二氧化碳制取的研究

课题课题 2 二氧化碳制取的研究二氧化碳制取的研究 一 教学目标 1 知道实验室制取二氧化碳的研究思路 2 通过探究活动了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置 3 初步学习二氧化碳的制取 验证 验满等操作 4 运用设计装置 动手实验等方法 激发学生参与问题探究的积极性 二 重点 实验室制取二氧化碳原理和装置的探究 三 难点 实验室制取二氧化碳装置的设计 四 教学用品 媒体 实验仪器和药品 试管 锥形瓶 带导管的橡皮塞 集气瓶 大理石 稀盐酸 碳酸钠 澄清的石灰水等 五 教学过程 1 1 新课导入 新课导入 打开雪碧 可乐 啤酒等饮料的封口 我们会发现大量的气泡 这些气泡是什么气体的气泡 二氧化碳的气泡 怎样验证呢 将气体通入澄清的石灰水 好 让我们来试一试 教师用可乐 饮料做演示实验 我们看到 澄清的石灰水变浑了 由澄清的石灰水变浑浊这一现象 可推出 可乐饮料中逸出的气体的确是二氧化碳 在实验室里 二氧化碳气体究竟是怎样制取的呢 本节课 我们将一起来研究 板书 课题板书 课题 2 2 二氧化碳制取的研究二氧化碳制取的研究 2 2 知识回顾 知识回顾 在第二单元 我们曾研究过实验室制取氧气的方法 请同学们观看大屏幕 回忆相关知识 1 学生回顾 实验室用高锰酸钾或过氧化氢溶液来制取氧气 其反应原理分别是 表 1 实验室制取氧气的知识回顾 药 品KMnO4H2O2溶液和 MnO2 反应原理反应原理2KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2 2H2O2 2H2O O2 反应物状态固体固体 液体 反应条件加热不需加热 发生装置发生装置AB 收集装置收集装置C 或 D 验证方法验证方法用带火星的木条伸进瓶内 木条复燃 则该气体是氧气 验满方法验满方法用带火星的木条放在瓶口 木条复燃 则证明已满 图 1 供选择的实验装置 2 教师总结 由刚才的知识回顾 我们可以得出 反应原理 制取装置 验证验满方法 是研究实验室制取气体的主要内容 具体的研究思路是 确定制备气体的反应原理 也就是确定反 应物及反应的化学方程式 确定气体的制取装置 气体制取的装置包括发生装置和收集装置两部分 发生装置确定的依据是 反应物的状态和反应发生的条件 收集装置确定的依据是 气体的密 度 溶解性以及气体是否与水反应等 确定气体验证 验满方法 一般而言 气体验证 验满利 MnO2 用的是气体的 化学性质 接下来 我们就沿着这一思路来研究二氧化碳气体的实验室制取 3 3 探究活动探究活动 1 1 探究实验室制取二氧化碳的反应原理 探究实验室制取二氧化碳的反应原理 1 提问 在我们所学过的反应中 有哪些反应可以产生二氧化碳呢 实验室里能选用这些反 应来制备二氧化碳吗 2 师生活动 投影 议一议 表 2 能够产生二氧化碳气体的反应 生成二氧化碳的反应能否用于实验室里制取二氧 化碳及理由 1C O2 CO2不能 制得的气体可能不纯 2石蜡 氧气 二氧化碳 水不能 制得的气体可能不纯 32Fe2O3 2C 4Fe 3CO2 不能 条件较难满足 42CuO C 2Cu CO2 不能 条件较难满足 3 教师讲述 很遗憾 我们所熟悉的这些能够产生二氧化碳的反应 因为生成的气体可能 不 纯 反应条件较难满足等原因 没能入选实验室制备二氧化碳的反应 下面 老师再向同学们介绍 三个能够生成二氧化碳的反应 让我们通过一组较为粗略的对比实验 看看哪些反应适用于实验室 制取二氧化碳 4 学生分组实验 投影实验内容 投影 做一做 图 2 三个对比实验的示意图 教师讲述 在进行实验时 要注意 先将半药匙碳酸钠粉末 两至三粒石灰石分别放入三 支试管中 然后向三支试管中分别倒入 1 5 试管的稀盐酸或稀硫酸 我们在实验时要注意观察和对 比三个反应中气泡产生的快慢 学生实验 教师巡回指导 请同学们说一说刚才实验中观察到的现象 学生填写实验报告 投影 说一说 表 3 石灰石 碳酸钙与稀盐酸 稀硫酸反应的对比实验 引导学生分析那种反应适用于实验室制取二氧化碳气体 想一想 实验药品实验现象 1 稀盐酸和碳酸钠粉末产生气泡 速率很快 2 稀盐酸和块状石灰石产生气泡 速率适中 3 稀硫酸和块状石灰石产生气泡 速率缓慢并渐止 点燃 点燃 高温 高温 讲述 针对上述实验现象 同学们想一想 实验室里制取二氧化碳的最佳反应是 学生思考 后得出结论 稀盐酸和石灰石的反应速率适中 适用于实验室制取二氧化碳气体 整理实验原理的确定因素 投影 理一理 讲述 由此可知 确定实验室制取气体的反应原理时 我们要就以下因素加以综合考虑 制得 的气体较纯 反应条件容易满足 反应速率适中等 由于石灰石和稀盐酸的反应符合上述几点要求 因此 我们将该反应确定为实验室制取二氧化碳气体的反应 板书 一 反应原理板书 一 反应原理 5 投影反应原理 CaCO3 2HCl CaCl2 H2CO3 H2CO3 H2O CO2 总反应的化学方程式 CaCO3 2HCl CaCl2 H2O CO2 6 边投影边讲述 该反应的反应物是石灰石和稀盐酸 石灰石的主要成分是碳酸钙 稀盐 酸的主要成分是氯化氢和水 大理石的主要成分也是碳酸钙 因此 也可以用大理石来替代石灰石 板书 石灰石 大理石 和稀盐酸板书 石灰石 大理石 和稀盐酸 该反应的原理是 石灰石或大理石中的碳酸钙与稀盐酸中的 氯化氢反应 生成氯化钙和碳酸 碳酸不稳定 很容易分解成二氧化碳和水 将第一个反应式中的 碳酸用水和二氧化碳加以替换 这样 就得到了该反应的总的化学方程式 板书 板书 CaCOCaCO3 3 2HCl 2HCl CaClCaCl2 2 H H2 2O O CO CO2 2 过渡 确定了实验室制取二氧化碳的原理 接下来 我们该研究什么呢 制取装置 没错 4 4 探究活动探究活动 2 2 探究实验室制取二氧化碳的装置 探究实验室制取二氧化碳的装置 板书 二 制取装置板书 二 制取装置 1 师生活动 投影 相信你会思考 提问 1 确定二氧化碳的发生装置时要考虑哪些因素 反应物的状态和反应发生的条件 请一位同学说一说这两个方面的情况 固体和液体 不需要加热 板书 发生板书 发生 固液 不加热固液 不加热 由此可推知 实验室制取二氧化碳的发生装置和那一个反应的发生装置相似 过氧化氢溶液的分解 提问 2 确定二氧化碳的收集装置时要考虑的因素又有哪些 密度 溶解性 能否与水反 应 虽然二氧化碳的性质是本单元第三课题的学习内容 但相信同学们对此已经有了一定的了解 学生表述 老师补充 密度比空气大 能溶于水 能和水发生反应 由此可推知 收集二氧化 碳气体应该采用 向上排空气法 板书 收集板书 收集 向上排空气向上排空气 过渡 带着刚才的思考结果 我们来做一回选择 2 师生活动 投影 相信你会选择 现提供如下装置 你会选择怎样的发生和收集装置来制取二氧化碳呢 图 3 供选择的实验装置 学生选择 提问 2 C 装置中用到了长颈漏斗 该仪器的作用是什么 用于添加盐酸 值得提醒的是 用长颈漏斗时 要注意其下端要插入液面以下形成液封 否则气体要从长颈漏斗中逸出 过渡 如果实验室里没有长颈漏斗和锥形瓶 我们能找到其它仪器来替代吗 3 师生活动 投影 相信你会变通 在实验室制取二氧化碳时 下列仪器中 哪些可以代替长颈漏斗 哪些可以代替锥形瓶 图 4 供选择的仪器 学生选择 注意提醒学生 分液漏斗的下断不需要插入液面以下 过渡 刚才的活动情况表明 同学们对实验室制取二氧化碳装置的认识已经到了能选择 会 变通的地步 如果给出若干种实验仪器 相信同学们也一定能够设计出富有个性的实验装置来 愿 意试一试吗 愿意 好 现在有请几位同学到台前来点击屏幕上的仪器 设计组接装置 要求每 位同学设计的装置不得完全雷同 4 师生活动 投影 相信你会设计 学生设计实验装置 媒体呈现仪器 学生点击组装 教师或学生适当点评 过渡 一开始 我们呈现了一条实验室制取二氧化碳的研究路线 现在走到哪里了 装置 的研究 下一步该研究什么呢 二氧化碳的验证和验满 板书 三 验证和验满板书 三 验证和验满 5 5 探究活动探究活动 3 3 探究二氧化碳的验证和验满 探究二氧化碳的验证和验满 1 讲述 验证和验满是两个容易混淆的问题 请同学们运用对比的方式 对此加以思考 2 师生活动 投影 相信你会对比 验证 将气体通入澄清的石灰水 石灰水变浑浊 则表明气体是二氧化碳 验满 用燃着的木条放在集气瓶口 若木条熄灭 则表明气体已经集满 3 教师强调 通过对比 我们找到了两者的不同 验证二氧化碳用的是澄清的石灰水 验 满二氧化碳用的是燃着的木条 板书 澄清的石灰水 燃着的木条板书 澄清的石灰水 燃着的木条 过渡 解决了实验室制取二氧化碳的三个主要问题 接下来 同学们该做什么了 动手实 验 制备二氧化碳气体 对 为了使实验进行得规范有序 实验前 我们还必须明确两个问题 一 是实验的步骤 二是操作的要点 6 6 探究活动探究活动 4 4 制取一瓶二氧化碳气体 制取一瓶二氧化碳气体 1 学生回忆操作步骤 2 媒体投影 投影 相信你会操作 a 按要求连接好仪器 b 检查装置的气密性 c 装入药品 先加固体 后加液体 d 收集并验满气体 板书板书 实验步骤 连 查 装 收实验步骤 连 查 装 收 3 讲述 至于相关的操作要点 请同学们在实验过程中自行回忆 同组的同学要相互提醒 密切配合 4 学生实验 教师巡回指导 5 请两位同学汇报实验成果 现在老师想请两位同学汇报一下实验成果 唤一名学生 你准备用什么方法说明你收集到的 气体是二氧化碳 好 给大家演示一下 唤另一名学生 你收集到的二氧化碳气体充满集气瓶了 吗 你怎么知道的 把你刚才的验满方法也给大家演示一遍 好 刚才两位同学的成果汇报都很精 彩 让我们把掌声送给他们 6 讨论配有长颈漏斗的发生装置气密性的检查方法 投影 相信你会反思 讲述 刚才实验的过程中 老师看到了部分小组的同学所设计的发生装置中用到了长颈漏 斗 唤一名学生 你们小组的实验用到了长颈漏斗 装药品前检查了气密性没有 这种装置的气 密性该如何检验 想过吗 对话过程中注意评价学生 你是一位有点粗心的学生 你是一位诚 实的学生 你是位善于思考的学生等 讨论 投影 用了长颈漏斗的二氧化碳发生装置 该如何检查其气密性 教师演示 结论 用弹簧夹夹紧胶皮管 向长颈漏斗中加水 形成液封 如果其中的液面保持不变 则说明装置的气密性良好 7 7 课堂小结课堂小结 投影 相信你会总结 1 过渡 本节课的学习任务已经基本完成了 请同学们回头看看 盘点一下自己的收获 2 学生回答本节课所学到的知识 所运用的方法 3 结束语 从刚才的发言中不难看出 本节课 同学们不仅学到了一些新知 也感悟了不 少方法 有了知识垫底 有了