化学人教版九年级上册课题2 二氧化碳制取的研究.docx

课题2 二氧化碳制取的研究一、教学目标1、知识与技能 使学生掌握实验室中制取二氧化碳所用药品、原理，学会实验室制取二氧化碳的操作、收集及检验方法。 2、过程与方法 （1）探究实验室制取二氧化碳的装置、药品，并利用设计的装置制取二氧化碳。 （2）学会对仪器的使用及观察实验现象的方法。（3）初步认识观察、分析、讨论、归纳、总结、理解及运用的科学方法过程。 3、情感态度与价值观 通过实验，激发学生学习化学的兴趣和动机，养成互相交流，勇于实践的良好习惯。 二、重点难点重点 实验室制取二氧化碳的药品、原理、装置、操作及检验和验满的方法。 难点 实验室制取二氧化碳装置的设计思路。三、教学准备多媒体投影、实验所需的实验用品。四、教学设计一、新课引入在前面的学习中，我们已经学习过实验室制取氧气的方法，并且知道实验室制取气体的一般思路是：1、首先在实验室的条件下，用什么药品制取我们所需要的气体，进而来确定制取气体的反应原理。2、根据反应原理中反应物的状态、反应条件确定制取气体的的发生装置。3、根据生成气体的物理性质，确定气体的收集装置及验满。4、通过实验验证制取的气体就是我们所制得的气体。二氧化碳是我们最熟悉的气体之一，它也是这一种具有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳气体呢？二、合作探究（活动探究一）探究实验室制取二氧化碳的理想原料【过渡】今天我们就来一起探究一下实验室中制取二氧化碳的方法。【板书】课题2 二氧化碳的实验室制取【讨论】到目前为止，我们在前面的学习中，有哪些化学反应能够放出二氧化碳呢?（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法，教师指导评价。）同学们所说的反应在实验室制取都不合适，下面我给你们提供了些资料，我们一起来看下这些资料，看同学们能否在这些资料中找到适合在实验室制取二氧化碳的方法。【指导阅读资料】1、碳酸钠（NaCO3）、大理石或石灰石主要成分为碳酸钙(CaCO3)等碳酸盐、均能与稀盐酸（有效成分为HCl）或稀硫酸（有效成分为H2SO4）等酸直接反应生成二氧化碳。2、二氧化碳的性质信息(从生活经验和已有事实推测):（1）把燃烧的木条放入二氧化碳中，木条熄灭，说明（ ）。（2）打开汽水瓶盖可观察到（ ），这个事实说明二氧花碳在水里的溶解性（ ），且二氧化碳能与水反应。（3）向石灰水中吹气，现象为（ ），说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙CaCO3反应，以此来鉴定二氧化碳气体。（4）在标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L,空气密度为1.293g/L,说明二氧化碳的密度比空气的密度（ ）。【教师】根据资料1，我们发现用含有碳酸根的盐与酸反应也可以反应制取CO2，如：Na2CO3粉末和稀盐酸、CaCO3粉末和稀盐酸、石灰石和稀盐酸、石灰石和稀硫酸等，这些反应都适合来制取二氧化碳吗？【过渡】下面我们通过一个演示实验来证实一下。【演示实验】取四支试管编号A、B、C、D，A试管中装有碳酸钠粉末，B试管中装有碳酸钙粉末，C试管中装有石灰石，D试管中装有石灰石，分别向四支试管中滴加稀盐酸和稀硫酸，观察反应现象，记录。反应原料实验现象反应剧烈程度Na2CO3粉末和稀盐酸CaCO3粉末和稀盐酸石灰石和稀盐酸石灰石和稀硫酸【学生活动】（1）通过A、B两支试管中产生气体的程度，思考反应生成气体是否容易收集。（2）通过C、D两支试管中产生气体的程度，思考那个适合制取二氧化碳。（解释：由于碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面，阻止大理石与稀硫酸接触，反应就停止了，所以不能用稀硫酸与碳酸钙反应制取二氧化碳。）【总结】实验室制取二氧化碳最适合的是：用大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳。【板书】一、药品大理石或石灰石、稀盐酸二、反应原理CaCO3+2HCl=CaCl2+ CO2+H2O 【过渡】我们已经知道实验室最合适制取二氧化碳的药品是大理石和稀盐酸，但这里我们也要知道不使用其他药品的原因，比如：为什么不选择稀硫酸与石灰石、Na2CO3粉末或CaCO3粉末和稀盐酸、浓盐酸与石灰石反应？【学生回答】提问。因为硫酸与石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在石灰石的表面，阻止石灰石与稀硫酸的反应。反应无法彻底进行。 因为浓盐酸有强挥发性，可挥发出氯化氢气体，使得到的二氧化碳不纯。Na2CO3粉末或CaCO3粉末和稀盐酸，反应速度太快，不易收集。（活动探究二）探究实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置【过渡】通过上面的探究中，我们已经知道实验室制取二氧化碳的原理，下面我们继续探究下制取二氧化碳的装置，装置一般可以分成发生装置和收集装置，选择什么样的装置，我们要有所依据才行，就比如发生装置我们选择的依据是什么呢？（学生回答） 主要依据为：反应物的状态、反应条件。收集装置选择的依据又是什么呢？（学生回答）主要依据：气体的物理性质，密度及溶解性等。【学生活动】同学们回忆一下前面我们学习氧气的实验室制取时所用到的原理及装置【教师】在前面的学习中我们知道氧气可以用不同的反应原理来制取，不同的反应原理用到的实验装置也是不同的，下面是就是实验室制取氧气时，所用到的两套装置： 是过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气是加热高锰酸钾（或加热氯酸钾）制取氧气【学生活动】学生回答选择上述两套装置的依据，并思考相对制取氧气的原理及装置，能否用制取氧气的装置来制取二氧化碳，为什么？【总结】二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较反应物状态反应条件密度是否溶于水CO2固+液常温比空气大可溶于水 O2固体加热比空气大不易溶于水液+固常温【过渡】通过上面二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较，如果让我们选择制取二氧化碳的装置，应该选择那一套装置？（学生回答，选择依据）【结论1】实验室制取二氧化碳发生装置为：固液常温型。【板书】实验室制取二氧化碳发生装置为：固液常温型。【观察思考】是不是第一套装置就一定适合制取二氧化碳呢？我们还需要考虑什么？（教师提示：一套装置，其中包括发生装置和收集装置）。氧气和二氧化碳物理性质相同吗？那他们能用同样的收集装置吗？首先请同学们回忆一下我们学过的收集装置有哪些？（教师罗列，并引导学生回忆选择收集装置的依据）。 1、排水法：难溶或不易溶于水且不与水发生 2、 向上排空气法：比空气的密度大且不与空气发生反应的气体 3、 向下排空气法: 比空气的密度小且不与空气发生反应的气体 【学生讨论】现在请同学们根据二氧化碳的物理性质和收集装置的选择依据，判断二氧化碳适合哪种收集装置来收集。【结论2】实验室制取二氧化碳收集装置为：向上排空气法。【板书】实验室制取二氧化碳收集装置为：向上排空气法。【过渡】通过上面探究的过程，我们一起总结一下实验室制取气体装置的确定。【小结】实验室制取气体装置的确定 固体反应物 反应物的状态 固体和液体反应气体发生装置 液体和液体反应反应条件（是否需加热、催化剂等）排空气法 密度比空气大：向上排气法气体收集装置 密度比空气小：向下排气法排水法（不易溶于水、不与水反应）【学生活动】根据教材114页给出的仪器及上面所学习的知识，自己设计制取二氧化碳的装置，同学之间互相讨论和交流自己设计的装置的优缺点。（教师巡查指导）【过渡】同学们设计的装置，有的同学设计的很好，有些同学设计的还存在一些缺陷，但总体上都遵循了制取二氧化碳时发生装置和收集装置的选择依据，这是值得表扬的。【教师】投影实验室制取二氧化碳的简易装置，并告诉学生制取二氧化碳的装置并不是一成不变的，但是装置不管如何变化，它最本质的东西是不会变的，比如：反应原理和选择依据。（活动探究三）探究实验室二氧化碳的检验和验满【思考1】我们已经确定了二氧化碳的装置，但有个问题，我们收集的装置一定是二氧化碳吗？我们该如何验证收集的气体就是所要的二氧化碳呢？（资料）【结论】将生成的气体通入澄清的石灰水中，若石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。【板书】二氧化碳的检验：澄清的石灰水。【思考2】二氧化碳是一种无色无味的气体，在收集的过程中，如何确定是否收集满呢？【结论】将一根燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满。【板书】二氧化碳的验满：用燃着的木条放在集气瓶口【小结】实验室氧气与二氧化碳检验与验满的比较：实验室中检验二氧化碳用_澄清石灰水_；实验室中检验氧气用_带火星的木条 _； 实验室中验满二氧化碳用_用燃着的木条放在集气瓶口_；实验室中验满氧气（向上排空气法）用_用带火星的木条放在集气瓶口_； 实验室中用排水法收集氧气时看到_瓶口出现大气泡_现象时说明氧气已经满了。【课堂练习1】 1下图为实验室制取二氧化碳的装置图，有哪些错误？请改正。 （1）长颈漏斗没有插入液面下（2）出气导管太长，伸入了液面下（3）没有用向上排空气法收集 2某同学利用下图做制取二氧化碳的装置图，回答下列问题：（1）当左边气体发生装置连接好了之后，接着应进行的步骤_。（2）实验时，加入试剂的顺序_。（3）收集时，导管接近集气瓶底部的原因是_。（4）长颈漏斗下端插入液面以下的原因 _。（检查装置的气密性；先固后液；排尽集气瓶中的空气，以便收集较纯净的CO2；防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出）五、课堂小结（一）、二氧化碳的实验室制法药品选择：石灰石和稀盐酸反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2装置选择：固液常温型收集方法：向上排空气法检验方法：澄清石灰水变浑浊验满方法：燃着的木条放瓶口，木条熄灭（二）、发生装置决定于反应物状态和反应的条件: 看反应物的状态：有固体与固体反应的，也有固体与液体反应的； 看反应的条件：有加热的，也有不需加热的。 收集装置决定于气体的物理性质： 密度小于空气且不与空气中的气体发生反应的气体，可用向下排空气法收集； 密度大于空气且不与空气中的气体发生反应的气体，可用向上排空气法收集； 不易溶于水的气体，可用排水法收集。（三）、 检验方案及原理 通入澄清的石灰水，澄清的石灰水变浑浊，则通入的气体是二氧化碳。（四）、 验满方案及原理 点燃的木条放在瓶口，若木条熄灭，则已收集满二氧化碳，因为二氧化碳不支持燃烧。【课堂练习2】 1实验室制取二氧化碳最适合的反应物是（ ） A碳酸钠粉末和稀硫酸 B大理石和稀盐酸 C石灰石和稀硫酸 D大理石和浓盐酸 2铅蓄电池中含有硫酸，如果不慎将硫酸漏到大理石地面上，会发出嘶嘶声，并有气体产生。这种气体是（ ） A二氧化硫 B氧气 C氢气 D二氧化碳3检验集气瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是（ ） A加入澄清石灰水，观察是否变浑浊 B将燃着