《二氧化碳制取的研究》教學設計

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，使學生進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。培養學生探究能力，理論聯系實際的能力。

二、教學目標

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原理和制取裝置。

3 初步學習二氧化碳的制取、驗證、驗滿等操作。

4 運用設計裝置、動手實驗等方法，激發學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計。

四、過程和方法

引領學生回憶舊知一分析比較一總結深化一遷移運用一探究新知一建構新知，在教師引導下潛移默化形成科學的學習方法。

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

五、教學過程

[新課導入]打開雪碧、可樂等飲料的封口，我們會發現大量的氣泡，這些氣泡是什么氣體的氣泡?是二氧化碳的氣泡。在實驗室里，二氧化碳氣體是怎樣制取的呢?本節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，請同學們觀看大屏幕(表1、圖1)，回憶相關知識。

[投影]學生回顧。

[總結得出]師生共同歸納總結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(發生裝置和收集裝置)→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氣體的實驗室制取。

[探究活動1]探究實驗室制取二氧化碳的反應原理。

[提問]在我們所學過的反應中(表2)，有哪些反應可以產生二氧化碳呢?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，學生實驗并觀察現象，進行實驗對比。

引導學生從制得的氣體是否純凈；反應條件是否容易滿足；操作是否簡便，安全；反應速率是否適中及利于收集等綜合分析后得出結論：稀鹽酸和石灰石的反應適用于實驗室制取二氧化碳氣體。

[投影反應原理]

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生成氯化鈣和碳酸，碳酸不穩定，分解生成二氧化碳和水，故最終產物為氯化鈣、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，阻礙反應繼續進行。

[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。

[設問]確定二氧化碳的發生裝置時要考慮哪些因素?

[學生]反應物的狀態和反應發生的條件。

[設問]本實驗應選擇何種裝置?

展示石灰石，稀鹽酸藥品。

[學生思考后回答]固體和液體；不需要加熱的反應裝置。

[設問]實驗室制取二氧化碳的發生裝置和制氧氣的哪一個反應的發生裝置相似?

[學生]過氧化氫溶液的分解。

[設問]確定二氧化碳的收集裝置時要考慮哪些因素?

[學生]思考后回答，密度、溶解性、能否與水反應。

老師補充二氧化碳密度比空氣大，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。

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

教師進行適當點評，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，則表明氣體已經集滿。

[探究活動4]制取一瓶二氧化碳氣體。

[過渡]解決了實驗室制取二氧化碳的三個主要問題，接下來，同學們該動手實驗，制備二氧化碳氣體，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。

學生回憶操作步驟。

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

學生實驗，教師巡回指導。

請兩位同學匯報實驗成果并進行點評。

[課堂小結]學生回答本節課所學到的知識，所運用的方法。

[投影板書]

課題2 二氧化碳制取的研究

一、反應原理石灰石(大理石)和稀鹽酸反應：

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

二、制取裝置

發生一固、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

(1)完成課本112頁四道習題。

(2)利用家庭里的物品，設計并完成制取二氧化碳氣體的實驗。