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1、《二氧化碳制取的探究》教學(xué)設(shè)計
師范生
一、教學(xué)目標(biāo)
知識
技能
1.掌握實驗室制 取二氧化碳的反應(yīng)原理和方法,知道二氧化碳的驗證和驗滿方法;
2.能設(shè)計出實驗室制取二氧化碳的簡易裝置,了解實驗室制取氣體的一般思路。
過程
方法
1.通過實驗室制取氧氣的復(fù)習(xí)和對比確定實驗室制取二氧化碳的裝置,驗證方法,進(jìn)一步得出實驗室制備氣體的一般思路和方法。
2.通過多種能得到二氧化碳的反應(yīng)原理的分析,得出選擇大理石(或石灰石)與稀鹽酸反應(yīng)原理制備二氧化碳的原因,引導(dǎo)學(xué)生得出實驗室制備氣體時還需要考慮的一些基本因素,使學(xué)生的知識得到整合和升華。
情感
態(tài)度
價值 觀
1.通過分
2、析和探究實驗室制取和收集二氧化碳的方法,對學(xué)生進(jìn)行具體問題具體分析的辨正唯物主義教。
2.培養(yǎng)理科學(xué)習(xí)中嚴(yán)密的邏輯思維能力。
3.通過相關(guān)實驗的探究分析,激發(fā)學(xué)生探究的興趣。
【教學(xué)重點(diǎn)】1.實驗室制取二氧化碳裝置的探究;
2.歸納實驗室制備一般氣體的規(guī)律。
【教學(xué)難點(diǎn)】實驗室制備氣體的知識整合和能力的培養(yǎng)。
二、學(xué)生認(rèn)知分析
學(xué)生對實驗室里如何制取氣體已經(jīng)有了初步的認(rèn)識。知道了實驗室常用三種方法來制取氧氣(高錳酸鉀加熱;氯酸鉀和二氧化錳混合加熱;過氧化氫溶液和二氧化錳混合)。由于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件不同,它們的制取裝置不同。通過氧氣性質(zhì)的學(xué)習(xí)和收集裝置的結(jié)合,學(xué)生也有了選擇收
3、集裝置的部分經(jīng)驗。生活中學(xué)生已經(jīng)積累的經(jīng)驗:二氧化碳的密度比空氣大;不燃燒也不支持燃燒;可以滅火等。學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)知道一些能產(chǎn)生二氧化碳的發(fā)應(yīng)原理,但卻不知道怎樣選擇才適合實驗室制備氣體及還需要考慮的因素。教師要利用學(xué)生已有的知識對其進(jìn)行引導(dǎo),使知識得到補(bǔ)充完善,使能力得到提升。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一、創(chuàng)設(shè)情境,引入新課
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計
意圖
【演示實驗】教師準(zhǔn)備了一只空飲料瓶,向其中倒入半瓶熱水后倒掉,然后迅速擰緊瓶蓋,將其浸入冷水中,瓶子馬上變癟了。
然后教師又拿出一只事先收集滿二氧化碳的飲料瓶,對同學(xué)們說:“剛才我用熱水做的這個實驗,現(xiàn)在改用冷水,看看能否成功
4、?!碑?dāng)教師向瓶中注入約1/3體積的水后,立即擰緊瓶蓋,用力振蕩,發(fā)現(xiàn)瓶子也慢慢變癟了。
這時學(xué)生們有點(diǎn)迷惑了,教師趁機(jī)鼓動:“大家想不想親手做一下,在每組儀器用品中,都有一只塑料瓶,大家試驗一下吧!”
觀察、思考
學(xué)生們感到驚奇,但是大家很快明白了其中的道理,這是因為封閉的塑料瓶內(nèi)盛有熱空氣,當(dāng)它遇冷后體積縮小,瓶內(nèi)氣壓減小,在外界大氣壓的作用下,軟塑料瓶自然就變癟了。
學(xué)生們模仿教師的實驗后,感到很失望,因為他們的瓶子都沒有變癟 。
既是為了引課,也是為了讓學(xué)生對親自制取一瓶二氧化碳產(chǎn)生迫切需要,在任務(wù)驅(qū)動下,為探究二氧化碳的制法作好鋪墊。
【講述】其實老師的瓶子和大家的不一樣
5、,我的瓶子里面裝有一種‘神秘’的氣體,而大家的瓶子里面只是空氣。我瓶子里的氣體,一遇見水呀,就哧溜溜鉆進(jìn)去很多――能溶于水,所以密封的瓶子里面氣壓也會減小,當(dāng)然就會變癟了。
【提出問題】大家能猜一下這是什么氣體嗎?
由于大部分學(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí)過,很快大家就回答說:“二氧化碳”。也有同學(xué)回答是氧氣或氮?dú)獾?,但馬上被其他同學(xué)否定了,在前面學(xué)過這兩種氣體都是難溶于水的。
“大家知道我是怎樣將飲料瓶中裝滿二氧化碳的嗎?你們想不想將自己的瓶中也裝滿二氧化碳,重復(fù)一下老師剛才的實驗?”
此時,學(xué)生們躍躍欲試,急切地想知道怎樣才能讓自己的瓶子里裝滿二氧化碳。
環(huán)節(jié)二、探究實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理
6、
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
【提出問題】列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應(yīng),能寫出化學(xué)方程式的寫出化學(xué)方程式。
教師鼓勵學(xué)生利用“頭腦風(fēng)暴”法,搜索盡可能多的反應(yīng)。
小組活動,組內(nèi)討論、交流。學(xué)生提出的方法有:
(1)碳在氧氣或空氣中燃燒;
(2)一氧化碳在空氣或氧氣中燃燒;
(3)木炭還原氧化銅;
(4)蠟燭燃燒;
(5)碳酸鈉與稀鹽酸(或稀硫酸)的反應(yīng)(《質(zhì)量守恒定律》中有該實驗);
(6)石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)(或稀硫酸)(某些學(xué)生已預(yù)習(xí));
(7)一氧化碳還原氧化銅;
……
培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力。
【提出問題】大家列舉的這些方法中,你認(rèn)為哪些適合
7、用于實驗室制取二氧化碳?xì)怏w?說明你的理由。
學(xué)生交流討論,得出應(yīng)該從反應(yīng)條件、藥品來源、操作是否簡便、氣體是否便于收集等方面綜合考慮。并從上述7個反應(yīng)中初步篩選出“碳酸鈉與稀鹽酸(或稀硫酸)”和“碳酸鈣與稀鹽酸(或稀硫酸)”的反應(yīng)。
培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已有知識解決實際問題的能力。
【提出問題】請同學(xué)們利用所提供的儀器和藥品,探究:石灰石與稀鹽酸、石灰石與稀硫酸、碳酸鈉與稀鹽酸、碳酸鈉與稀硫酸的反應(yīng),哪個更適合在實驗室里制取二氧化碳?
概括學(xué)生討論,得出結(jié)論:在實驗室里制取二氧化碳的最佳藥品是石灰石和稀鹽酸;其反應(yīng)原理是:CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑。
小組同學(xué)利用
8、點(diǎn)滴板完成上述實驗,并得出結(jié)論:
(1)碳酸鈉無論與哪種酸反應(yīng),速度很快,不易收集;
(2)石灰石與稀硫酸的反應(yīng)開始時有氣泡產(chǎn)生 ,但隨之氣泡越來越少,慢慢停止了反應(yīng);
(3)只有石灰石與稀鹽酸的反應(yīng)速度適中,反應(yīng)在持續(xù)進(jìn)行,收集起來也很方便。[來源:學(xué)科
培養(yǎng)學(xué)生實驗探究的意識和能力。
環(huán)節(jié)三、探究實驗室制取二氧化碳的裝置
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
【提出問題】對比實驗室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣與二氧化碳的反應(yīng)原理,你發(fā)現(xiàn)了什么?
分析對比,得出:二者雖然所用藥品不同,但是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件都相同,即都是“固+液→氣,且反應(yīng)不需要加熱”。
培養(yǎng)學(xué)生利用舊知識
9、,通過對比的方法學(xué)習(xí)新知識的能力。
【提出問題】通過對比實驗室制取氧氣和二氧化碳?xì)怏w的反應(yīng)原理。利用所給的儀器設(shè)計實驗室制取二氧化碳的裝置。
(教師將上述儀器用打印機(jī)打到透明膠片上,制作成儀器卡片,學(xué)生便可以用儀器卡片和透明膠帶進(jìn)行裝置的設(shè)計)
學(xué)生以小組為單位,用透明儀器卡片設(shè)計實驗裝置。
師生討論,發(fā)現(xiàn)如下圖設(shè)計中存在的問題:
并得出如下圖所示的幾種可行性裝置:
提供透明儀器卡片讓學(xué)生粘貼模擬,而未用實物儀器讓學(xué)生組裝,主要是考慮這本身屬于設(shè)計實驗,類似于建筑中的圖紙,再者如果將所有備選儀器都提供出來,一則受實驗室條件限制(某些儀器數(shù)量不足),二則學(xué)生的課桌上也無法
10、擺放那么多的儀器。
三則還可以為學(xué)生提供多樣化思維的空間和載體,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
【布置任務(wù)】選擇其中一種實驗裝置制取一瓶二氧化碳?xì)怏w,并驗證你是否收集滿了。
學(xué)生動手實驗,制取一瓶二氧化碳?xì)怏w,并在教師引導(dǎo)下進(jìn)行交流:(1)實驗的主要操作步驟;(2)收集二氧化碳的方法;(3)驗滿的方法。
培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。
環(huán)節(jié)四、課堂小結(jié),拓展延伸
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計意圖
【提出問題】實驗室制取氣體的一般思路是什么?
師生共同交流,得出如下思路:確定反應(yīng)原理——設(shè)計實驗裝置(包括反應(yīng)裝置和收集裝置)——進(jìn)行實驗——收集氣體——檢驗氣體——驗滿。
整體認(rèn)識氣體的實驗室制法
11、。
【課堂練習(xí)】
⑴ 實驗室常用固體亞硫酸鈉和稀硫酸反應(yīng)來制取SO2氣體,已知SO2是無色有毒的氣體,密度比空氣大,能溶于水。則實驗室制取SO2氣體的發(fā)生裝置應(yīng)選用_____,收集裝置應(yīng)選用_____。
⑵ 實驗室用無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物加熱制取甲烷。甲烷的密度比空氣小,難溶于水。則實驗室制取甲烷氣體的發(fā)生裝置應(yīng)選用_____,收集裝置應(yīng)選用_____。
(已知空氣的平均相對分子質(zhì)量為29,各元素的相對原子質(zhì)量為 H: 1 C:12 O :16 S: 32 )
先獨(dú)立思考,然后交流表達(dá)得出結(jié)論。
培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決新問題的知識遷移能力。
【拓展延伸】用家庭廚房中的物品設(shè)計一套制取二氧化碳的裝置。
(提示:純堿是碳酸鈉,器具可以考慮用輸液器的塑料軟管)
課后完成
培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。