课题2 二氧化碳制取的研究

九年级化学上册,二氧化碳制取的研究,课题2,一、教材地位和作用,本节课是人教版九年级化学上册第六单元碳和碳的氧化物课题2。本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有十分重要的地位。它是培养学生在实验室制取气体时，药品的选择、装置的设计、实验方法等思路的最佳素材，也是中考必考内容。上好本节课对学生今后学习化学知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。,二、教学目标,1、知识与技能：(1)了解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装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。(2)了解实验室制取气体的方法和设计思路。,2、过程与方法：通过实验室里制取氧气的方法和设计思路，探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置，让学生初步学习科学探究的基本过程（提出假设，实验探究，获得结论）和方法。,3、情感态度与价值观：通过实验、问题讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质。通过师生间、学生间合作学习，体验探究成功的乐趣，激发学生探究欲。,三、教学重点与难点,教学重点：实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置的选择探究，并利用设计的装置制取二氧化碳。,重点突破：（1）通过讨论交流和教师演示实验，确定实验室制取二氧化碳的药品、反应原理。（2）让学生设计实验装置，并指出其优缺点。（3）让学生动手做实验，教师针对出现的问题指出实验注意事项。,教学难点：实验室制取二氧化碳的实验装置探究。,难点突破：根据氧气的实验室制取氧气的两套实验装置图，让学生分析对比两套装置，从而确定实验室制取二氧化碳的实验装置。,四、学情分析,学生已经学习过氧气的实验室制法，对于气体的制法与收集较为熟悉，懂得气体的收集方法与物理性质有关。如何制取二氧化碳学生很快想到的是人的呼吸、木炭的燃烧、碳还原氧化铜，除了看书之外不会想到用大理石与盐酸反应来制取，所以要在课前安排学生查览资料，收集能产生二氧化碳的物质。本课的难点是实验室制取气体装置的选择，如果老师讲，学生听可以效果不太好，而让学生自己设计实验并根据将自己的设计方案到台上展示、与同学交流，最后进行实验，学生应该更容易掌握，而且印象也更加深刻。,五、教学方法,采用师生活动探究、对比探究、实验探究、合作交流、讨论归纳相结合的教学法。,六、教学程序及设计思路,1、投影（或小组派代表展示）“课前检测”和“自学预习”内容。,2、探究1、实验室制取二氧化碳的药品。,3、探究2、实验室制取和收集二氧化碳气体的装置。（选装置）,4、探究3、实验室制取和收集二氧化碳气体。,5、本课小结。（小结）,6、达标检测。,活动与探究一,探究内容：实验室制取二氧化碳的原理。可供选择的原料：石灰石（主要成分CaCO3）、碳酸钠（Na2CO3）、稀盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）可供选择的仪器：小试管、药匙。探究方法：,结论：,资料一：,1、含碳酸根离子的化合物例：碳酸钠Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）反应生成二氧化碳。2、把燃着的木条放入二氧化碳中，木条，把燃着的木条伸入氮气中，木条。3、向石灰水中吹气，现象，说明二氧化碳能让石灰水变浑浊。4、标准状况下，CO2的密度为1.977g/L,空气的密度为1.293g/L。5、二氧化碳易溶于水，且与水反应。,一、确定实验室制取二氧化碳的药品,实验1：稀盐酸与大理石（或石灰石）反应,我们通过下面4个对比实验进行探究：,注意观察反应现象，并分析原因，然后填写下表,现象,分析,有大量气泡产生，大理石逐渐溶解,该反应在常温下进行，反应速度适中，便于控制。,大理石与稀盐酸反应生成了碳酸和氯化钙：,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3,碳酸很不稳定，分解成水和二氧化碳：,H2CO3=H2O+CO2,总反应方程式为：,CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,实验2：稀硫酸与大理石（或石灰石）反应,现象,分析,刚开始有大量气泡产生，一时间后，气泡逐渐减少，反应逐渐停止。,虽然该反应能生成二氧化碳：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石表面，形成一层薄膜，使大理石与酸不能接触，反应难以进行。,结论,实验室制取二氧化碳能不能用稀硫酸代替稀盐酸,实验3：稀盐酸与碳酸钠粉未反应,现象,分析,结论,反应非常剧烈，短时间产生大量气泡,碳酸钠粉未的表面积很大，与盐酸接触面积大，反应速度很快，不易控制,实验室不能用碳酸钠粉未或大理石粉未等粉未状物质制取二氧化碳,该反应的化学方程式为：,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2,实验4：稀梳酸与碳酸钠粉未反应,现象,分析,结论,反应非常剧烈，短时间产生大量气泡,碳酸钠粉未的表面积很大，与稀硫酸接触面积大，反应速度很快，不易控制,实验室不能用碳酸钠粉未或大理石粉未等粉未状物质制取二氧化碳,该反应的化学方程式为：,Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2,装置：,问题与讨论,1实验室制取二氧化碳能不能用浓盐酸代替稀盐酸？,2通过前面的探究实验及上述讨论，你认为实验室应该用什么药品制取二氧化碳？,答：不能。因为浓盐酸具有挥发性，使收集的二氧化碳不纯。,答：在实验室用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳。（大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙）,结论：实验室制取二氧化碳常用的理想药品是和：,石灰石,稀盐酸,制取二氧化碳药品选取原则是：反应条件是否容易达到；产生气体的量是多少；收集的气体是否纯净；装置、操作是否简单；原料是否易得、价廉。,注意：不用稀硫酸。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。不用碳酸钠。因为碳酸钠与稀盐酸反应时速度过快，不容易控制反应过程，不利于收集气体。不用浓盐酸。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。,二、实验室制取二氧化碳的原理,药品：一般利用稀盐酸与大理石（石灰石）反应方程式：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,三、实验室制取气体的一般思路,1、选择反应原理；2、选择合适的实验装置；3、确定验证气体的方法。,实验室制取气体的装置,气体发生装置,气体收集装置,反应物的状态,固体和固体反应,固体和液体反应,液体和液体反应,反应条件（是否需要加热、加催化剂等）,。,四、怎样设计实验室制取气体的装置,排空气法,密度比空气的大向上排气法,密度比空气的小向下排气法,排水法（不易溶于水、不与水发生反应）,（1）固体+固体，加热,1、发生装置,（2）固体+液体，不加热,发生装置,（1）排水法：（收集的要比排空气法纯净）,适用对象：气体不溶于水，且不与水反应,2、收集装置,（2）向上排空气法：,收集装置,适用对象：气体密度比空气大且不与空气中的成份反应,（3）向下排空气法：,收集装置,适用对象：气体密度比空气小且不与空气中的成份反应,（4）收集，并量体积,收集装置,3、氧气的实验室制法：,问题与讨论,1、实验室常用哪两种方法制取氧气？写出化学方程式，并对比反应物状态、反应条件。,2、分析制取装置有什么不同，为什么？,2H2O22H2O+O2,MnO2,2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2,加热高锰酸钾制取氧气,分解双氧水制取氧气,由于反应物的状态和反应条件不同，所以所采用的气体发生装置也不同,4、二氧化碳的实验室制法,1、二氧化碳和氧气相关性质比较,五、探究实验室制取二氧化碳的装置,二氧化碳,氧气,反应物的状态,反应条件,气体密度比空气大或小,是否与水反应,固体+液体反应,常温,大,能溶于水并能与水反应,固体,加热,略大,不能,想一想：实验室制取二氧化碳的装置是否与制取氧气的装置相同？为什么？,2、设计实验装置,药品的特点：固体+液体反应的条件气体的性质,气体发生装置,气体收集装置,请设计并画出一套制取二氧化碳的装置,下列仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择，你也可以另选或自制仪器，还可以利用代用品。,3、以下是设计的部份装置可供参考,（1）、气体发生装置,A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,想一想：上述装置各有什么优缺点？,(2)、气体收集装置,二氧化碳气体能不能用排水法收集，为什么？,点拨：二氧化碳的密度比空气大能溶于水，且与水反应。,4、实验室制取二氧化碳的装置,5、我们还可以组合出更多的制取装置,6、制取二氧化碳的注意事项：,1、固体药品应事先直接加入锥形瓶中；2、长颈漏斗的作用是加入液体药品；3、长颈漏斗的下端管口应伸入反应液面以下；4、锥形瓶中的导气管不应伸入反应液面以下，应刚露出胶塞为宜；5、伸入集气瓶中的导气管口应位于集气瓶底部，而不应位于集气瓶口。,此实验室制取二氧化碳的装置图有哪些错误？为什么？请改正？,1,2,3,课堂练习1,长颈漏斗没有插入液面下,出气导管太长，伸入了液面下,没有用向上排空气法收集,1、怎样检验生成的气体是二氧化碳？,答：将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳。,讨论,检验方法,澄清石灰水变浑浊,讨论,2、怎样检验二氧化碳是否收集满？,答：用燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，证明已满。,验满方法,六、讨论并归纳实验室制取二氧化碳的操作步骤,连接仪器,检查气密性,加大理石,加稀盐酸,收集气体,认真写出探究活动报告,自已设计探究活动报告册,七、关于尾气的处理,知识小节,二、实验室制取气体装置的确定反应物的状态1.发生装置反应条件向上排空气法排空气法2.收集装置向下排空气法排水法,知识小节,三、实验室制取二氧化碳1.药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸2.原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO23.装置：发生装置：固体液体不加热型收集装置：向上排空法4.验满：用燃着的木条放在集气瓶口，熄灭则满5.检验：倒入澄清的石灰水，振荡变浑浊则是二氧化碳,CaClCaCl2CO2,CO3,CO3,课堂小结,1）反应原理,2）装置图,3）收集方法,4）检验方法,二氧化碳实验室制法,向上排空气法,将气体通入澄清石灰水或向集气瓶倒入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊,2H,2H,H2O,A,B,D,C,课堂练习2,1实验室制取氧气的发生装置应选择_，收集装置应选择_。2实验室制取氢气的发生装置应选择_，收集装置应选择_。3实验室制取二氧化碳的发生装置应选择_，收集装置应选择_。,A,DE,BC,EF,BC,D,E,F,课堂练习3,甲烷是一种无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小。在空气中燃烧发出明亮的蓝色火焰，放出大量的热，生成水和二氧化碳。在实验室中用碱石