二氧化碳的制取 (2)

二氧化碳制取的探究教案马山一中 郭亚锋二氧化碳制取的探究教案马山一中 郭亚锋教学目标 知识目标了解实验室制取二氧化碳的反应原理。探究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。了解实验室中制取气体的思路和方法。能力目标使学生懂得在实验室里如何制取二氧化碳，通过比较培养学生科学的学习方法，进一步培养学生的观察能力和思维能力。 教学重点、难点探究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳，这是本课题的教学重点和难点。教学准备 仪器：锥形瓶（或广口瓶、大试管）、长颈漏斗，带导管的双孔塞、集气瓶、玻璃片、导气管等。药品：大理石（或石灰石）、碳酸钠溶液、稀盐酸、稀硫酸溶液。教具：多媒体电脑平台教学过程 【引入新课】教师引言 在课题1中我们学过碳在氧气中充分燃烧、高温下碳还原氧化铜都可以生成二氧化碳，在实验室里制取二氧化碳是否可以利用这些反应呢？教师提问 请同学们讨论总结：根据前面学过的实验室制取氧气的方法，设计实验室制取二氧化碳的思路是什么？共同总结 实验室制取气体的一般思路是：选择适当的反应，包括反应物和反应条件；选择合适的实验装置；检验所制得的气体等。【知识探究】一、反应原理教师活动提供学生实验探究的参考信息：1碳酸钠粉末（Na2CO3）和大理石或石灰石（主要成分都是CaCO3）等碳酸盐均能跟稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)等酸发生反应生成二氧化碳。2二氧化碳的性质信息（从生活经验和已有事实推测）在标准状况下，二氧化碳的密度是1.977g/L，比空气的密度 （空气是 ）。把燃着的木条插入盛二氧化碳的集气瓶中，木条熄灭，说明二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧。打开汽水瓶盖可以看到汽水喷出来，这说明二氧化碳能溶于水（“能”或“不能”）且二氧化碳与水反应。人向石灰水中吹气，看到的现象石灰水变浑浊，说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙Ca(OH)2反应。学生活动实验探究一：探究实验室制取二氧化碳的理想原料。（重点比较反应速率快慢）可供选的药品：碳酸钠粉末（Na2CO3）石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）反应；碳酸钙粉末（CaCO3）稀盐酸(有效成分HCl) 稀硫酸(有效成分H2SO4)可供选的仪器：试管、药匙、胶头滴管教师活动 1指导学生实验探究中的仪器操作、药品取用并观察现象；2共同分析总结：根据提供药品可做如下实验：碳酸钠粉末（Na2CO3）和稀盐酸(有效成分HCl)碳酸钠粉末（Na2CO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀盐酸(有效成分HCl) 石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)碳酸钙粉末（CaCO3）和稀盐酸(有效成分HCl)碳酸钙粉末（CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4) 3现象总结分析：实验中，他们观察发现：实验迅速反应，生成大量气体，碳酸钠粉末很快消耗完毕；实验刚开始冒出了少量气泡，但很快气泡越来越少，药品有剩余但反应停止；实验迅速反应，生成较多的气体，反应持续时间较长。结论 在实验室里常常用石灰石（或大理石）跟稀盐酸反应来制取二氧化碳：CaCO3+2HClCaCl2CO2十H2O二、发生装置和收集装置教师活动1结合教材110页及上述提供信息，讲解实验室制取气体的装置选择依据：（投影）发生装置的选择依据：反应物的状态及反应条件。如果反应物的状态是固体，反应条件需耍加热，采用如图610所示装置。如果反应物的状态是固体和液体，反应条件不需要加热，采用如图611所示装置或类似装置。收集装置的选择依据：气体的水溶性、气体的密度排水集气法：适用于难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。此法收集的气体较为纯净；当有气泡从水槽中冒出时，表明气体收集已满 (如图612所示)。向上排空气集气法：适用于相同状况下，密度比空气大且不与空气中成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶瓶底处，便于将集气瓶内的空气排尽。同时，应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片，以便稳定气流。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差；需要验满(如图613所示) 。向下排空气集气法：适用于相同状况下，密度比空气小且不与空气中成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶瓶底处，便于将集气瓶内的空气排尽。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差；需要验满(如图614所示)。2指导学生结合上述提供信息及上面所讲知识完成：二氧化碳和氧气相关性质比较表。（投影）学生活动1交流讨论：根据上述信息分析，制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置有什么不同？2实验探究：结合上述原理和教材111页提供的仪器，设计制取二氧化碳的装置，并与同学讨论、交流，分析各自设计的装置的优缺点。（也可选用其它仪器、自制仪器或代用品）共同总结 1总结学生讨论、实验探究的成果：（投影 ）发生装置：发生装置要根据反应物的状态和反应条件来确定。由于反应物是块状的大理石或石灰石与稀盐酸反应，且反应不需要加热，生成的CO2难溶于酸，因此CO2的发生装置可为(如图615所示)（或其它类似装置，如容器用平底烧瓶也可）。思考：长颈漏斗为什么要插入液面下？（起液封作用，防止生成的气体从长颈漏斗跑掉。）收集装置：收集装置要根据CO2的性质来确定因为CO2能溶于水，且密度比空气密度大，因此一般只用向上排空气法来收集(如图616所示)思考：为什么插入集气瓶的导气管要接近瓶底？（如果不接近瓶底，瓶内空气不易排出，收集到的CO2气体不纯。）讨论，在设计的装置（参见课题2“教学建议”部分图6-9）中选择一套最佳装置来制取二氧化碳(如图617所示)。学生活动按照正确的实验步骤制取并收集一瓶二氧化碳。讨论：怎样检验生成的气体是二氧化碳？讨论：如何检验集气瓶中的二氧化碳已收集满了？共同总结1实验步骤：检查装置的气密性 装药品（先加固体，连接好后加液体）连