二氧化碳的实验室制法

教学目标

知识目标
　　使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；

　　通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；

　　通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；

能力目标
　　通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；

　　通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；

　　通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；

　　通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。

情感目标
　　在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；

　　在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。

 

教学建议

课堂引入指导
　　方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。

　　方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。

　　方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。

知识讲解指导
　　注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。

　　注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。

　　联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。

关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
　　本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。

　　本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。

关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
　　为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；

　　本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。

讲授过程指导
　　二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。

　　注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。

课程结束指导
　　复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。

　　布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。

　　布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。

 

教学设计方案一

教学过程：

　　【引言】

　　二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。

　　（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）

　　1.碱式碳酸铜热分解

　　2.蜡烛燃烧

　　3.木炭燃烧

　　4.石墨等碳单质在氧气中燃烧

　　5.木炭还原氧化铜

　　6.碳在高温下还原氧化铁

　　7.碳酸受热分解

　　8.人或动物的呼吸

　　9.高温煅烧石灰石……

　　引导学生讨论作为实验室制法的条件是：

　　1.制取应简便迅速；

　　2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；

　　3.操作简单、安全，易于实现。

　　学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。

　　【板书】第四节二氧化碳的实验室制法

　　【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。

　　【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。

　　【板书】一  反应原理

　　1.试剂  石灰石或大理石  盐酸

　　【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。

　　【板书】2.原理：

　　CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑

　　【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？

　　【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）

　　【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。

　　【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）

　　【板书】二、反应装置：

　　（学生回答、教师归纳）

　　【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图

　　【讨论】

　　1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？

　　2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？

　　3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？

　　4.如何检验二氧化碳是否收集满？

　　（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）

　　【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。

　　【讲解】

　　1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。

　　2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。

　　3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。

　　4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。

　　【板书】三  收集方法：向上排气法

　　验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。

　　【板书】四、实验室制取二氧化碳

　　【演示】制取并验证二氧化碳气体。

　　【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？

　　（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）

　　【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。

　　【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍

　　【演示】灭火器原理实验。

　　常用二氧化碳灭火器主要有：

　　（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器

　　【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：

　　1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。

　　2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。

　　3.根据气体的物理性质（尤其是密度及其在水中的溶解性），选择合适的收集方法及验满方法。

教学设计方案二

教学重点：实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。

教学难点： 从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室气体装置的设计思维水平。

教学过程：

　　【引入】

　　节课我们学习了二氧化碳的性质，今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。

　　根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析，在实验室制取一种气体应考虑哪些因素？

　　学生活动：以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。

　　【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?

　　学生活动：

　　列出很多反应
　

　　除大家列出的反应外，还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。

　　提问：以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是？说明原因。

　　学生活动：通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2­­ 的反应。

　　[板书]：

　　实验药品：

　　1．      石灰石和稀盐酸

　　2．      反应原理

　　CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2­+H2O请归纳反应的特点。

　　3．      反应装置：固液不加热装置

　　4．      收集装置

　　向上排空气集气法

　　提出探究问题：设计何种实验装置来制取CO2？（至少2种）

　　教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考

　　学生活动：分组讨论。小组活动。

　　1．首先考虑制氢气的装置。

　　2．在制氢装置基础上，改进实验装置。

　　3．提出各种装置的创意。

　　4．画出草图，有小组代表上台展示并讲解设计思想。

　　5．其他小组质疑。

　　（建议：此处应提供可制备CO2的各种仪器及组装好的装置图。最好是动态的。）

　　在同学们的共同设计中找到满足条件的设计。

　　1．简易气体发生装置（试管、导气管）

　　2．将试管改为烧瓶、广口瓶等较大液体容器。

　　3．类似启普发生器装置（气体出口有控制开关或固液分离机关设计）

　　提出问题：根据大家的设计，总结满足需要的制取CO2的合理装置。

　　1．制取少量的气体

　　2．一次性制取大量的气体

《二氧化碳的实验室制法》