二氧化碳制取的研究教案

课题2 二氧化碳制取的研究

一、教学目标

1.知道实验室制取二氧化碳的研究思路。

2.通过探究活动了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置。

3.初步学习二氧化碳的制取、验证、验满等操作。

4.运用设计装置、动手实验等方法，激发学生参与问题探究的积极性。

二、重点：实验室制取二氧化碳原理和装置的探究。

三、难点：实验室制取二氧化碳装置的设计。

四、教学用品：多媒体；实验仪器和药品（试管；锥形瓶；带导管的橡皮塞；集气瓶；大理石；稀盐酸；碳酸钠；澄清的石灰水等）。

五、教学过程

1.新课导入：

打开雪碧、可乐、啤酒等饮料的封口，我们会发现大量的气泡，这些气泡是什么气体的气泡？（二氧化碳的气泡）怎样验证呢？（将气体通入澄清的石灰水）。在实验室里，二氧化碳气体究竟是怎样制取的呢？本节课我们将一起来研究。

2.知识回顾。

在第二单元，我们曾研究过实验室制取氧气的方法，请同学们观看大屏幕，回忆相关知识。

（1）学生回顾（实验室用高锰酸钾或过氧化氢溶液来制取氧气，其反应原理分别是……）

图1：供选择的实验装置

（2）教师总结：由刚才的知识回顾，我们可以得出，反应原理、制取装置、验证验满方法，是研究实验室制取气体的主要内容，具体的研究思路是，确定制备气体的反应原理，也就是确定反应物及反应的化学方程式→确定气体的制取装置，气体制取的装置包括发生装置和收集装置两部分，发生装置确定的依据是？（反应物的状态和反应发生的条件）收集装置确定的依据是？（气体的密度、溶解性以及气体是否与水反应等）→确定气体验证、验满方法，一般而言，气体验证、验满利用的是气体的——（化学性质）。接下来，我们就沿着这一思路来研究二氧化碳气体的实验室制取。

3.探究活动1：探究实验室制取二氧化碳的反应原理。

（1）提问：在我们所学过的反应中，有哪些反应可以产生二氧化碳呢？实验室里能选用这些反应来制备二氧化碳吗？

（2）师生活动（投影）

（3）教师讲述：我们所了解的这些能够产生二氧化碳的反应，因为生成的气体可能不 纯、反应条件较难满足等原因，没能入选实验室制备二氧化碳的反应。下面，老师再向同学们介绍三个能够生成二氧化碳的反应，让我们通过一组较为粗略的对比实验，看看哪些反应适用于实验室

制取二氧化碳？

（4）教师演示实验。

●投影实验内容（投影）

图2：三个对比实验的示意图

●教师讲述：在进行实验时，要注意：先将半药匙碳酸钠粉末、两至三粒石灰石分别放入三支试管中；然后向三支试管中分别倒入1/5试管的稀盐酸或稀硫酸；我在实验时，你们要注意观察和对比三个反应中气泡产生的快慢。

●教师演示实验（请同学们说一说刚才实验中观察到的现象）。 ●学生回答完成实验报告（投影）

表3：石灰石、碳酸钙与稀盐酸、稀硫酸反应的对比实验

●引导学生分析哪种反应适用于实验室制取二氧化碳气体

讲述：针对上述实验现象，同学们想一想，实验室里制取二氧化碳的最佳反应是？是不是越快

越好（学生思考后得出结论：稀盐酸和石灰石的反应速率适中，适用于实验室制取二氧化碳气体）

●整理实验原理的确定因素（投影）

讲述：由此可知，确定实验室制取气体的反应原理时，我们要就以下因素加以综合考虑：制得的气体较纯；反应条件容易满足；反应速率适中等。由于石灰石和稀盐酸的反应符合上述几点要求，因此，我们将该反应确定为实验室制取二氧化碳气体的反应。

（5）投影反应原理。

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3 ；H2CO3 =H2O+CO2↑；总反应的化学方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（6）边投影边讲述：该反应的反应物是石灰石和稀盐酸，石灰石的主要成分是碳酸钙；稀盐酸的主要成分是氯化氢和水，大理石的主要成分也是碳酸钙，因此，也可以用大理石来替代石灰石。该反应的原理是，石灰石或大理石中的碳酸钙与稀盐酸中的氯化氢反应，生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，很容易分解成二氧化碳和水。将第一个反应式中的碳酸用水和二氧化碳加以替换，这样，就得到了该反应的总的化学方程式

●过渡：确定了实验室制取二氧化碳的原理，接下来，我们该研究什么呢？（制取装置）没错！

4.探究活动2：探究实验室制取二氧化碳的装置。

（1）师生活动（投影）

●提问1：确定二氧化碳的发生装置时要考虑哪些因素？（反应物的状态和反应发生的条件）请一位同学说一说这两个方面的情况（固体和液体；不需要加热）。由此可推知，实验室制取二氧化碳的发生装置和那一个反应的发生装置相似（过氧化氢溶液的分解）。

●提问2：确定二氧化碳的收集装置时要考虑的因素又有哪些？（密度、溶解性、能否与水反应）。虽然二氧化碳的性质是本单元第三课时的学习内容，但相信同学们对此已经有了一定的了解（学生表述，老师补充：密度比空气大；能溶于水；能和水发生反应）。由此可推知，收集二氧化碳气体应该采用——向上排空气法。

●过渡：带着刚才的思考结果，我们来做一回选择。

（2）师生活动（投影）

现提供如下装置，你会选择怎样的发生和收集装置来制取二氧化碳呢？

图3：供选择的实验装置

●学生选择。

●提问2：C装置中用到了长颈漏斗，该仪器的作用是什么？（用于添加盐酸）值得提醒的是，用长颈漏斗时，要注意其下端要插入液面以下形成液封，否则气体要从长颈漏斗中逸出。

●过渡：如果实验室里没有长颈漏斗和锥形瓶，我们能找到其它仪器来替代吗？

（3）师生活动（投影）

在实验室制取二氧化碳时，下列仪器中：

哪些可以代替长颈漏斗？________哪些可以代替锥形瓶？_________

图4：供选择的仪器

●学生选择（注意提醒学生：分液漏斗的下端不需要插入液面以下）。

●过渡：刚才的活动情况表明，同学们对实验室制取二氧化碳装置的认识已经到了能选择、会变通的地步，如果给出若干种实验仪器，相信同学们也一定能够设计出富有个性的实验装置来。（4）师生活动（投影）

●学生设计实验装置（媒体呈现仪器，学生选择，老师点击组装）。

●教师或学生适当点评。

●过渡：下一步该研究什么呢？（二氧化碳的验证和验满）

5.探究活动3：探究二氧化碳的验证和验满。

（1）讲述：验证和验满是两个容易混淆的问题，请同学们运用对比的方式，对此加以思考。

（2）师生活动（投影）

验证：将气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，则表明气体是二氧化碳；

验满：用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则表明气体已经集满。

（3）教师强调：通过对比，我们找到了两者的不同，验证二氧化碳用的是澄清的石灰水，验满二氧化碳用的是燃着的木条。

●过渡：解决了实验室制取二氧化碳的三个主要问题，接下来，同学们该做什么了？（动手实验，制备二氧化碳气体）对！为了使实验进行得规范有序，实验前，我们还必须明确两个问题，一是实验的步骤，二是操作的要点。

6.探究活动4：制取一瓶二氧化碳气体。

（1）学生回忆操作步骤

（2）媒体投影（投影）

a按要求连接好仪器；b检查装置的气密性；c装入药品（先加固体，后加液体）；d收集并验满气体

（3）请两位同学操作实验。

现在老师想请两位同学来配合制取一瓶二氧化碳气体。制取好了后，（问一名学生）你准备用什么方法说明你收集到的气体是二氧化碳？好，给大家演示一下！（问另一名学生）你收集到的二氧化碳气体充满集气瓶了吗？你怎么知道的？把你刚才的验满方法也给大家演示一遍。好，刚才两位同学的演示都很精彩，让我们把掌声送给他们！

7.课堂小结（投影）

（1）过渡：本节课的学习任务已经基本完成了，请同学们回头看看，盘点一下自己的收获。

（2）学生回答本节课所学到的知识，所运用的方法。

下课以后的学习任务是——

8.布置作业。