二氧化碳制取的研究（區(qū)一等獎(jiǎng)）

九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)岳西中學(xué)朱志華二氧化碳制取的研究課題2一、教材地位和作用本節(jié)課是人教版九年級(jí)化學(xué)上冊(cè)第六單元《碳和碳的氧化物》課題2。本節(jié)課在全書(shū)乃至整個(gè)化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中，所占有十分重要的地位。它是培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)，藥品的選擇、裝置的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法等思路的最佳素材，也是中考必考內(nèi)容。上好本節(jié)課對(duì)學(xué)生今后學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)探究能力都有深遠(yuǎn)的影響。二、教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能：

(1)了解實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理，探究實(shí)驗(yàn)室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。

(2)了解實(shí)驗(yàn)室制取氣體的方法和設(shè)計(jì)思路。

2、過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣的方法和設(shè)計(jì)思路，探索實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品和實(shí)驗(yàn)裝置，讓學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本過(guò)程（提出假設(shè)，實(shí)驗(yàn)探究，獲得結(jié)論）和方法。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)實(shí)驗(yàn)、問(wèn)題討論，培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)、創(chuàng)新、合作的科學(xué)品質(zhì)。通過(guò)師生間、學(xué)生間合作學(xué)習(xí)，體驗(yàn)探究成功的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)生探究欲。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品、反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置的選擇探究，并利用設(shè)計(jì)的裝置制取二氧化碳。重點(diǎn)突破：（1）通過(guò)討論交流和教師演示實(shí)驗(yàn)，確定實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品、反應(yīng)原理。（2）讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，并指出其優(yōu)缺點(diǎn)。（3）讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，教師針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題指出實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)。

教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置探究。難點(diǎn)突破：根據(jù)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的兩套實(shí)驗(yàn)裝置圖，讓學(xué)生分析對(duì)比兩套裝置，從而確定實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置。四、學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，對(duì)于氣體的制法與收集較為熟悉，懂得氣體的收集方法與物理性質(zhì)有關(guān)。如何制取二氧化碳學(xué)生很快想到的是人的呼吸、木炭的燃燒、碳還原氧化銅，除了看書(shū)之外不會(huì)想到用大理石與鹽酸反應(yīng)來(lái)制取，所以要在課前安排學(xué)生查覽資料，收集能產(chǎn)生二氧化碳的物質(zhì)。本課的難點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置的選擇，如果老師講，學(xué)生聽(tīng)可以效果不太好，而讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并根據(jù)將自己的設(shè)計(jì)方案到臺(tái)上展示、與同學(xué)交流，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)該更容易掌握，而且印象也更加深刻。五、教學(xué)方法采用師生活動(dòng)探究、對(duì)比探究、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流、討論歸納相結(jié)合的教學(xué)法。六、教學(xué)程序及設(shè)計(jì)思路1、投影（或小組派代表展示）“課前檢測(cè)”和“自學(xué)預(yù)習(xí)”內(nèi)容。2、探究1、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品。3、探究2、實(shí)驗(yàn)室制取和收集二氧化碳?xì)怏w的裝置。（選裝置）4、探究3、實(shí)驗(yàn)室制取和收集二氧化碳?xì)怏w。5、本課小結(jié)。（小結(jié)）6、達(dá)標(biāo)檢測(cè)?；顒?dòng)與探究一探究?jī)?nèi)容：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理?？晒┻x擇的原料：石灰石（主要成分CaCO3）、碳酸鈉（Na2CO3）、稀鹽酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）可供選擇的儀器：小試管、藥匙。探究方法：方案現(xiàn)象1234結(jié)論：

資料一：1、含碳酸根離子的化合物[例：碳酸鈉Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3]能與稀鹽酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）反應(yīng)生成二氧化碳。2、把燃著的木條放入二氧化碳中，木條

，把燃著的木條伸入氮?dú)庵?，木條

。3、向石灰水中吹氣，現(xiàn)象

，說(shuō)明二氧化碳能讓石灰水變渾濁。4、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CO2的密度為1.977g/L,

空氣的密度為1.293g/L。5、二氧化碳易溶于水，且與水反應(yīng)。

一、確定實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的藥品實(shí)驗(yàn)1：稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)我們通過(guò)下面4個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究：注意觀察反應(yīng)現(xiàn)象，并分析原因，然后填寫(xiě)下表現(xiàn)象分析有大量氣泡產(chǎn)生，大理石逐漸溶解該反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，反應(yīng)速度適中，便于控制。大理石與稀鹽酸反應(yīng)生成了碳酸和氯化鈣：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3碳酸很不穩(wěn)定，分解成水和二氧化碳：H2CO3=H2O+CO2總反應(yīng)方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2實(shí)驗(yàn)2：稀硫酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)現(xiàn)象分析剛開(kāi)始有大量氣泡產(chǎn)生，一時(shí)間后，氣泡逐漸減少，反應(yīng)逐漸停止。雖然該反應(yīng)能生成二氧化碳：CaCO3+H2SO4==CaSO4+H2O+CO2但生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在大理石表面，形成一層薄膜，使大理石與酸不能接觸，反應(yīng)難以進(jìn)行。結(jié)論實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳能不能用稀硫酸代替稀鹽酸實(shí)驗(yàn)3：稀鹽酸與碳酸鈉粉未反應(yīng)現(xiàn)象分析結(jié)論反應(yīng)非常劇烈，短時(shí)間產(chǎn)生大量氣泡碳酸鈉粉未的表面積很大，與鹽酸接觸面積大，反應(yīng)速度很快，不易控制實(shí)驗(yàn)室不能用碳酸鈉粉未或大理石粉未等粉未狀物質(zhì)制取二氧化碳該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2實(shí)驗(yàn)4：稀梳酸與碳酸鈉粉未反應(yīng)現(xiàn)象分析結(jié)論反應(yīng)非常劇烈，短時(shí)間產(chǎn)生大量氣泡碳酸鈉粉未的表面積很大，與稀硫酸接觸面積大，反應(yīng)速度很快，不易控制實(shí)驗(yàn)室不能用碳酸鈉粉未或大理石粉未等粉未狀物質(zhì)制取二氧化碳該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2裝置：方案現(xiàn)象1石灰石與稀鹽酸反應(yīng)反應(yīng)速率適中2石灰石與稀硫酸反應(yīng)反應(yīng)難于進(jìn)行3碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)反應(yīng)速率太快不便于氣體收集4碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)反應(yīng)速率太快不便于氣體收集問(wèn)題與討論1實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳能不能用濃鹽酸代替稀鹽酸？

2通過(guò)前面的探究實(shí)驗(yàn)及上述討論，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該用什么藥品制取二氧化碳？答：不能。因?yàn)闈恹}酸具有揮發(fā)性，使收集的二氧化碳不純。答：在實(shí)驗(yàn)室用稀鹽酸與大理石（或石灰石）反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳。（大理石或石灰石的主要成分是碳酸鈣）結(jié)論：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳常用的理想藥品是

和

：石灰石稀鹽酸制取二氧化碳藥品選取原則是：

①反應(yīng)條件是否容易達(dá)到；②產(chǎn)生氣體的量是多少；③收集的氣體是否純凈；④裝置、操作是否簡(jiǎn)單；⑤原料是否易得、價(jià)廉。注意：不用稀硫酸。因?yàn)榱蛩崤c石灰石反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在石灰石的表面，阻止石灰石與稀硫酸的反應(yīng)。不用碳酸鈉。因?yàn)樘妓徕c與稀鹽酸反應(yīng)時(shí)速度過(guò)快，不容易控制反應(yīng)過(guò)程，不利于收集氣體。不用濃鹽酸。因?yàn)闈恹}酸有強(qiáng)揮發(fā)性，可揮發(fā)出氯化氫氣體，使得到的二氧化碳不純。二、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理藥品：一般利用稀鹽酸與大理石（石灰石）反應(yīng)方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2三、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路1、選擇反應(yīng)原理；2、選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；3、確定驗(yàn)證氣體的方法。實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置氣體發(fā)生裝置氣體收集裝置反應(yīng)物的狀態(tài)固體和固體反應(yīng)固體和液體反應(yīng)液體和液體反應(yīng)反應(yīng)條件（是否需要加熱、加催化劑等）。。。四、怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置排空氣法密度比空氣的大——向上排氣法密度比空氣的小——向下排氣法排水法（不易溶于水、不與水發(fā)生反應(yīng)）（1）固體+固體，加熱1、發(fā)生裝置（2）固體+液體，不加熱發(fā)生裝置（1）排水法：（收集的要比排空氣法純凈）適用對(duì)象：氣體不溶于水，且不與水反應(yīng)2、收集裝置（2）向上排空氣法：適用對(duì)象：氣體密度比空氣大且不與空氣中的成份反應(yīng)收集裝置（3）向下排空氣法：收集裝置適用對(duì)象：氣體密度比空氣小且不與空氣中的成份反應(yīng)（4）收集，并量體積收集裝置3、氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法：?jiǎn)栴}與討論1、實(shí)驗(yàn)室常用哪兩種方法制取氧氣？寫(xiě)出化學(xué)方程式，并對(duì)比反應(yīng)物狀態(tài)、反應(yīng)條件。2、分析制取裝置有什么不同，為什么？2H2O22H2O+O2MnO2

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2加熱高錳酸鉀制取氧氣分解雙氧水制取氧氣由于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件不同，所以所采用的氣體發(fā)生裝置也不同4、二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法1、二氧化碳和氧氣相關(guān)性質(zhì)比較五、探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置二氧化碳氧氣反應(yīng)物的狀態(tài)反應(yīng)條件氣體密度比空氣大或小是否與水反應(yīng)固體+液體反應(yīng)常溫大能溶于水并能與水反應(yīng)固體加熱略大不能想一想：實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置是否與制取氧氣的裝置相同？為什么？2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置藥品的特點(diǎn)：固體+液體反應(yīng)的條件氣體的性質(zhì)氣體發(fā)生裝置氣體收集裝置請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并畫(huà)出一套制取二氧化碳的裝置下列儀器可供設(shè)計(jì)制取二氧化碳的裝置時(shí)選擇，你也可以另選或自制儀器，還可以利用代用品。3、以下是設(shè)計(jì)的部份裝置可供參考（1）、氣體發(fā)生裝置ABCDEFGHIJK想一想：上述裝置各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？(2)、氣體收集裝置二氧化碳?xì)怏w能不能用排水法收集，為什么？點(diǎn)撥：二氧化碳的密度比空氣大能溶于水，且與水反應(yīng)。4、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置5、我們還可以組合出更多的制取裝置6、制取二氧化碳的注意事項(xiàng)：1、固體藥品應(yīng)事先直接加入錐形瓶中；2、長(zhǎng)頸漏斗的作用是加入液體藥品；3、長(zhǎng)頸漏斗的下端管口應(yīng)伸入反應(yīng)液面以下；4、錐形瓶中的導(dǎo)氣管不應(yīng)伸入反應(yīng)液面以下，應(yīng)剛露出膠塞為宜；5、伸入集氣瓶中的導(dǎo)氣管口應(yīng)位于集氣瓶底部，而不應(yīng)位于集氣瓶口。此實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置圖有哪些錯(cuò)誤？為什么？請(qǐng)改正？123課堂練習(xí)1長(zhǎng)頸漏斗沒(méi)有插入液面下出氣導(dǎo)管太長(zhǎng)，伸入了液面下沒(méi)有用向上排空氣法收集1、怎樣檢驗(yàn)生成的氣體是二氧化碳？答：將生成的氣體通入澄清的石灰水，石灰水變渾濁，證明生成的氣體是二氧化碳。討論檢驗(yàn)方法澄清石灰水變渾濁討論2、怎樣檢驗(yàn)二氧化碳是否收集滿(mǎn)？答：用燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條熄滅，證明已滿(mǎn)。驗(yàn)滿(mǎn)方法六、討論并歸納實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的操作步驟連接儀器

①檢查氣密性

②加大理石

③加稀鹽酸

④收集氣體

⑤認(rèn)真寫(xiě)出探究活動(dòng)報(bào)告自已設(shè)計(jì)探究活動(dòng)報(bào)告冊(cè)七、關(guān)于尾氣的處理知識(shí)小節(jié)二、實(shí)驗(yàn)室制取氣體裝置的確定反應(yīng)物的狀態(tài)1.發(fā)生裝置反應(yīng)條件向上排空氣法排空氣法2.收集裝置向下排空氣法

排水法知識(shí)小節(jié)三、實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳1.藥品：石灰石（或大理石）和稀鹽酸2.原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑3.裝置：發(fā)生裝置：固體液體不加熱型收集裝置：向上排空法4.驗(yàn)滿(mǎn)：用燃著的木條放在集氣瓶口，熄滅則滿(mǎn)5.檢驗(yàn)：倒入澄清的石灰水，振蕩變渾濁則是二氧化碳Ca＋Cl＝CaCl2＋＋CO2↑CO3CO3

課堂小結(jié)1）反應(yīng)原理2）裝置圖3）收集方法4）檢驗(yàn)方法二氧化碳實(shí)驗(yàn)室制法向上排空氣法將氣體通入澄清石灰水或向集氣瓶倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁2H2HH2OABDC課堂練習(xí)21實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的