第六單元 碳和碳的氧化物課題2 二氧化碳制取的研究從容說課本課題主要研究實驗室中如何制取二氧化碳。首先根據所給資料探究了實驗室制CO2的原理。然后教材給出了確定氣體發生裝置和收集裝置時應考慮的因素，并給出了一些儀器，讓學生采用活動探究的方式研究實驗室中制取CO2的裝置；再利用設計的裝置制取CO2、驗證CO2；最后總結了實驗室中制取氣體的思路。教學目標1知識與技能(1)了解實驗室中制取CO2的反應原理。(2)探究實驗室中制備CO2的裝置。(3)了解實驗室中制取氣體的思路和方法。2過程與方法能合理使用課堂資料，并會利用這些資料設汁實驗方案。3情感態度與價值觀從設計裝置和制取氣體的過程中獲取成就感，進一步增強學習化學的自信心。教學重難點探究實驗室中制取CO2的裝置，并制取CO2。教學方法理解資料一分析探究歸納總結反思小結。教具準備教師用具：投影儀。學生用具：(1)儀器：小試管、藥匙、注射器、錐形瓶、平底燒瓶、燒杯、大試管、集氣瓶、長頸漏斗、(帶導管的)雙孔塞及單孔塞、帶塞子的彎導管、水槽、酒精燈；(2)藥品：石灰石、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木條。課時安排1課時教學過程板書課題2 二氧化碳制取的研究引言在第二單元制取過O2，今天再來探究制備CO2，首先看以下幾則信息。投影資料：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氣中，木條______。3向石灰水中吹氣，現象__________，說明CO2能讓石灰水變渾濁。4標準狀況下，CO2密度為1977 gL-1，空氣密度為1293 gL-1。5CO2易溶于水，且與水反應。活動探究探究內容：實驗室制取CO2的原理。可供選擇的原料：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：步驟現象1234結論：______________。學生活動交流(教師適當指導)石灰石與HCl反應速度適中；CaCO3與H2SO4反應難于進行；Na2CO3與酸反應瞬間結束，不便收集。所以實驗室制取CO2選擇石灰石與稀鹽酸反應。講解碳酸鈣與鹽酸反應：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3。碳酸不穩定易分解生成CO2和H2O，所以總反應為：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O。板書一、實驗室制取CO2的反應原理CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O設問我們如何設計一套完整的裝置制取CO2?板書二、實驗室制取CO2的裝置投影資料：實驗室里制取氣體裝置的確定實驗室里制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分。下面列出了確定氣體發生裝置和收集裝置時應考慮的因素。固體和固體反應反應物的狀態 固體和液體反應氣體發生裝置 液體和液體反應反應條件（是否需要加熱、加催化劑等）密度比空氣大的向上排氣法排空氣法氣體收集裝置密度比空氣小的向上排氣法排水法（不易溶于水、不與水發生反應）活動與探究二氧化碳和氧氣制取實驗及相關性質比較二氧化碳和氧氣制取實驗及相關性質比較反應物的狀態反應條件氣體密度比空氣的大或小是否溶于水是否與水反應二氧化碳氧氣根據上述比較，分析制取二氧化碳和氧氣的發生裝置和收集裝置各有什么不同。試設計制取二氧化碳的裝置，并與同學討論、交流，分析各自設計的裝置的優缺點。以下儀器可供設計制取二氧化碳的裝置時選擇，你也可以另選或自制儀器，還可以利用代用品。學生活動(以組為單位進行探究)教師指導若使用右圖裝置應注意：固體事先直接加入錐形瓶中，長頸漏斗的作用是加入液體，長頸漏斗應伸入反應液面以下，導氣管不應伸入反應液面以下，應剛露出膠塞為宜。討論交流討論上述注意事項的原因，組與組之間討論交流各自裝置的優缺點。師生活動各組修改自己的裝置，教師審查。設問如何利用所設計的裝置制一瓶CO2氣體，需要哪些步驟?學生討論總結并板書三、制取CO2的步驟1檢查裝置的氣密性；2加入藥品；3制取收集氣體。思考1如何驗證所制出的氣體是以CO2?2如何驗證集氣瓶中CO2已收集滿?討論總結板書四、驗證CO2氣體的方法(見板書設汁)1檢驗方法2驗滿方法學生活動制CO2并檢驗CO2，收集一滿瓶CO2。思考實驗室制取氣體的思路是什么?師生總結并板書1. 選擇反應原理；2選擇合適的實驗裝置；3確定驗證氣體的方法。作業習題2、3、5寫出本次的探究活動報告。板書設計課題2 二氧化碳制取的研究一、實驗室制取CO2的反應原理CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O二、實驗室制取CO2的裝置三、制取CO2的步驟1檢查裝置的氣密性；2加入藥品；3制取收集氣體。四、驗證CO2氣體的方法1檢驗方法：將導管通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，證明生成的氣體是CO2。2驗滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則說明CO2已收集滿。五、實驗室制取氣體的思路1選擇反應原理；2選擇合適的實驗裝置；3確定驗證氣體的方法。考題回顧1實驗室制取二氧化碳時，常用 ( )A. 木炭和氧氣反應 B煅燒石灰石C大理石跟稀鹽酸反應 D大理石跟稀硫酸反應2小明在實驗室里學習制取CO2，他的具體操作步驟如下：(1)組裝儀器后，進行了裝置氣密性的檢查，見圖A。請你幫他判斷一下，這套裝置是否漏氣?(2)他從稀H2SO4、稀HCl中選擇了一種酸，與石灰石反應制CO2。想一想他不選另一種酸的理由__________。(3)小明想用圖B裝置來制取CO2，你認為是否理想?_____________。(4)請你告訴他集滿CO2的集氣瓶，應該__________(填“正”或“倒”)放在桌面上。答案：1C2(1)不漏氣、氣密性良好 (2)稀硫酸跟石灰石反應生成的CaSO4微溶，覆蓋在石灰石表面，阻止反應繼續進行 (3)不理想 (4)正備課資料氣體制備的設計模式1發生裝置的選擇主要從反應物狀態和反應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加熱，適用于制O2裝置(a套裝置)，即試管橫放，管口略下傾，教科書中加熱Cu2(OH)2CO3、H2還原CuO、膽礬分解均采用此裝置。(2)凡是固體與液體反應制氣體，且反應不需加熱，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，可加長頸漏斗或分液漏斗。若反應物固體塊較大，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注意：先檢查氣密性后再加藥品；制氣裝置中導管口略露出膠塞即可；鐵夾夾在試管的中上部。另外，利用a套裝置時還應注意：藥品平鋪；加熱用外焰，先均勻加熱后集中加熱；如反應較劇烈，要在試管口塞一團棉花，以防藥品堵塞導管口；制完氣體，應先撤導管后撤酒精燈。利用b套裝置時還應注意：長頸漏斗底端需液封；裝藥品時先固后液。(3)收集裝置的選擇凡常溫下不與空氣中的成分反應的氣體，可根據氣體密度與空氣密度的比較(或利用空氣平均相對分子質量與氣體相對分子質量比較)，采用向下或向上排空氣取氣法。凡氣體不易溶或難溶于水的，可采用排水取水法。有毒性且不溶于水的氣體，可采用洗氣瓶倒裝裝置(即短進長出)，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氣體性質選用。利用排氣法收集氣體時需注意：導管應插入集氣瓶底部(無論向下排氣或向上排氣)；應在瓶口驗滿，可燃性氣體不能用點燃法驗滿。利用排水法收集氣體時需注意：收集前集氣瓶應充滿水倒立于水槽中，不留氣泡。(4)所集氣體的存放：比空氣密度大的氣體，蓋嚴后正放；比空氣密度小的氣體，蓋嚴后倒放。2氣體除雜的設計模式氣體中混入雜質氣體，一般可采取下述方法進行除雜。(1)直接吸收法水汽可選擇干燥劑，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、五氧化二磷等需在試題中說明。酸(堿)類氣體可采用堿(酸)液吸收。酸性氣體如二氧化碳氣體、二氧化硫氣體、氯化氫氣體等可用濃氫氧化鈉溶液吸收。堿性氣體如氨氣可用酸液吸收。如果是二氧化碳氣體中混有氯化氫氣體(如制取二氧化碳氣體時用的是鹽酸溶液)，可用飽和碳酸氫鈉溶液來吸收。(2)轉化吸收法將混入的氣體雜質轉化為原氣體，如二氧化碳氣體中混有一氧化碳氣體，可將混合氣體通過灼熱的氧化銅，將一氧化碳氧化為二氧化碳,達到除雜目的。3氣體驗證性實驗的設計模式初中化學中能夠參與驗證的氣體有O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl氣體等。其中O2、CO2、H2O(g)、NH3、HCl氣體可直接驗證：CO2：可使澄清石灰水變渾濁。H2O：可使無水硫酸銅變藍。NH3：可使濕潤紅色石蕊試紙變藍。HCl：可使用硝酸酸化過的硝酸銀溶液產生白色沉淀。有些氣體需將它們轉化后驗證，如一氧化碳氣體、氫氣需轉化為二氧化碳和水蒸氣后，再驗證生成物。綜合性較強的驗證性實驗應注意以下幾方面：(1)若需驗證某種氣體，則一定要先除去此氣體中其他氣體，一般是先除其他氣體雜質后再除水汽；(2)從溶液中制得或從洗氣瓶中通過的氣體中都夾帶少量水汽，一般需先干燥；(3)連接儀器時注意洗氣瓶的連接是“長進短出”，球形干燥管的連接一般是“粗進細出”，U形干燥管和玻璃管(盛裝碳粉或氧化銅)則無特殊要求，一般按照儀器接口的字母順序連接；(4)如有毒性氣體要做尾氣處理。年級初三學科化學版本期數內容標題二氧化碳制取的研究分類索引號G.623.2分類索引描述教學法主題詞二氧化碳制取的研究欄目名稱教案精選供稿老師審稿老師錄入一校二校審核8