科粵版九年級(jí)化學(xué)教案：5.3 二氧化碳的性質(zhì)和制法

PAGEPAGE75.3二氧化碳的性質(zhì)和制法一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1．了解二氧化碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2．初步學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法，了解實(shí)驗(yàn)室制備氣體的思路和方法。過(guò)程與方法：通過(guò)二氧化碳性質(zhì)的探究活動(dòng)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的基本過(guò)程情感態(tài)度與價(jià)值觀：1.培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)、合作、嚴(yán)謹(jǐn)、合作的科學(xué)品質(zhì)，以及集體協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神2．認(rèn)識(shí)自然界中的碳循環(huán)；了解并關(guān)注溫室效應(yīng)。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：了解二氧化碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，學(xué)習(xí)在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法，了解實(shí)驗(yàn)室制備氣體的思路和方法。教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)室制備氣體的思路和方法。三、教學(xué)過(guò)程（1）探究二氧化碳的物理性質(zhì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論①取一瓶二氧化碳?xì)怏w，觀察其顏色、氣味、狀態(tài)無(wú)色無(wú)味氣體無(wú)色、無(wú)味的氣體②如圖所示，在鐵架臺(tái)上系一根細(xì)木棍，在木棍的兩端各掛一個(gè)小紙袋，使其保持平衡，向其中一個(gè)小紙袋中倒入二氧化碳。觀察現(xiàn)象倒入二氧化碳的一端向下傾斜密度比空氣大③如圖所示，向一個(gè)收集滿二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩。觀察現(xiàn)象塑料瓶扁了能溶于水④如圖所示，點(diǎn)燃“階梯形”鐵皮架上的兩支小蠟燭，將鐵皮架放入燒杯中；從燒杯的一側(cè)向燒杯中傾倒二氧化碳?xì)怏w。觀察現(xiàn)象蠟燭由下到上依次熄滅①密度比空氣大；②不能燃燒也不支持燃燒結(jié)論：二氧化碳是無(wú)色、無(wú)味的氣體，能溶于水，密度比空氣大（物理性質(zhì)）一般情況下，不燃燒也不支持燃燒（化學(xué)性質(zhì)）二氧化碳在一定的條件下，能發(fā)生三態(tài)變化。(2)化學(xué)性質(zhì)活動(dòng)與探究：知識(shí)鏈接：紫色石蕊試液遇到酸會(huì)變成紅色。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論1①用一支試管取少量水，滴加幾滴紫色石蕊試液，振蕩，觀察現(xiàn)象溶液變成紫色—②向上述溶液中通入二氧化碳，觀察溶液的顏色變化溶液變成紅色二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸CO2＋H2O=H2CO3③再把溶液放在酒精燈火焰上加熱，又出現(xiàn)什么現(xiàn)象溶液又變成紫色碳酸受熱分解H2CO3=CO2↑＋H2O2用一支試管取少量澄清的石灰水，再通入二氧化碳?xì)怏w，觀察現(xiàn)象澄清的石灰水變渾濁二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O二氧化碳具有的化學(xué)性質(zhì)：①不能燃燒，也不支持燃燒。②能與水反應(yīng)生成碳酸，CO2＋H2O=H2CO3。③與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O。該反應(yīng)可用于檢驗(yàn)二氧化碳。補(bǔ)充：④二氧化碳能與單質(zhì)碳在高溫條件下反應(yīng)生成一氧化碳，C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO。2．實(shí)驗(yàn)室怎樣制取二氧化碳(1)藥品及反應(yīng)原理生物體的呼吸作用可產(chǎn)生CO2；碳在氧氣中燃燒生成CO2；蠟燭燃燒也可以生成CO2；煤氣或天然氣燃燒也可生成CO2；……實(shí)驗(yàn)室里用什么藥品來(lái)制取CO2呢？從原料的來(lái)源、價(jià)格，操作是否便利，收集到氣體的純度等方面綜合考慮：實(shí)驗(yàn)室常用稀鹽酸跟大理石(或石灰石)在常溫下反應(yīng)來(lái)制取二氧化碳。CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O(2)實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置實(shí)驗(yàn)室里過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的發(fā)生裝置可以用來(lái)制取二氧化碳嗎？都是液體與固體在常溫下反應(yīng)來(lái)制取氣體，實(shí)驗(yàn)室里過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的發(fā)生裝置可以用來(lái)制取二氧化碳。實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的簡(jiǎn)易裝置(如下圖所示)。(3)收集方法和驗(yàn)滿方法①收集方法：由于二氧化碳的密度比空氣大，能溶于水?？捎孟蛏吓趴諝夥ㄊ占趸?如左下圖所示)。②收集時(shí)驗(yàn)滿方法：二氧化碳是無(wú)色無(wú)味的氣體，無(wú)法直接觀察到集氣瓶?jī)?nèi)是否已經(jīng)收集滿氣體。利用二氧化碳不能支持燃燒，能滅火的性質(zhì)來(lái)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)時(shí)將燃著的木條放在集氣瓶口(如右上圖所示)，木條熄滅，證明已經(jīng)收集滿，否則就沒(méi)有收集滿。3．二氧化碳對(duì)生活和環(huán)境的影響(1)二氧化碳的用途二氧化碳在空氣成分中含量雖然很小，但是在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的用途(如下圖所示)。二氧化碳的用途(2)二氧化碳對(duì)人體健康的影響二氧化碳雖然沒(méi)有毒性，但二氧化碳不能供給呼吸。當(dāng)環(huán)境中二氧化碳超過(guò)正常含量時(shí)，對(duì)人體健康產(chǎn)生一定的影響?？諝庵卸趸嫉捏w積分?jǐn)?shù)/%對(duì)人體的影響1感到氣悶、頭暈、心悸4～5感到氣悶、頭痛、眩暈10使人神志不清、呼吸停止，以致死亡(3)溫室效應(yīng)“溫室效應(yīng)”(如下圖所示)通常是指空氣中的二氧化碳等氣體讓陽(yáng)光可以透過(guò)，又能吸收地表的紅外線輻射，阻止地表熱量向外散發(fā)，起到類似暖房的玻璃罩或塑料大棚的作用，提高了地表的溫度。能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體除二氧化碳外，還有甲烷、一氧化二氮、氟氯烴化合物、臭氧等。溫室效應(yīng)盡管對(duì)溫室效應(yīng)及其長(zhǎng)期影響還需進(jìn)一步研究。但是保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境，防止溫室效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)，是整個(gè)人類社會(huì)的責(zé)任。都應(yīng)減少使用化石燃料，更多的利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉?，大力植?shù)造林等。4．自然界中的碳循環(huán)碳是構(gòu)成生物原生質(zhì)的基本元素，雖然它在自然界中的蘊(yùn)藏量極為豐富，但綠色植物能夠直接利用的僅僅限于空氣中的二氧化碳。自然界碳循環(huán)的基本過(guò)程是：大氣中的二氧化碳被陸地和海洋中的植物吸收，然后通過(guò)生物或地質(zhì)過(guò)程以及人類活動(dòng)，又以二氧化碳的形式返回大氣中(如下圖所示)。大氣中二氧化碳的產(chǎn)生與消耗5．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳發(fā)生裝置的選擇化學(xué)教材中的制取氣體裝置大多都是簡(jiǎn)易裝置，在實(shí)驗(yàn)的操控性、產(chǎn)生氣體連續(xù)性、氣體的量等方面存在不盡完善之處，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)以彌補(bǔ)不足。如下圖所示是把實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳簡(jiǎn)易裝置根據(jù)需要進(jìn)行改進(jìn)示意圖。制氣裝置改進(jìn)示意圖改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置是為了使裝置裝配更合理、操作更簡(jiǎn)便等，解題時(shí)應(yīng)綜合考慮儀器的特點(diǎn)和改進(jìn)的目的?！纠?】實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所用藥品及反應(yīng)現(xiàn)象：反應(yīng)藥品反應(yīng)現(xiàn)象石灰石＋稀硫酸開(kāi)始有氣泡，后慢慢停止碳酸鈉＋稀硫酸劇烈冒出氣泡碳酸鈣粉末＋稀硫酸產(chǎn)生大量氣泡，速率很快石灰石＋稀鹽酸產(chǎn)生大量氣泡，速率較慢碳酸鈉＋稀鹽酸劇烈冒出氣泡碳酸鈣粉末＋稀鹽酸產(chǎn)生大量氣泡，速率很快石灰石＋濃鹽酸產(chǎn)生大量氣泡，有刺激性氣味注：1．石灰石的主要成分是CaCO3；2．濃鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)揮發(fā)出HCl氣體。比較各組的反應(yīng)現(xiàn)象，你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的最佳試劑組為_(kāi)_______________，理由是________________。解析：石灰石與稀硫酸反應(yīng)一會(huì)兒后終止，不能連續(xù)產(chǎn)生氣體；碳酸鈉、碳酸鈣粉末與稀硫酸、稀鹽酸反應(yīng)速率太快，不便于收集氣體；石灰石與濃鹽酸反應(yīng)生成的氣體中混有HCl氣體；石灰石與稀鹽酸反應(yīng)速率適中，便于收集。(1)根據(jù)上圖回答：在連接c和d時(shí)，使d較易插入c中的措施是___________________；(2)采用圖A所示操作可能造成的后果之一是____________________；(3)圖B中的氣體發(fā)生裝置雖然簡(jiǎn)單，操作方便，但無(wú)法控制反應(yīng)速率。請(qǐng)從圖中選取________(選填序號(hào))與a組裝成新的氣體發(fā)生裝置，以達(dá)到控制反應(yīng)速率的目的。解析：(1)橡皮管與導(dǎo)管連接時(shí)用水濕潤(rùn)后容易插入；(2)圖A所示操作容易壓破容器，甚至刺破手；(3)控制反應(yīng)速率，需要控制加入液體藥品的流量，圖中只有裝置E的注射器能達(dá)到此目的。答案：(1)將插入橡皮管的導(dǎo)管一端用水濕潤(rùn)(2)壓破試管(或刺破手)(3)E6．氣體制備裝置的選擇、凈化和收集(1)氣體制備裝置的選擇實(shí)驗(yàn)裝置的選取，主要從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件考慮。氣體的收集方法，由生成的氣體的物理性質(zhì)決定。①反應(yīng)物為“固＋固”需加熱，選擇KClO3和MnO2共熱、KMnO4加熱制取O2的發(fā)生裝置，如圖1。②反應(yīng)物為“固＋液”不需加熱，選擇雙氧水和二氧化錳反應(yīng)制氧氣或稀鹽酸和大理石制CO2的發(fā)生裝置，如圖2。③反應(yīng)物為“氣＋固”需加熱，暫不研究。(2)氣體的凈化(干燥)裝置①干燥裝置液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑常見(jiàn)干燥劑濃硫酸無(wú)水氯化鈣堿石灰裝置可干燥氣體H2、O2、CO2H2、O2、CO2H2、O2(不可干燥CO2)注意事項(xiàng)a進(jìn)b出(長(zhǎng)進(jìn)短出)a進(jìn)b出(大進(jìn)小出)左進(jìn)右出②凈化裝置A為加熱固態(tài)試劑以除去氣體中雜質(zhì)的裝置，如用灼熱的銅絲除氧氣。B、C一般盛液體藥品，用于洗液，如用濃硫酸除水蒸氣，氫氧化鈉溶液除CO2氣體，氣體由a口進(jìn)b口出。D一般盛固體藥品，如用堿石灰吸收水或二氧化碳。(3)氣體的收集方法①氣體不易或難溶于水，采用排水法收集。②氣體的密度比空氣大，采用向上排空氣法收集；密度比空氣小，采用向下排空氣法收集。③有毒氣體的收集，若氣體不溶于水，采用類似洗氣瓶的裝置排水收集；若氣體易溶于水，同樣采用類似洗氣瓶的裝置排空氣收集。密度比空氣大的氣體導(dǎo)入集氣瓶時(shí)，“長(zhǎng)進(jìn)短出”；反之，“短進(jìn)長(zhǎng)出”。四、板書