二氧化碳制取的研究教學(xué)案例

1、二氧化碳制取的研究教學(xué)案例山東省沂南第三中學(xué) 田中強(qiáng)一、教學(xué)目標(biāo)1 1知識與技能（1 1）了解實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理和方法，知道二氧化碳的檢驗和驗滿方法；（2 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。2 2過程與方法（1 1）通過二氧化碳和氧氣有關(guān)性質(zhì)的比較，了解制備二氧化碳和氧氣時，其發(fā)生裝置 與收集裝置的異同，初步確立實驗室制取氣體的一般思路和方法；（2 2）讓學(xué)生在組裝并使用自己設(shè)計的裝置制取氣體的過程中，體驗、反思和完善實驗 設(shè)計，初步掌握基本實驗技能，樹立多角度、多層次觀察和分析問題的能力。3 3情感、態(tài)度與價值觀（ 1 1）增強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)實驗的

2、好奇和探究欲，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣；（2 2）培養(yǎng)學(xué)生善于合作、勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)、勇于創(chuàng)新、大膽實踐的科學(xué)精神。二、教學(xué)重點難點1 1教學(xué)重點： 采用活動與探究的方式研究實驗室中制取二氧化碳的反應(yīng)原理、儀器裝 置，并利用設(shè)計的裝置制取二氧化碳2 2教學(xué)難點： 從實驗室制取氣體的一般思路出發(fā)，學(xué)習(xí)二氧化碳的實驗室制法三、教具、學(xué)具準(zhǔn)備1 1教具準(zhǔn)備： 多媒體教學(xué)系統(tǒng)及課件（ FlashFlash 制作）； “空瓶變癟”趣味實驗用品：空塑料瓶和盛滿二氧化碳的塑料瓶各一只、熱水瓶、 水槽； 制取二氧化碳的裝置兩套（展示所用）：錐形瓶、雙孔塞、長頸漏斗、導(dǎo)管、 集氣瓶、玻璃片；大試管、單孔塞、導(dǎo)管、集氣瓶

3、、玻璃片、鐵架臺；實物投影儀 2 2 學(xué)具準(zhǔn)備：“空瓶變癟”趣味實驗用品：空塑料瓶一只、盛有水的大燒杯一只；探究實驗室制取二氧化碳原理的相關(guān)儀器：點滴板、膠頭滴管、鑷子、藥匙；設(shè)計方案所用：教材中備選儀器的復(fù)印圖片（每張小紙片一種儀器，每種儀器 圖 3 34 4 張以備在不同組合中使用）、雙面膠、小剪刀；實驗室制?。ê喴籽b置）及收集、檢驗、驗滿二氧化碳的相關(guān)儀器：大試管、 單孔塞、導(dǎo)管、集氣瓶、玻璃片、鐵架臺、試管、火柴等；藥品：石灰石、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸、澄清石灰水四、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖IA課孑新在引入新課時，采用空瓶變癟的實驗， 既是為了激發(fā)興趣，也是創(chuàng)設(shè)情景，

4、提出問題。具體實施過程：課前，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。”當(dāng)教師向瓶中 注入約 1/31/3 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！”這時，教師說：“其實老師的瓶子和觀察、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，

5、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。大家的不一樣，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，一遇變癟。見水呀，就哧溜溜鉆進(jìn)去很多一一能由于大部分學(xué)生已經(jīng)預(yù)習(xí)過，很溶于水，所以密封的瓶子里面氣壓也快大家就回答說：“二氧化碳”。會減小，當(dāng)然就會變癟了?！苯處熃右灿袃諏W(xué)回答是氧氣或氮氣的，著發(fā)問：“大家能猜一下這是什么氣但馬上被其他

6、同學(xué)否定了，在前體嗎？”面學(xué)過這兩種氣體都是難溶于水 的?！按蠹抑牢沂窃鯓訉嬃掀恐醒b滿此時，學(xué)生們躍躍欲試，急切地二氧化碳的嗎？你們想不想將自己的想知道怎樣才能讓自己的瓶子里瓶中也裝滿二氧化碳，重復(fù)一下老師 剛才的實驗？”裝滿二氧化碳。提問：如何才能得到一瓶純凈的二氧小組活動，組內(nèi)討論、交流，一化碳呢？小組代表回答，其他小組補充或 搶答。課件投影如下內(nèi)容：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。鼓勵學(xué) 生利用“頭腦風(fēng)暴”法，搜索盡可能 多的反應(yīng)。在已有知提出可題在備課時考慮到學(xué)生的可能答案有：碳在氧氣或空氣中燃燒；一氧化碳在 空氣或氧氣中燃燒；木炭還原氧化銅

7、； 蠟燭燃燒；碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)（質(zhì)量守恒定律中有該實驗）、石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)（某些 學(xué)生已預(yù)習(xí)，卜冋）；一氧化碳還原 氧化銅；識經(jīng)驗的 基礎(chǔ)上， 使學(xué)生初步學(xué)會綜 合分析問 題、理論聯(lián)系實 際，尋找 出可能適在課件中事先將這些隱藏在表格中，根據(jù)學(xué)生的回答一一點出，投放在大 屏幕上。小組討論在實驗室條件下是否可 行，從反應(yīng)條件、藥品來源、操合的反應(yīng)藥品。提問：哪些反應(yīng)能方便快捷地得到較作是否簡便、氣體是否便于收集純凈的二氧化碳呢？等方面綜合考慮。有些反應(yīng)制得 的二氧化碳不純，有些反應(yīng)條件 要求過咼，有些操作不簡便，有師生討論結(jié)果：碳酸鈉與稀鹽酸的反些難于收集等，被冋學(xué)們否應(yīng)、碳酸鈣與

8、稀鹽酸的反應(yīng)能制得較 純凈的二氧化碳。但它們的反應(yīng)速度 如何、氣體是否易于收集呢？讓我們 通過實驗進(jìn)行探究。決。探究實驗石灰石與稀鹽酸、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。師生討論后，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 稀鹽酸師（播放課件）：實驗室制取二氧化 碳的反應(yīng)原理及相應(yīng)的化學(xué)方程式CaC0CaC03+ 2HCI2HCI = CaCSCaCS + 出 0 0 + COCO2分組在點滴板上完成上述實驗， 并得出結(jié)論：碳酸鈉無論與哪種 酸反應(yīng)，速度很快，不易收集； 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

9、來越 少，慢慢停止了反應(yīng)；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。對于含碳 酸根的化 合物與酸產(chǎn)生二氧 化碳的反 應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注 其反應(yīng)物 狀態(tài)、反應(yīng)條件、 反應(yīng)速度 等，從而通過實驗 確定實驗 室制取二氧化碳的 反應(yīng)原理 和最適合藥品。設(shè)計 方案 溫故 知新組織討論選用什么樣的制取和收集裝 置，播放課件“氧氣的實驗室制法” 中列表：反應(yīng)原理、所需藥品、儀器 裝置、收集方法、驗滿方法、檢驗方 法等。引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧第二單元氧氣的 制取推導(dǎo)出二氧化碳的實驗室制法與 實驗室中用雙氧水與二氧化錳制 氧氣有共冋點，都是“固+液T氣，且反應(yīng)不需要加熱”。因此 制取二氧

10、化碳可以用與之相同或 相似的裝置，而不能用高錳酸鉀 或氯酸鉀加熱分解制取氧氣的裝 置。冋時還需要討論收集方法， 通過與氧氣對比， 再聯(lián)系二氧化 碳的物理性質(zhì)，學(xué)生們很快就得 出結(jié)論：二氧化碳只能用向上排 空氣法收集。聯(lián)系對 比，溫故 知新。 設(shè)計 方案從教材第 111111 頁備選儀器圖中選取合 適的儀器，設(shè)計并組裝制取二氧化碳 的裝置。師：讓我們玩一個“拼圖游戲”一一 用印有儀器圖的小紙片盡可能多地拼 接、粘貼成幾套制取并收集二氧化碳 的裝置，也可以另選儀器或代用品手之所以提 供紙片讓 學(xué)生粘貼模擬，而 未用實物 儀器讓學(xué)生組裝， 主要是考交流是升繪設(shè)計圖，比比看哪個小組設(shè)計得最 快、最多、

11、最好。播放課件，拖曳儀器圖，演示組裝過 程，評價、鼓勵各小組成功之處并糾 正學(xué)生裝置圖中的錯誤，特別是向上 排空氣法收集氣體時導(dǎo)管應(yīng)伸入集氣 瓶底部，這一點在裝置圖中就不被很 多學(xué)生所注意。將組裝起的成套裝置用雙面膠粘 貼在白紙上，在實物投影上展示，不同組之間互相交流、 補充完善。師生討論之后，共同評選出了最優(yōu)化裝置（錐形瓶、雙孔塞配長頸漏斗）和最簡單裝置（大試管、單孔塞）各一套。最優(yōu)化裝置最簡單裝置（鐵架臺未畫出）播放課件，組織討論列表“二氧化碳的實驗室制法”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

12、不足），二則學(xué)生 的課桌上 也無法擺 放那么多 的儀器， 故而采用 紙片模擬法。氧氣制法一致，使學(xué)生在這討論二氧化碳制取中的如下問種形式對題：反應(yīng)原理、所需藥品、儀器稱、問題裝置、收集方法、驗滿方法、檢相似的表驗方法等，以提升對二氧化碳實格中進(jìn)行驗室制法的認(rèn)識，使之更加全面、聯(lián)系對系統(tǒng)。比、梳理整合，更易于建構(gòu)自己的知識體系，做到交流相關(guān)問題 與“溫故 知新”中動手實踐遷移應(yīng)用指導(dǎo)學(xué)生完成實驗室制取二氧化碳的 操作提升。學(xué)生小組合作：用最簡單的裝置前期討論 的諸如反 應(yīng)原理、藥品選 用、儀器 裝置及收 集方法等制取并收集一瓶二氧化碳，練習(xí)都像“紙驗滿和檢驗方法，然后用軟空塑上談兵”，料瓶收集一

13、瓶二氧化碳并倒入約是為動手1/31/3 體積水，重復(fù)課前“空瓶變癟”實驗，真實驗。正在實驗室里制取 并收集二 氧化碳打下基礎(chǔ)。另外，讓 學(xué)生重做“空瓶變癟”實驗， 也算是做 到了首尾呼應(yīng)。C1)完成 實驗 后，課 件中投影 展示 如下實驗室常用固體亞硫酸鈉和稀硫酸反應(yīng)來制取S02S02 氣體，已知 S02S02是無色有毒的氣體，密度比空氣大，能溶于水。則實驗室制取S02S02 氣體的發(fā)生裝置應(yīng)選用 ，收集裝置應(yīng)選用。 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2929

14、，各元素的相對原子質(zhì)量為H H:1 1 C C: 12120 0 : 1616 S S：3232）完成有關(guān)知識與方練，對實 驗室制取 氣體的一 般方法和 思路進(jìn)行合理演 繹，提咼 學(xué)生的遷 移應(yīng)用能力，并對 學(xué)生進(jìn)行 達(dá)標(biāo)測七、教后反思本案例是筆者在落實臨沂市教研室推廣的化學(xué)學(xué)科“三五五”教學(xué)策略時，舉行校級公開課的實錄。作為一節(jié)實驗課，策略中要求本著“提出問題”7“設(shè)計方案”7“實驗探 究”7“交流提升”7“遷移應(yīng)用”五個環(huán)節(jié)開展教學(xué)。根據(jù)本課題的特點，我對這幾個環(huán) 節(jié)做了微調(diào)，力求符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。課后，本人也對兩處“別出心裁”的地方進(jìn)行了反 思：對于提出問題時如何創(chuàng)設(shè)情景，我設(shè)計了“空瓶變癟”實