第六單元課題2二氧化碳的制取研究

第六單元課題2二氧化碳制取的研究【教學(xué)課型】：新課課程目標(biāo)導(dǎo)航：【教學(xué)課題】：二氧化碳制取的研究【教學(xué)目標(biāo)】：1、知識與技能1）了解實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理。2）探究實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的裝置，并利用設(shè)計(jì)的裝置制取二氧化碳。3）了解實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的思路和方法。2、過程和方法：1）使學(xué)生懂得在實(shí)驗(yàn)室里如何制取二氧化碳，通過比較培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。2）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過實(shí)驗(yàn)室制取O2、CO2裝置的比較，找出它們的異同點(diǎn)，滲透對比的方法以及物質(zhì)的性質(zhì)決定制法的思想方法?！窘虒W(xué)重、難點(diǎn)】：探究實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的裝置，并利用設(shè)計(jì)的裝置制取二氧化碳【教學(xué)工具】：儀器：錐形瓶（或廣口瓶、大試管）、長頸漏斗，帶導(dǎo)管的雙孔塞、集氣瓶、玻璃片、導(dǎo)氣管等。藥品：大理石（或石灰石）、碳酸鈉溶液、稀鹽酸、稀硫酸溶液?！窘虒W(xué)方法】：一般歸納、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、分析探究◆課前預(yù)習(xí)1.在回顧氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取的基礎(chǔ)上，預(yù)習(xí)二氧化碳進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取的裝置、檢驗(yàn)方法等。2．可以歸納出實(shí)驗(yàn)室氣體制取的一般思路是什么？◆教學(xué)情景導(dǎo)入在課題1中我們學(xué)過碳在氧氣中充分燃燒、高溫下碳還原氧化銅都可以生成二氧化碳，在實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳是否可以利用這些反應(yīng)呢？◆教學(xué)過程設(shè)計(jì)提問：請同學(xué)們討論總結(jié)：根據(jù)前面學(xué)過的實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的思路是什么？總結(jié)：實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路是：選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，包括反應(yīng)物和反應(yīng)條件；選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；檢驗(yàn)所制得的氣體等。實(shí)驗(yàn)探究：探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的理想原料。（重點(diǎn)比較反應(yīng)速率快慢）投影：實(shí)驗(yàn)探究的參考信息：碳酸鈉粉末（Na２CO３）和大理石或石灰石（主要成分都是CaCO３）等碳酸鹽均能跟稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H２SO４)等酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳。提供：藥品：⑴碳酸鈉粉末（Na２CO３）⑵石灰石或大理石（主要成分是CaCO３）反應(yīng)；⑶碳酸鈣粉末（CaCO３）⑷稀鹽酸(有效成分HCl)⑸稀硫酸(有效成分H２SO４) 可供選的儀器：試管、藥匙、膠頭滴管指導(dǎo)：學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究中的提供的儀器和藥品，取用并觀察現(xiàn)象；分析總結(jié)：根據(jù)提供藥品可做如下實(shí)驗(yàn)： ⑴碳酸鈉粉末和稀鹽酸 ⑵碳酸鈉粉末和稀硫酸 ⑶石灰石或大理石和稀鹽酸 ⑷石灰石或大理石和稀硫酸 ⑸碳酸鈣粉末和稀鹽酸 ⑹碳酸鈣粉末和稀硫酸分析：實(shí)驗(yàn)中，他們觀察發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)⑴⑵⑸迅速反應(yīng)，生成大量氣體，碳酸鈉粉末很快消耗完畢；實(shí)驗(yàn)⑷⑹剛開始冒出了少量氣泡，但很快氣泡越來越少，藥品有剩余但反應(yīng)停止；實(shí)驗(yàn)⑶迅速反應(yīng)，生成較多的氣體，反應(yīng)持續(xù)時間較長。結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)室里常常用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳：板書：一反應(yīng)原理1.藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸2.方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O提供：二氧化碳的性質(zhì)信息（從生活經(jīng)驗(yàn)和已有事實(shí)推測）⑴在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度是1.977g/L，比空氣的密度（空氣是1.29g/L）。⑵把燃著的木條插入盛二氧化碳的集氣瓶中，木條熄滅，說明二氧化碳不助燃。⑶打開汽水瓶蓋可以看到有氣泡冒出，這說明二氧化碳能溶于水且二氧化碳與水反應(yīng)。⑷人向石灰水中吹氣，看到的現(xiàn)象澄清石灰水變渾濁，說明二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣Ca(OH)２：反應(yīng)。講解：結(jié)合教材110頁提供信息，實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置選擇依據(jù)。投影： ⑴發(fā)生裝置的選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件。 ①如果反應(yīng)物的狀態(tài)是固體，反應(yīng)條件需耍加熱，采用固－固加熱裝置。 ②如果反應(yīng)物的狀態(tài)是固體和液體，反應(yīng)條件不需要加熱，采用固液不加熱裝置或類似裝置。 ⑵收集裝置的選擇依據(jù)：氣體的水溶性、氣體的密度 ①排水集氣法：適用于難溶于水或不易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。此法收集的氣體較為純凈；當(dāng)有氣泡從水槽中冒出時，表明氣體收集已滿。 ②向上排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。同時，應(yīng)在集氣瓶的瓶口處蓋上玻璃片，以便穩(wěn)定氣流。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗(yàn)滿。 ③向下排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差，需要驗(yàn)滿。指導(dǎo)：結(jié)合上述提供信息及上面所講知識完成：二氧化碳和氧氣相關(guān)性質(zhì)比較表。討論：根據(jù)上述信息分析，制取二氧化碳和氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置有什么不同？實(shí)驗(yàn)探究：結(jié)合上述原理和教材111頁提供的儀器，設(shè)計(jì)制取二氧化碳的裝置，并與同學(xué)討論、交流，分析各自設(shè)計(jì)的裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。（也可選用其它儀器、自制儀器或代用品）總結(jié)：總結(jié)學(xué)生討論、實(shí)驗(yàn)探究的成果： 發(fā)生裝置：發(fā)生裝置要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來確定。由于反應(yīng)物是塊狀的大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)，且反應(yīng)不需要加熱，生成的CO2難溶于酸，因此CO2的發(fā)生裝置可為（課本圖）（或其它類似裝置，如容器用平底燒瓶也可）。收集裝置：收集裝置要根據(jù)CO2的性質(zhì)來確定．因?yàn)镃O2能溶于水，且密度比空氣密度大，因此一般只用向上排空氣法來收集板書：二、實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置：固液接觸型收集裝置：向上派空氣法提問：長頸漏斗為什么要插入液面下？生答：起液封作用，防止生成的氣體從長頸漏斗跑掉。提問：為什么插入集氣瓶的導(dǎo)氣管要接近瓶底？生答：如果不接近瓶底，瓶內(nèi)空氣不易排出，收集到的CO2氣體不純。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟制取并收集一瓶二氧化碳。提問：怎樣檢驗(yàn)生成的氣體是二氧化碳？如何檢驗(yàn)集氣瓶中的二氧化碳已收集滿了？總結(jié)并板書：三、驗(yàn)證氣體1.檢驗(yàn)：將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳 2.驗(yàn)滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則證明已收集滿了課堂板書設(shè)計(jì)課題2二氧化碳制取的研究一反應(yīng)原理1.藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸2.方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O二、實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置：固液接觸型收集裝置：向上派空氣法三、驗(yàn)證氣體1.檢驗(yàn)：將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳 2.驗(yàn)滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則證明已收集滿了課堂作業(yè)設(shè)計(jì)：1.實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳常用的方法是A.煅燒石灰石 B.石灰石和稀鹽酸反應(yīng)C.燃燒木炭 D.大理石和稀硫酸反應(yīng)2.下列裝置能用來收集二氧化碳?xì)怏w的是3.檢驗(yàn)二氧化碳是否充滿集氣瓶的正確方法是A.將澄清石灰水倒入集氣瓶內(nèi)振蕩B.將點(diǎn)燃的木條伸入集氣瓶內(nèi)C.將點(diǎn)燃的木條放在集氣瓶口D.將帶火星的木條接近集氣瓶口5.實(shí)驗(yàn)室制二氧化碳時無需用到的儀器是A.集氣瓶 B.水槽C.導(dǎo)氣管 D.長頸漏斗6.根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置回答下列問題：①用加熱固體的方法產(chǎn)生氣體，應(yīng)選發(fā)生裝置（填序號，下同），收集難溶性氣體應(yīng)選。②B裝置中長頸漏斗末端應(yīng)伸至液面以下，可以防止。伸進(jìn)D，E中的導(dǎo)管均應(yīng)接近集氣瓶底部是為了。參考答案：解析：用石灰石與稀鹽酸反應(yīng)速率適中，條件簡單解析：二氧化碳的密度大于空氣，必須用向上排空氣法收集，且導(dǎo)管必須伸到集氣瓶底部解析：利用二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒的性質(zhì)解析：二氧化碳能溶于水，必須用向上排空氣法收集6.①A；C②生成的氣體從長頸漏斗中逸出；把集氣瓶內(nèi)的空氣排凈。教學(xué)反思本節(jié)課需注意通過探究得出二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取方法，這樣學(xué)生對于氣體的實(shí)驗(yàn)室制取的一般思路理解可以較為深刻。如果條件允許，可以拓展學(xué)生在裝置設(shè)計(jì)等方面的思維，以進(jìn)一步增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和深入思考能力。拓展1．發(fā)生裝置的選擇主要從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)時是否需要加熱來選擇。(1)凡是給固體加熱或固體跟固體反應(yīng)加熱。適用于制O2裝置(a套裝置)，即試管橫放，管口略下傾。(2)凡是固體與液體反應(yīng)制氣體，且反應(yīng)不需加熱，均可采用制取H2裝置(b套裝置)，即試管直立(a、b套裝置圖略)。若要控制液體反應(yīng)?？杉娱L頸漏斗或分液漏斗。若反應(yīng)物固體塊較大。且用量多，可將試管換成廣口瓶、錐形瓶或燒瓶等。無論選用上述哪種裝置均應(yīng)注意：①先檢查氣密性后再加藥品；②制氣裝置中導(dǎo)管口略露出膠塞即可；③鐵夾夾在試管的中上部。另外，利用a套裝置時還應(yīng)注意：①藥品平鋪；②加熱用外焰。先均勻加熱后集中加熱；③如反應(yīng)較劇烈，要在試管口塞一團(tuán)棉花，以防藥品堵塞導(dǎo)管口；④制完氣體，應(yīng)先撤導(dǎo)管后撤酒精燈。利用b套裝置時還應(yīng)注意：①長頸漏斗底端需液封；②裝藥品時先固后液。(3)收集裝置的選擇①凡常溫下不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體，可根據(jù)氣體密度與空氣密度的比較(或利用空氣平均相對分子質(zhì)量與氣體相對分子質(zhì)量比較)．采用向下或向上排空氣取氣法。②凡氣體不易溶或難溶于水的．可采用排水取水法。③有毒性且不溶于水的氣體．可采用洗氣瓶倒裝裝置(即短進(jìn)長出)．從長管排出的水可用燒杯接裝，如將燒杯換成量筒還可用來測量生成氣體的體積。洗氣瓶中的液體可根據(jù)氣體性質(zhì)選用。利用排氣法收集氣體時需注意：①導(dǎo)管應(yīng)插入集氣瓶底部(無論向下排氣或向上排氣)；②應(yīng)在瓶口驗(yàn)滿?？扇夹詺怏w不能用點(diǎn)燃法驗(yàn)滿。利用排水法收集氣體時需注意：收集前集氣瓶應(yīng)充滿水倒立于水槽中，不留氣泡。(4)所集氣體的存放：①比空氣密度大的氣體．蓋嚴(yán)后正放；②比空氣密度小的氣體。蓋嚴(yán)后倒放。2．氣體除雜的設(shè)計(jì)模式氣體中混入雜質(zhì)氣體．一般可采取下述方法進(jìn)行除雜。(1)直接吸收法①水汽可選擇干燥劑．如濃H2SO4、火堿、氧化鈣等初中常見的干燥劑，若選用其他干燥劑如氯化鈣、五氧化二