第四單元 第四節(jié) 二氧化碳的制取

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1、 二氧化碳的制取 知識(shí)目標(biāo) 使學(xué)生了解在實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的方法和設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，研討二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法； 通過(guò)討論，掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品和反應(yīng)原理； 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置； 水平目標(biāo) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品和裝置的探究，逐步提升學(xué)生的探究水平； 通過(guò)小組合作，培養(yǎng)學(xué)生合作水平、表達(dá)水平； 通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置的設(shè)計(jì)思路； 通過(guò)篩選二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法，發(fā)展觀察水平并提升學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的水平。 情感目標(biāo) 在探究中，使學(xué)生體驗(yàn)合作、發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣；

2、在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐水平，以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)建議 課堂引入指導(dǎo) 方法一：引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)到當(dāng)前為止學(xué)生已經(jīng)掌握的能夠得到二氧化碳?xì)獾姆椒?，逐一篩選出適合實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳的方法，讓學(xué)生在教師的帶領(lǐng)下學(xué)會(huì)選擇，學(xué)會(huì)判斷，從中真正體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，實(shí)驗(yàn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。 方法二：從實(shí)驗(yàn)室制氣的要求入手，講清楚原則，讓學(xué)生自己總結(jié)，思考到底實(shí)驗(yàn)室中用什么方法來(lái)制備二氧化碳。 方法三：?jiǎn)蔚吨比胂戎v實(shí)驗(yàn)室中制二氧化碳的原理，讓學(xué)生思考，實(shí)驗(yàn)室選擇這種方法的依據(jù)是什么？通過(guò)對(duì)比突出該方法的優(yōu)越性，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)室制氣的原則。 知識(shí)講解指導(dǎo) 注意講

3、解時(shí)的條理性，使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳的原理、裝置；檢驗(yàn)方法；讓部分學(xué)生清楚選擇該方法的原因和實(shí)驗(yàn)室制氣方法選擇的依據(jù)。 注意理論與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，避免過(guò)于枯燥或過(guò)于淺顯，缺乏理論高度。 聯(lián)系實(shí)際，講二氧化碳滅火器的原理，適用范圍，必要時(shí)也可講解常用滅火器的使用方法。 關(guān)于二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法的教材分析 本節(jié)課在全書(shū)乃至整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，所占有的地位十分重要。它是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中制取某種氣體時(shí)，藥品的選擇、裝置的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的方法等思路的最佳素材。上好此節(jié)課對(duì)學(xué)生今后學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)探究水平都有長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。 本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)比較容易，學(xué)生在前面學(xué)習(xí)

4、元素化合物的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)討論便可解決。本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是水平訓(xùn)練。學(xué)生在前面學(xué)習(xí)的氧氣、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法，具備了一些氣體制備的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)也已經(jīng)具備，此時(shí)，在課堂教學(xué)中體現(xiàn)學(xué)生主體，讓學(xué)生真正參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)正是時(shí)機(jī)。教師提出探究問(wèn)題、引發(fā)學(xué)生思考；通過(guò)小組合作，設(shè)計(jì)方案、表達(dá)交流、實(shí)施方案、總結(jié)表達(dá)等環(huán)節(jié)完成整個(gè)探究。 關(guān)于二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法的教學(xué)建議 為了完成對(duì)學(xué)生探究水平的培養(yǎng)，設(shè)計(jì)2課時(shí)完成此節(jié)教學(xué)； 本節(jié)是典型的探究學(xué)習(xí)模式。其中有兩個(gè)探究：制備藥品的探究（快、易）、制取裝置的探究（重點(diǎn)、慢）。 講授過(guò)程指導(dǎo) 二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法可結(jié)合實(shí)驗(yàn)六二氧化碳的

5、制取和性質(zhì)實(shí)行邊講邊實(shí)驗(yàn)。 注意使用討論法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性?？蛇m當(dāng)與氧氣、氮?dú)獾膶?shí)驗(yàn)室制法實(shí)行對(duì)比；結(jié)合裝置講解制二氧化碳裝置與制氫裝置的區(qū)別與聯(lián)系（均是固液反應(yīng)不需加熱制氣）；結(jié)合二氧化碳?xì)獾男再|(zhì)，講解二氧化碳?xì)獾臋z驗(yàn)和驗(yàn)滿(mǎn)方法。 課程結(jié)束指導(dǎo) 復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳原理、裝置及驗(yàn)滿(mǎn)方法。 布置學(xué)生實(shí)行家庭實(shí)驗(yàn)，用醋酸和雞蛋殼或水垢制二氧化碳。 布置作業(yè)，注意計(jì)算和裝置圖兩方面的內(nèi)容。 教學(xué)設(shè)計(jì)方案一 教學(xué)過(guò)程： 【引言】 二氧化碳是一種有廣泛用途的氣體，實(shí)驗(yàn)室中如何制取二氧化碳呢？想一想到當(dāng)前為止，你知道多少種能夠制得二氧化碳的方法。

6、 （學(xué)生討論，并列舉學(xué)過(guò)的能夠得到二氧化碳的方法。教師在黑板上逐一記錄） 1.堿式碳酸銅熱分解 2.蠟燭燃燒 3.木炭燃燒 4.石墨等碳單質(zhì)在氧氣中燃燒 5.木炭還原氧化銅 6.碳在高溫下還原氧化鐵 7.碳酸受熱分解 8.人或動(dòng)物的呼吸 9.高溫煅燒石灰石…… 引導(dǎo)學(xué)生討論作為實(shí)驗(yàn)室制法的條件是： 1.制取應(yīng)簡(jiǎn)便迅速； 2.所制得的氣體純度高，符合演示實(shí)驗(yàn)的需要； 3.操作簡(jiǎn)單、安全，易于實(shí)現(xiàn)。 學(xué)生評(píng)價(jià)每一種制得二氧化碳的方法是否能夠作為二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。 【板書(shū)】第四節(jié)二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法

7、 【小結(jié)】以上方法都不能作為二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。 【講解】經(jīng)過(guò)持續(xù)研究改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)室中常用石灰石或大理石與鹽酸反應(yīng)來(lái)制備二氧化碳。 【板書(shū)】一 反應(yīng)原理 1.試劑 石灰石或大理石 鹽酸 【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。 【板書(shū)】2.原理： CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 【提問(wèn)】可不能夠用稀硫酸與石灰石或大理石來(lái)制取二氧化碳？ 【演示】在兩個(gè)表面皿中分別放有大小一樣的石灰石各一塊，一支試管中加入稀鹽酸、一支試管中加入稀硫酸。（讓學(xué)生觀察到開(kāi)始都

8、有二氧化碳生成，隨后加入硫酸的試管，反應(yīng)速率越來(lái)越慢，最后停止。） 　　【結(jié)論】不能用硫酸與石灰石或大理石來(lái)制取二氧化碳。 　　【講解】為了收集到二氧化碳需要什么樣的裝置來(lái)制備二氧化碳呢？反應(yīng)條件反應(yīng)物的狀態(tài)等對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置有較大的影響。碳酸鈣是塊狀固體，鹽酸是液體，且反應(yīng)進(jìn)行時(shí)不需要加熱，根據(jù)這些特點(diǎn)，我們可以選擇什么樣的反應(yīng)裝置呢？（必要時(shí)教師可以講解制氧氣、氫氣的裝置特點(diǎn)） 　　【板書(shū)】二、反應(yīng)裝置： 　　（學(xué)生回答、教師歸納） 　　【講解】因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室制取二氧化碳和實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的反應(yīng)藥品狀態(tài)，反應(yīng)條件類(lèi)似，故可以采用相似的裝置來(lái)制取。用投影顯示制氫氣和制二氧化碳的裝置圖 　　【

9、討論】 　　1.長(zhǎng)頸漏斗是否可用普通漏斗代替？ 　　2.錐形瓶可否用其他儀器來(lái)代替？ 　　3.根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，可以采用什么方法收集二氧化碳？ 　　4.如何檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿(mǎn)？ 　　（學(xué)生討論、回答，然后教師實(shí)驗(yàn)演示、講解） 　　【演示】用普通漏斗代替長(zhǎng)頸漏斗，結(jié)果沒(méi)有在集氣瓶中收集到二氧化碳。 　　【講解】 　　1．因?yàn)槠胀┒奉i太短，產(chǎn)生的二氧化碳?xì)鈺?huì)從漏斗處逸出。長(zhǎng)頸漏斗下端管口在液面下被液體封住，氣體不會(huì)從長(zhǎng)頸漏斗處逸出。 　　2．錐形瓶可以用廣口瓶、大試管等玻璃儀器代替。 　　3．氣體收集方法主要取決于氣體的密度和氣體在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳

10、酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空氣重，所以常采用集氣瓶口向上排氣法收集。 　　4．可以根據(jù)二氧化碳不能燃燒，也不支持燃燒的性質(zhì)，可以將燃著的木條放在集氣瓶口，如火焰熄滅，則說(shuō)明二氧化碳已收集滿(mǎn)。 　　【板書(shū)】三 收集方法：向上排氣法 　　驗(yàn)滿(mǎn)方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，火焰熄滅，已經(jīng)收集滿(mǎn)。 　　【板書(shū)】四、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳 　　【演示】制取并驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w。 　　【提問(wèn)】怎樣證明生成的氣體是二氧化碳？ 　?。▽怏w通入澄清石灰水中變渾濁） 　　【講解】上一節(jié)學(xué)過(guò)二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，可以用來(lái)滅火，如液態(tài)二氧化碳滅火器。還有其它一些二氧化碳型滅火器。 　　

11、【錄像】各種二氧化碳型滅火器介紹 　　【演示】滅火器原理實(shí)驗(yàn)。 　　常用二氧化碳滅火器主要有： 　?。?）泡沫滅火器（2）干粉滅火器（3）液態(tài)二氧化碳滅火器 　　【小結(jié)】通過(guò)已學(xué)習(xí)過(guò)的氧氣、氫氣、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取，歸納出氣體實(shí)驗(yàn)室制取的設(shè)計(jì)思路及方法，必須明確制取氣體的順序是： 　　1.了解實(shí)驗(yàn)室制取氣體所需藥品及相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。 　　2.根據(jù)反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇合適的反應(yīng)裝置。 　　3.根據(jù)氣體的物理性質(zhì)（尤其是密度及其在水中的溶解性），選擇合適的收集方法及驗(yàn)滿(mǎn)方法。 教學(xué)設(shè)計(jì)方案二 教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理、裝置。探究能力的培養(yǎng)。 教學(xué)

12、難點(diǎn)： 從二氧化碳制取裝置的探究過(guò)程中，提升實(shí)驗(yàn)室氣體裝置的設(shè)計(jì)思維水平。 教學(xué)過(guò)程： 　　【引入】 　　節(jié)課我們學(xué)習(xí)了二氧化碳的性質(zhì)，今天我們將來(lái)探究在實(shí)驗(yàn)室中如何制得大量的二氧化碳?xì)怏w。 　　根據(jù)前面學(xué)習(xí)氧氣、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法的經(jīng)驗(yàn)分析，在實(shí)驗(yàn)室制取一種氣體應(yīng)考慮哪些因素？ 　　學(xué)生活動(dòng)：以小組為單位討論、代表發(fā)言。制取所需藥品、化學(xué)反應(yīng)原理、反應(yīng)條件、制取裝置、收集方法、驗(yàn)滿(mǎn)或驗(yàn)純的方法。 　　【展開(kāi)】目前已學(xué)過(guò)哪些反應(yīng)可生成CO2? 　　學(xué)生活動(dòng)： 　　列出很多反應(yīng) 　 　　除大家列出的反應(yīng)外，還有許多反應(yīng)可以得到CO2。但并不是所有的反應(yīng)都適合用于實(shí)驗(yàn)室制取CO2

13、。如煅燒石灰石在實(shí)驗(yàn)室中很難實(shí)現(xiàn)。碳燃燒生成的氣體可能不純等等。 　　提問(wèn)：以上反應(yīng)中最適合實(shí)驗(yàn)室制取CO2的藥品是？說(shuō)明原因。 　　學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)討論和實(shí)驗(yàn)排除反應(yīng)1、2、3、4、6、7、8。明確反應(yīng)5為實(shí)驗(yàn)室制取CO2 的反應(yīng)。 　　[板書(shū)]： 　　實(shí)驗(yàn)藥品： 　　1． 石灰石和稀鹽酸 　　2． 反應(yīng)原理 　　CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2O請(qǐng)歸納反應(yīng)的特點(diǎn)。 　　3． 反應(yīng)裝置：固液不加熱裝置 　　4． 收集裝置 　　向上排空氣集氣法 　　提出探究問(wèn)題：設(shè)計(jì)何種實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)制取CO2？（至少2種） 　　教師提供制氧氣、制氫氣的裝置圖供學(xué)生參考

14、 　　學(xué)生活動(dòng)：分組討論。小組活動(dòng)。 　　1．首先考慮制氫氣的裝置。 　　2．在制氫裝置基礎(chǔ)上，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。 　　3．提出各種裝置的創(chuàng)意。 　　4．畫(huà)出草圖，有小組代表上臺(tái)展示并講解設(shè)計(jì)思想。 　　5．其他小組質(zhì)疑。 　?。ńㄗh：此處應(yīng)提供可制備CO2的各種儀器及組裝好的裝置圖。最好是動(dòng)態(tài)的。） 　　在同學(xué)們的共同設(shè)計(jì)中找到滿(mǎn)足條件的設(shè)計(jì)。 　　1．簡(jiǎn)易氣體發(fā)生裝置（試管、導(dǎo)氣管） 　　2．將試管改為燒瓶、廣口瓶等較大液體容器。 　　3．類(lèi)似啟普發(fā)生器裝置（氣體出口有控制開(kāi)關(guān)或固液分離機(jī)關(guān)設(shè)計(jì)） 　　提出問(wèn)題：根據(jù)大家的設(shè)計(jì)，總結(jié)滿(mǎn)足需要的制取CO2的合理裝置。 　

15、　1．制取少量的氣體 　　2．一次性制取大量的氣體 　　3．隨時(shí)開(kāi)始隨時(shí)停止的實(shí)驗(yàn)裝置。 　　【結(jié)束】 　　提問(wèn)：根據(jù)CO2的制取裝置的討論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置的一般思路。 　　（建議：此處應(yīng)設(shè)計(jì)動(dòng)畫(huà)圖。） 　　學(xué)生活動(dòng)：小組討論 　　根據(jù)藥品的狀態(tài)、反應(yīng)條件及待制取氣體的氣體的溶解性、密度等因素來(lái)考慮制取氣體的裝置。 　　1．固體加熱裝置。例如制氧氣。 　　2．固液不加熱裝置。例如制氫氣、二氧化碳。 探究活動(dòng) 　　家庭小實(shí)驗(yàn)： 　　取一只小燒杯（或耐熱玻璃杯），杯底立放一支蠟燭，點(diǎn)燃蠟燭。再加入一些堿面（主要成分碳酸鈉），沿?zé)谕鶡械谷胍恍┌状祝ê幸欢康拇姿幔?，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。請(qǐng)解釋你觀察到的所有現(xiàn)象。 　　答案：堿面與醋酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳不支持燃燒，故會(huì)將燃著的蠟燭熄滅。