化学人教版九年级上册课题2 二氧化碳制取的研究教案.doc

第六单元 课题2二氧化碳制取的研究教案杨江宁教学内容：人教版义务教育课程标准实验教科书九年级化学上册第六单元碳和碳的氧化物 课题2 二氧化碳制取的研究教案教材分析：本课是新教材化学九年级人教版上册第六单元课题2的教学内容。作为新教材二氧化碳制取的研究，安排在学生学习了碳的单质和化学性质之后，有由浅入深的作用。本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法及实验改进等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。学情分析： 学生已有了实验室制取氧气的知识基础和相应的实验操作技能，对于气体制备应考虑的几个主要问题如反应原理、实验装置、气体收集等也比较熟悉，应该说，学生已具备了研究如何制取二氧化碳的先决技能。通过活动和探究的方式来研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一教学目标是能够达成的。教学目标：1、知识与技能：了解实验室中制取CO2的反应原理：探究实验室中制备CO2的装置：了解实验室中制取气体的基本思路和方法；2. 过程和方法：能合理使用课堂资料，会利用这些资料设计实验方案，并设计装置进行制取和收集；3、情感态度与价值观：通过实验、问题的讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质；通过教师与学生、学生与学生之间的合作学习、研究性学习，体验探究成功乐趣，激发学生的求知欲，形成持续不断的学习化学的兴趣。教学方法：启发探索法：讲解、讨论、实验的引导探究。教学重点：探究实验室中制取CO2的装置，并制取CO2教学难点：通过二氧化碳的制取过程，总结实验室制取气体的一般思路。教学准备：仪器：注射器、锥形瓶、平底烧瓶、大试管、集气瓶、长颈漏斗、（带导管的）双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、水槽、酒精灯、药匙、破底试管，铜丝，带孔小药瓶、分液漏斗、干燥管、具支试管、U形管。药品：碳酸钠粉末、碳酸钙粉末、石灰石、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木条。教学课时：2课时（第一课时主要讲解原理，第二课时制取二氧化碳气体）教学过程：第一课时【引入】：多媒体报道和相关图片，用温室效应引出二氧化碳，说明要减少温室效应的危害，我们就要了解二氧化碳，制取二氧化碳进行研究。在学习二氧化碳制取前，复习氧气制取的基本内容。【引言】：今天我们学习二氧化碳气体的制取。提问：1、实验室制取氧气的反应原理和装置是怎样的？2、如何收集氧气和验满？收集氧气时利用了氧气的什么性质？学生回答：（根据学生的回答进行纠错和小结）。（出示制取氧气的装置）。提问：实验室制取气体的一般思路是什么？学生回答（根据学生的回答进行纠错和小结）。（选择原料设计装置收集验满）反思改进一、反应原理和原料的选择：点燃请分析说明下列反应能否用于实验室制取二氧化碳？点燃CO2 CO22COO2 2CO2高温CaCO3 CaOCO2碳酸盐+酸CO2+其它产物+H2O学生回答（教师适当点评）今天我们就用比较常见的碳酸盐：碳酸钠与碳酸钙和常见的酸：盐酸、硫酸来探究制取二氧化碳的原料。学生分组探究活动：阅读实验要求，完成相关实验，填写学案上的实验报告： 实验 现象 结论（是否适宜实验室制取CO2）碳酸钠粉末+稀盐酸 反应非常剧烈，迅速产生大量气泡 反应过于剧烈，不适合碳酸钠粉末+稀硫酸 反应非常剧烈，迅速产生大量气泡 反应过于剧烈，不适合碳酸钙固体+稀盐酸 反应较剧烈，产生大量气泡 反应速度适中，易于操作碳酸钙固体+稀硫酸 反应不剧烈，产生少量气泡并减少 反应过于缓慢，不适合碳酸钙粉末+稀盐酸 反应非常剧烈，迅速产生大量气泡 反应过于剧烈，不适合【小结】：气体的制备，首先要根据所制气体选择一个正确有效的反应和所用原料，并考虑反应是否容易控制、速率是否适中，生成气体是否纯净，条件是否容易满足、原料是否容易获得且价格是否低廉，原料和产物是否有毒有害等。稀盐酸与石灰石反应，反应速度适中，产生气体较纯净，易制易取。所以稀盐酸和块状石灰石（大理石）是实验室制取二氧化碳的理想药品，反应原理是：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 【随讲随练】以下反应均可以放出氢气，其中适合在实验室中制取氢气的是（ ）A电解水生成氢气 B高温和有催化剂条件下，由甲烷分解制氢氢 C常温下金属和酸反应制氢气 D水蒸汽通过炽热的焦炭生成氢气和一氧化碳说明你选择的理由： ；（2）在实验室制氢气时，若用金属和酸反应，则回答下列问题：下面是几种金属和相同浓度稀硫酸反应的有关资料：金属价格（元/g）实验取用量现象反应所用时间Mg0.4210g产生气泡，非常剧烈11秒Zn0.0510g产生气泡，较剧烈120秒Fe0.0110g产生气泡，不剧烈600秒（1）根据以上资料，请选择适合实验室制取氢气的金属并说明理由：我选择金属 ，理由是 。分析：（1）A电解水电能消耗大且反应速度慢，不适合实验室制氢气；B甲烷分解不仅条件要求高，且生成物除氢气以外还有其它气态产物，不适合实验室制氢气；CD该反应要求的高温在实验室不易达到，生成物中的一氧化碳是剧毒气体，不适合实验室制氢气。选择：C。（2）Mg：反应速度很快，现象非常剧烈不便于操作且价格较贵，不采用；Fe：价格便宜，但反应速度较慢，不采用；Zn：反应速度适中，实验操作不忙乱，且Zn价格介于Mg和Fe之间。采用。二、探究制取二氧化碳的实验装置：多媒体演示：出示以下装置，由学生先进行选择： A B C 学生回答：（根据学生回答情况进行点评）【小结】：气体发生装置的选择是根据反应物的状态及反应条件而定的，以上装置中：A、C用于固液制气反应，不加热。B用于固液制气反应，加热。D用于固体分解或是固固反应，加热。二氧化碳的制取所用原料为固（石灰石）液（稀盐酸）反应，不需加热，选择A、C均可，优选A。提问：制取二氧化碳的装置还能进行改进吗？能否便于加酸？能控制反应的进行吗？1、加长颈漏斗2、简易启普发生器（出示图，教师介绍，可由学生进行特点分析）简易装置 便于加酸 控制反应简易装置便于加酸控制反应探究活动的总结：任何一个设计都有它好的一面和不足的地方，我们要开动脑筋，不断创新，对实验装置的不足之处进行改进，使之更有利于实验的进行。【学生活动】设计气体发生装置：全班分8个实验小组，用下列提供的仪器设计制取二氧化碳的装置，每组上交一份设计方案。提供的仪器（友情提示：必要的连接仪器可以自行增加；下图中没给出的仪器也可以出现在你的装置中）带孔小药瓶带孔小药瓶U形管具支烧瓶干 燥管 反馈：展示台演示设计结果。（教师点评）破试管铜网玻璃片铜网【点评】：方案均为废物利用的很好的例子，被巧妙地用来装配气体发生装置，且能方便地控制反应。只要我们能开动脑筋，就能做出精彩的事来。【第二课时】：三、二氧化碳的收集和验满：简介二氧化碳的主要物理性质：二氧化碳是无色气体，可溶于水，密度比空气的密度大许多。提问：以下收集装置能用来收集二氧化碳的是（ ）请说明理由： A B C D E 学生回答：（根据回答情况点评）【小结】：气体收集可根据气体的溶解性及密度确定；A用于收集难溶、不易溶于水以及不和水反应的气体，B用于收集密度比空气大且不和空气反应的气体；D用于收集密度比空气小且不和空气反应的气体；（知识拓展：C、E相当于B、D，由于瓶口封闭，可收集不宜和空气接触的气体及可能污染空气的气体，选用时要注意进出气体的方向）。二氧化碳可溶于水，不能用排水法；密度比空气大，用向上排空气法。二氧化碳的验满：提问：以下验满方法是否正确？ABC学生回答（及时点评，应选B）【小结】：检验气体：伸入；验满气体：瓶口。学生分组实验：（各实验桌上摆放不同的仪器）2、分组利用你桌上仪器制取一瓶二氧化碳并将二氧化碳通入澄清石灰水检验所制气体。实验步骤：装配仪器检查气密性加入药品收集气体验满放置盛有CO2的集气瓶通入澄清石灰水实验结束清理实验桌。（教师巡视，给学生以必要的指导）。【本课小结】结合本组设计方案和开展实验情况，谈谈你的收获。从反应原理、实验装置、收集方法等方面进行小结，如果出现实验失败的情况，分析原因。【作业】1、学案上巩固练习；2、教材112页1、2、3题【板书设计】：课题2 二氧化碳制取的研究一、反应原理和原料的选择：原料：石灰石（大理石）（块状）、稀盐酸原理：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 二、实验装置的选择：固体+液体（不加热）三、二氧化碳的收集和验满：收集：向上排空气法，验满：用燃着的木条放在瓶口验满四、分组实验，制取二氧化碳知识拓展（以下内容用多媒体演示，只要求学生了解）1、化学实验设计时应遵循的原则是：科学性原则，原理正确，流程合理；安全性原则，保护人身、保护环境、保护仪器；可行性原则，条件允许，效果明显，便于操作；简约性原则，步骤少，时间短、效果好。化学实验设计的基本思路是：列出可能的几种实验方法和途径，从方法是否可行、装置和操作是否简单、经济与安全以及实验条件是否容易满足等方面进行分析和比较，从中选择出最佳的实验方案。2、设计实验时还要考虑以下因素：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸 (气体点燃先验纯等)；防氧化(白磷切割宜在水中进行等)；防吸水(如实验中取用、制取易吸水、潮解的物质宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；仪器装配和拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；其他(如实验操作顺序、试剂加人顺序、实验方法使用顺序等)。3、实验室制取气体的装置的设计和选用我们通常是根据所选用原料的状态和反应条件、生成物的性质和对所制气体的具体要求来确定实验装置的。一般来说，完整的气体制备装置包括四部分（如下图）： 气体发生装置气体净化装置气体收集装置尾气处理装置设计实验装置时可以按照具体的要求予以取舍，如所制气体不要求纯净，则气体净化装置可以不作考虑；若所制气体为无毒、无害气体，则尾气不必处理，要求设计时要熟悉常用的一些装置，注