探究發(fā)現(xiàn)，激勵創(chuàng)新

1.探究實驗室制取CO2的藥品

實驗一，實驗藥品：碳酸鈉和稀鹽酸；實驗現(xiàn)象：冒出大量氣泡、反應(yīng)速率非常快；

實驗二，實驗藥品：石灰石和稀鹽酸；實驗現(xiàn)象：冒出大量氣泡、反應(yīng)速率適中；

實驗三，實驗藥品：石灰石和稀硫酸；實驗現(xiàn)象：冒出少量氣泡、反應(yīng)速率慢、且反應(yīng)一會兒就結(jié)束。

師：為什么一般不用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制CO2？為什么不選用反應(yīng)速度很快的稀鹽酸與碳酸鈉的反應(yīng)？

生：查閱資料：因為石灰石和稀硫酸開始反應(yīng)時會生成微溶于水的硫酸鈣薄膜，附著在石灰石的表面，使它不能接觸到稀硫酸，阻止反應(yīng)繼續(xù)進行。

這一環(huán)節(jié)通過在實驗探究中發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學生對比探究，深入剖析化學反應(yīng)的內(nèi)因，究竟選擇哪兩種物質(zhì)相互反應(yīng)制取二氧化碳，從而確定實驗室里制取二氧化碳的理想藥品。

2.探究反應(yīng)原理

在這個探究教學環(huán)節(jié)中，我提前一天布置課下學習任務(wù)，學生通過查找有關(guān)資料獲得實驗室制取二氧化碳藥品是石灰石（或大理石）和稀鹽酸，石灰石和大理石的主要成分均為碳酸鈣，實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，從而使學生置身于真實的問題情景中。

3.探究制取二氧化碳的裝置

師：從反應(yīng)原理、反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度比較大小和是否與水反應(yīng)等方面，比較二氧化碳和氧氣的實驗室制取。

生：學生完成教材中的表格。

師：實驗室里制取二氧化碳的實驗裝置和制取氧氣的裝置是否一樣？

生：學生討論交流，分析得出實驗室制取二氧化碳的裝置。

這一環(huán)節(jié)，我充分發(fā)揮學生的主動性和創(chuàng)造性，學生自己獨立思考確定制取氣體發(fā)生裝置和收集裝置時應(yīng)該考慮的因素有哪些，即從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體本身的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)等方面考慮，意圖通過學生交流討論比較二氧化碳和氧氣制取實驗及相關(guān)性質(zhì)，分析制取二氧化碳和氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置的異同點。

4.學生動手制取二氧化碳

這一環(huán)節(jié)，由學生小組合作選擇最后確定的最佳裝置，選取的藥品來制取二氧化碳，并進行收集、驗滿和檢驗二氧化碳氣體。我適時給予學生積極的評價，意圖通過學生親自動手成功地制取二氧化碳，初步學習運用簡單的裝置和方法制取二氧化碳的實驗技能，使學生體驗科學探究的樂趣，激發(fā)學習化學的興趣。

（三）歸納總結(jié)，鞏固知識

生：學完本課題我應(yīng)該知道：制取二氧化碳的藥品，實驗室可用哪些裝置來制取、收集和檢驗二氧化碳，實驗室制取氣體的發(fā)生裝置和收集裝置的選取，制取二氧化碳各種裝置的優(yōu)缺點等。

師：通過二氧化碳和氧氣的實驗室制取的研究，總結(jié)出實驗室制取氣體的一般思路和方法，選擇適當?shù)姆磻?yīng)，包括反應(yīng)物和反應(yīng)條件；選擇合適的實驗裝置，發(fā)生裝置的選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件（是否需要加熱）；收集裝置的選擇依據(jù)：氣體的密度與空氣密度的比較、氣體的溶解性、氣體能否與水反應(yīng)；氣體能否與空氣中的氣體反應(yīng)；驗證所制得的氣體。

（四）課后探究，啟迪升華

這一環(huán)節(jié)，我是把課堂探究延伸到學生的實際生活中，讓學生利用身邊的化學物質(zhì)和各種廢舊物品制取二氧化碳。例如：雞蛋殼和貝殼可以代替大理石，食醋可以代替稀鹽酸，利用塑料瓶，吸管，自制一套制取CO2的裝置，是課堂探究教學活動的延續(xù)，意圖通過學生親身體驗，感受到化學的重要性和應(yīng)用價值，再次發(fā)現(xiàn)，激發(fā)學生探究的興趣，提高學生的化學科學素養(yǎng)。

本教學案例二氧化碳制取的探究，既是對實驗室制取O2的鞏固提升，又是對制取氣體知識體系的構(gòu)建。教師應(yīng)根據(jù)教學內(nèi)容和學生的實際水平開展不同的探究活動。通過藥品選擇、裝置優(yōu)化、操作步驟及其規(guī)范等問題的解決，讓學生主動地體驗探究過程，形成初中化學制取氣體的完整知識體系，在知識的形成和應(yīng)用過程中培養(yǎng)科學的態(tài)度，獲得科學的方法，從而獲得探究成果。