课题2二氧化碳制取的研究教学设计方案

地区： 河南省 - 洛阳市 - 偃师市

学校：偃师市缑氏镇第二初级中学

课题2　二氧化碳制取的研… 初中化学       人教2011课标版

1．知识与技能

(1)了解实验室制取气体的方法和设计思路；

(2)能用化学方程式表示出实验室制取二氧化碳的化学反应原理，能说出实验装置的仪器名称及操作要点；

(3)探究实验室制取二氧化碳的装置，初步学习制取二氧化碳的实验操作。

2．过程与方法

(1)通过对获得二氧化碳气体途径的讨论与分析，探究实验室制取二氧化碳的理想药品，树立多角度、多层次的观察和分析问题的意识；

(2)通过对二氧化碳和氧气有关性质的比较，分析装置的不同，初步确立实验室制取气体的一般思路和方法；

(3)通过学生设计、组装实验装置，体验、反思和完善设计，掌握基本实验技能。

3．情感态度与价值观

(1)通过实验、问题的讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质；

(2)通过教师与学生、学生与学生之间的合作学习、研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发学生的求知欲，形成持续不断地学习化学的兴趣。

教学重点

实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和收集方法。

教学难点

从实验室制取气体的思路出发，学习二氧化碳的实验室制取方法。

导入一　[投影] 温室效应的有关图片。

设计了图声并茂的“地球与空气的对话”。适时发问：你们知道“温室效应”是由什么气体过多引起的？哪些因素可产生这种气体呢？这节课就来探究二氧化碳的制取。

导入二　前面，我们研究了碳元素组成的几种单质的组成结构、性质和用途，这些碳单质物理性质差异较大，但化学性质相似，都能完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，由此可见碳的常见氧化物有两种(二氧化碳和一氧化碳)。那么碳的氧化物的组成结构、性质和用途如何呢？要研究这些问题，必须先在实验室里制取一定量的碳的氧化物气体。这一节课，我们就来研究在实验室里制取二氧化碳气体。

化学家发现常温下含有碳酸根的物质与相应的酸反应可以生成二氧化碳，如：碳酸钙与稀盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钙。

[探究活动1] 探究制取CO2反应原理：现有碳酸钠粉末和石灰石等固体药品，以及稀盐酸和稀硫酸。请你从中选择适当的药品作为实验室制取二氧化碳的方法。

步骤、现象：

1、碳酸钠与稀盐酸反应迅速产生大量气泡

2、大理石与稀盐酸反应产生气泡，速率适中

3、碳酸钠与稀硫酸反应迅速产生大量气泡

4、大理石与稀硫酸反应开始有气泡产生，反应逐渐减弱直至停止

     [分析] 碳酸钠跟稀盐酸、稀硫酸反应十分剧烈，迅速产生大量气体，反应太快，生成的二氧化碳不便于收集。石灰石跟稀盐酸反应比碳酸钠缓和，速率适中，也能生成大量气体。用硫酸代替盐酸跟石灰石反应难以进行。因此，实验室里通常是用石灰石(或大理石，主要成分都是CaCO3)跟稀盐酸反应来制取二氧化碳的。

一、实验室制取CO2的反应原理

CaCO3＋2HCl ===CaCl2＋H2CO3

  碳酸钙                 氯化钙    碳酸

碳酸不稳定，容易分解生成二氧化碳和水

H2CO3===CO2↑＋H2O

总的化学方程式为：

CaCO3＋2HCl ===CaCl2＋H2O＋CO2↑

[思考]能否用浓盐酸来代替稀盐酸制取CO2？为什么硫酸与石灰石反应难以进行？

[回答] 浓盐酸具有挥发性使制得的气体不纯；硫酸与碳酸钙反应后虽能产生二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水，它会覆盖在块状石灰石表面，会阻止硫酸与碳酸钙进一步发生反应。反应无法彻底进行。

[设问]确定了反应原理，实验室制取CO2还需要选择些什么呢？怎样确定制取气体的装置？

[讨论] 通过实验室制取氧气的实验装置，考虑实验室制取气体时选择实验装置的依据是什么？

反应原理                                  氧气                                              二氧化碳

                            加热

            2KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑

                      催化剂

           2H2O2=====2H2O＋O2↑                                    CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

发生装置

             制取氧气(用高锰酸钾在加热)可用A，用过氧化氢制取可用B，制CO2用C

收集方法                  向上排空气法、排水法                                 向上排空气法

检验方法   用带火星木条伸入集气瓶中，若木条复燃该气体是氧气将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变                                                                                                      浑浊说明该气体是 CO2                                                                            

[投影] 实验室制取气体的装置选择

        实验室制气体的装置包括发生装置和收集装置两种，  气体发生装置：液体和液体反应

[分析] 1.制取二氧化碳的反应物石灰石(或大理石)是固体，盐酸是液体，反应是在常温下进行的。

          2．因二氧化碳的密度大于空气且能溶解于水，因此采用向上排空气法收集二氧化碳。

1．检查装置的气密性；

2．加入药品；

3．制取并收集气体。

[思考]1.如何验证所制出的气体是二氧化碳？

2．如何验证集气瓶中已收集满？

四、验证二氧化碳的方法

1．检验方法：将导管通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明生成的气体是二氧化碳。

2．验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满。

[讨论] 实验室制气体的思路是什么？

1．选择反应原理；

2．选择合适的实验装置；

3．确定验证气体的方法。

1．检验二氧化碳气体是否收集满的方法是(　　)。

A．将燃着的木条伸入集气瓶中　　　 B．将带火星的木条伸入集气瓶中

C．将少量石灰水倒入集气瓶中，振荡  D．将燃着的木条放在集气瓶口

本节课主要学习了实验室制取CO2的反应原理和实验装置。并了解了气体的实验室制法的一般思路和方法。今后还要学习更多气体制取的方法和装置，应及时归纳总结。

本课题是一堂学生实践课，教学过程设计为：确定课题——设计方案——自主探究——得出结论。

发挥学生主体性的探究式教学方式，是新课程与教学改革的核心任务。探究式教学又是以问题为中心的一种教学方式，问题是探究式教学的起点和主线，也是核心。探究必起于问题，而且是有价值的问题。因此，能否提出对学生具有挑战性和吸引性的问题并使学生在内心产生一种探究的欲望，自觉、主动地探索问题，从而获得新知，是实施探究式教学的关键。换一句话说，要使探究式教学有利于学生自主地对知识进行意义建构，达到预期的目的，一个重要的关键是要有一个成功的探究问题情境的创设。在本课题教学中，学生进行分组实验，探究二氧化碳的实验室制法。让学生通过操作，更直观地理解实验室制取CO2应选择的理想药品，初步认识实验室制取气体时理想药品的选择依据。通过让学生在巩固旧知的基础上分析、推理、引发出实验室制取气体的一般设计思路，达到轻松突破难点的学习效果。通过实验探究，培养了学生的动手能力和发散思维，激发了学生的学习兴趣。

课题2　二氧化碳制取的研究

课题2　二氧化碳制取的研究

导入一　[投影] 温室效应的有关图片。

设计了图声并茂的“地球与空气的对话”。适时发问：你们知道“温室效应”是由什么气体过多引起的？哪些因素可产生这种气体呢？这节课就来探究二氧化碳的制取。

导入二　前面，我们研究了碳元素组成的几种单质的组成结构、性质和用途，这些碳单质物理性质差异较大，但化学性质相似，都能完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳，由此可见碳的常见氧化物有两种(二氧化碳和一氧化碳)。那么碳的氧化物的组成结构、性质和用途如何呢？要研究这些问题，必须先在实验室里制取一定量的碳的氧化物气体。这一节课，我们就来研究在实验室里制取二氧化碳气体。

化学家发现常温下含有碳酸根的物质与相应的酸反应可以生成二氧化碳，如：碳酸钙与稀盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钙。

[探究活动1] 探究制取CO2反应原理：现有碳酸钠粉末和石灰石等固体药品，以及稀盐酸和稀硫酸。请你从中选择适当的药品作为实验室制取二氧化碳的方法。

步骤、现象：

1、碳酸钠与稀盐酸反应迅速产生大量气泡

2、大理石与稀盐酸反应产生气泡，速率适中

3、碳酸钠与稀硫酸反应迅速产生大量气泡

4、大理石与稀硫酸反应开始有气泡产生，反应逐渐减弱直至停止

     [分析] 碳酸钠跟稀盐酸、稀硫酸反应十分剧烈，迅速产生大量气体，反应太快，生成的二氧化碳不便于收集。石灰石跟稀盐酸反应比碳酸钠缓和，速率适中，也能生成大量气体。用硫酸代替盐酸跟石灰石反应难以进行。因此，实验室里通常是用石灰石(或大理石，主要成分都是CaCO3)跟稀盐酸反应来制取二氧化碳的。

一、实验室制取CO2的反应原理

CaCO3＋2HCl ===CaCl2＋H2CO3

  碳酸钙                 氯化钙    碳酸

碳酸不稳定，容易分解生成二氧化碳和水

H2CO3===CO2↑＋H2O

总的化学方程式为：

CaCO3＋2HCl ===CaCl2＋H2O＋CO2↑

[思考]能否用浓盐酸来代替稀盐酸制取CO2？为什么硫酸与石灰石反应难以进行？

[回答] 浓盐酸具有挥发性使制得的气体不纯；硫酸与碳酸钙反应后虽能产生二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水，它会覆盖在块状石灰石表面，会阻止硫酸与碳酸钙进一步发生反应。反应无法彻底进行。

[设问]确定了反应原理，实验室制取CO2还需要选择些什么呢？怎样确定制取气体的装置？

[讨论] 通过实验室制取氧气的实验装置，考虑实验室制取气体时选择实验装置的依据是什么？

反应原理                                  氧气                                              二氧化碳

                            加热

            2KMnO4=====K2MnO4＋MnO2＋O2↑

                      催化剂

           2H2O2=====2H2O＋O2↑                                    CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

发生装置

             制取氧气(用高锰酸钾在加热)可用A，用过氧化氢制取可用B，制CO2用C

收集方法                  向上排空气法、排水法                                 向上排空气法

检验方法   用带火星木条伸入集气瓶中，若木条复燃该气体是氧气将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变                                                                                                      浑浊说明该气体是 CO2                                                                            

[投影] 实验室制取气体的装置选择

        实验室制气体的装置包括发生装置和收集装置两种，  气体发生装置：液体和液体反应

[分析] 1.制取二氧化碳的反应物石灰石(或大理石)是固体，盐酸是液体，反应是在常温下进行的。

          2．因二氧化碳的密度大于空气且能溶解于水，因此采用向上排空气法收集二氧化碳。

1．检查装置的气密性；

2．加入药品；

3．制取并收集气体。

[思考]1.如何验证所制出的气体是二氧化碳？

2．如何验证集气瓶中已收集满？

四、验证二氧化碳的方法

1．检验方法：将导管通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明生成的气体是二氧化碳。

2．验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满。

[讨论] 实验室制气体的思路是什么？

1．选择反应原理；

2．选择合适的实验装置；

3．确定验证气体的方法。

1．检验二氧化碳气体是否收集满的方法是(　　)。

A．将燃着的木条伸入集气瓶中　　　 B．将带火星的木条伸入集气瓶中

C．将少量石灰水倒入集气瓶中，振荡  D．将燃着的木条放在集气瓶口

本节课主要学习了实验室制取CO2的反应原理和实验装置。并了解了气体的实验室制法的一般思路和方法。今后还要学习更多气体制取的方法和装置，应及时归纳总结。

本课题是一堂学生实践课，教学过程设计为：确定课题——设计方案——自主探究——得出结论。

发挥学生主体性的探究式教学方式，是新课程与教学改革的核心任务。探究式教学又是以问题为中心的一种教学方式，问题是探究式教学的起点和主线，也是核心。探究必起于问题，而且是有价值的问题。因此，能否提出对学生具有挑战性和吸引性的问题并使学生在内心产生一种探究的欲望，自觉、主动地探索问题，从而获得新知，是实施探究式教学的关键。换一句话说，要使探究式教学有利于学生自主地对知识进行意义建构，达到预期的目的，一个重要的关键是要有一个成功的探究问题情境的创设。在本课题教学中，学生进行分组实验，探究二氧化碳的实验室制法。让学生通过操作，更直观地理解实验室制取CO2应选择的理想药品，初步认识实验室制取气体时理想药品的选择依据。通过让学生在巩固旧知的基础上分析、推理、引发出实验室制取气体的一般设计思路，达到轻松突破难点的学习效果。通过实验探究，培养了学生的动手能力和发散思维，激发了学生的学习兴趣。