化学人教版九年级上册《排水法收集二氧化碳气体的探究》.docx

排水法收集二氧化碳气体的探究宿松县新兴初中 陈慧芳【教材分析】化学新课程标准对实验教学是这样定义的：实验教学是实施化学科学素质教育的主要途径。化学实验所创设的生动活泼的教学情景，能迅速诱发学生学习化学的内在动力，帮助内化化学知识、掌握实验技能；同时启迪学生思维，体验科学探究，培养探究意识。本实验教学内容节选自第六单元课题2二氧化碳制取的研究，它是培养学生在实验室中制取某种气体时，收集方法思路的最佳素材，对学生今后学习化学基本实验及提升实验探究能力都有深远的影响。【学情分析】1、通过氧气的学习，学生已了解了气体收集的一般思路和方法（根据气体的密度和水溶性），但对排水集气法和排空气法，还缺乏对立统一的认识。2、经过第一、二单元的学习，学生对实验基本操作不再陌生，但操作上仍存在或多或少的问题。3、人教版教材对于能不能用排水法收集二氧化碳气体的处理十分模糊。4、本课题通过对二氧化碳气体的收集方法的探究，熟悉常规仪器的使用，重点帮助学生掌握正确的气体收集方法。5、九年级的孩子们思维活跃，求知欲强，往往更加追求个性化的自我表现，他们更加渴望通过自主探究来获取化学知识，获得成功的快乐。【教学目标】知识与技能：1、掌握气体的收集方法； 2、熟练掌握基本的实验操作； 3、能够根据实验现象做出合理的解释。过程与方法：1、通过猜想实验探究总结，归纳出二氧化碳气体收集的最佳方法；2、通过活动探究，学习运用比较、分析、归纳等方法对实验探究所得信息进行加工。情感态度价值观：1、增强学生对化学世界的好奇心和探究欲，激发学生学习兴趣；2、培养学生动手、合作能力，以及对实验结果的分析、推理能力；3、教育学生不惟教本，要实事求是，尊重实验结果的精神。【教学重、难点】用排水集气法收集二氧化碳；【教学过程】【师】同学们，大家好，很高兴今天有这样一次机会能和同学们一起交流和学习，希望我们能合作愉快。中央电视台有档节目叫“是真的吗？”有同学看过吗？【生1】【师】今天老师也来当一次主持人黄西，最近，我在我们校园里拍到了一段有关两个学生正在讨论的视频，他们在讨论什么呢?请看视频。【PPT】播放视频【师】有同学说可以用排水法收集二氧化碳气体，这是真的吗? （教师立即黑板上板书标题：排水法收集二氧化碳气体的探究）【师】耳听为虚，眼见为实，接下来我们就通过实验来进行验证。我需要一个小助手，哪位同学可以上来帮我？ 【师生合作演示实验】排水法收集二氧化碳气体【师】装置的气密性我都已经提前检查好了，直接加盐酸。同学们可以看到导气管口有气泡冒出，等气泡连续均匀冒出时，再开始收集。集气瓶口有气泡冒出。（将集气瓶正放在桌面上）【师】排水法收集二氧化碳气体，这是真的。（PPT展示二氧化碳的相关信息）【师】同学们看，二氧化碳能溶于水，能与水发生化学反应，为什么还能用排水法收集二氧化碳气体呢？我这儿提前收集了两瓶二氧化碳气体（拿出两软质塑料瓶），现在我分别向两塑料瓶里加入一半体积的水，盖紧，将其中一瓶用力的振荡，同学们仔细观察塑料瓶的变化情况。（教师演示）【师】有变化吗？【生】有，塑料瓶变瘪了。【师】哪位同学来解释解释为什么塑料瓶会变瘪呢？【生】因为二氧化碳溶解在水里，导致瓶内压强减小。【师】塑料瓶形变的很厉害吗？【生】【师】我们再来对比下另一只没有用力振荡的塑料瓶，这说明正常情况下，二氧化碳在水中的溶解量并不是很多，有资料显示：常温常压下，一体积二氧化碳要溶解在一体积水中，大约需要七天的时间。（PPT同时展示）【师】刚才我在用排水法收集二氧化碳气体时，同学们观察到在导气管口有大量气泡冒出，也就是说二氧化碳气泡的冒出速率远大于它的溶解速率，这个问题已经有很多的专家做了大量的实验来证明，我也通过网络资源了解了一些，（PPT播放）这儿是我节选的一篇论文，无论从哪个方面排水法收集二氧化碳是一定可行的。如果还有同学想从理论上对此了解的更多，课后我们都可以通过网络进一步的学习。今后我们在学习上遇到了我们现有知识无法解决的问题，都可以通过网络资源来学习。【过渡】既然排水法和向上排空气法都能收集到二氧化碳气体，那这两种方法有什么不同呢？我们一起来想一想。静等几秒钟（此处老师需点拨）（学生提出一点就在黑板上板书一点）【师】我特想知道这两种收集方法的速度是不是一样？。这两种收集方法收集的气体纯度是不是一样呢？哪种操作方法更简便呢？现象更明显呢？接下来的时间我们将通过这几个方面来比较下两种收集方法的不同。（PPT）展示问题：比较两种收集方法的速率【师】首先我们来比较下两种收集方法的速率怎么比较？同学们小组讨论讨论，设计出一种比较两者收集速率的可行性方案。【小组讨论】小组讨论【师】好，有哪个小组讨论出了方案？【生】我认为可以通过在相同条件下比较收集相同体积二氧化碳的时间。【师】比较时间？在实验过程中就需要记录时间了，这个同学注意的非常好，必须在相同条件下，所以在你们实验桌上，老师都已准备了相等质量的大理石和稀盐酸，还有大小一样的集气瓶。我认为，此处应该有掌声。好，请坐。其他小组还有别的可行性方案吗？【生】我认为还可以比较相同时间收集二氧化碳的体积。【师】可以比较相同时间收集到的二氧化碳的体积，老师这儿也正好准备了一套这样的装置（边讲边出示装置）这两种方法都是可行的，考虑到操作的简便，我们就选择比较收集相同体积二氧化碳的时间。（PPT）同时展示PPT我们首先明确了实验目标：用两种方法收集二氧化碳气体，并记录集满一瓶气体样品的时间。为了节省时间，我们将进行分组实验，奇数组的同学用排水法收集二氧化碳气体，偶数组的同学用向上排空气法收集二氧化碳气体，每组老师准备的都是等量的大理石和稀盐酸。同学们先检查一下仪器和药品，看看是否有缺损？【生】【师】实验过程中，同学们注意将细口瓶里的稀盐酸全部倒入锥形瓶中，友情提示：盐酸具有腐蚀性，应缓慢倾倒！实验中不要忘记我们的实验目标，就是要记录集满一瓶气体的时间，所以特别强调计时员同学，排水法等气泡连续均匀放在集气瓶口时开始计时，集气瓶口有气泡冒出时停止计时，向上排空气法当导气管伸入集气瓶时开始计时，验满木条熄灭后再停止计时。实验结束后，将废液倒入废液缸中，最先完成实验的小组，组长举手示意并告诉我你们组收集气体的时间。大家都听明白了吗？【生】【师】好，我把实验报告单分发下去，小组组长进行分工，把相应同学的名字填好，仔细阅读实验报告单，做好实验前的准备工作，给你们一分钟的时间。【师】都准备好了吗？【生】准备好了【师】开始【学生分组活动】小组收集两瓶气体样品【师】现在每个小组都完成了气体样品的收集，黑板上是同学们刚刚采集的收集时间，从这组数据上同学们能得出什么结论？【生】排水法速度更快。【师】收集相同体积的二氧化碳气体时排水法速率更快。（边讲边板书）【师】通过刚才同学们的实验活动，我们能比较出这两个方面的不同吗？【生】排水法操作比较复杂，向上排空气法更为简便排水法现象更明显，不需要验满，向上排空气法需要验满。【师】我们能直接比较出它们的纯度吗？（拿两个同学收集的样品进行对比）【生】不能【师】看来，我们得想点办法。如何比较两瓶气体样品中二氧化碳的纯度？【生】【师】当白色浑浊很接近的时候就无法进行区分了，老师这里查找到了一条关于二氧化碳性质的相关信息，同学们结合红磷燃烧测定空气中氧气的含量，看能不能设计出一种比较纯度的方案？好，小组先讨论一下。【小组讨论】【师】哪个小组有比较的方案，跟大家分享下。【生】【师】利用压强的知识，好，我将这位同学的思路整理了一下，同学们看，是不是这个意思？【生】【教师演示】拿一瓶同学们刚刚用向上排空气法收集的气体样品给我，来跟我刚才收集的气体进行下对比。同学们仔细观察。【师】同学们看到什么现象？【生】【师】通过这个现象，我们能得出什么结论？我来请个同学说一下【生】【师】本节课，我们通过课堂实验，证明了排水法可以收集到二氧化碳气体，并与传统的向上排空气法进行了对比，我们发现这两种方法各有各的优点，今后我们可以根据自己的需要选择合适的收集方法。【生】排水法更纯【PPT】4、排水法收集的气体更纯。【师总结】通过这节课，我们认识到两种收集气体的方法都有各自的优点，我们可以根据自己的需要选择不同的收集方法，可见，我们不能简单地认为事物的好坏，任何事物都是相对的，不是绝对的。用排水法收集二氧化碳在近年的一些地区的中考中也有出现。【学以致用】（2010年苏州中考第36题）(12分)下图AF是实验室制备某些常见气体的装置示意图。(1)实验室制备CO2的化学方程式为： 可用的发生装置有： (