二氧化碳制取的研究教学设计

二氧化碳制取的研究教学设计一、教学目标（一）知识与技能1.使学生了解实验室制取二氧化碳的反应原理，初步学会选择实验室制取气体的发生装置和收集装置。2.掌握实验室制取二氧化碳的操作、检验和验满方法。3.初步培养学生运用已学知识分析和解决实际问题的能力，以及实验设计能力。（二）过程与方法1.通过对实验室制取二氧化碳药品的选择，引导学生初步学习运用对比、归纳等方法对获取的信息进行加工。2.通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生的观察能力、实验操作能力和合作探究能力。3.让学生在实验探究过程中体验科学探究的基本过程，学习科学探究的方法。（三）情感态度与价值观1.通过实验探究，激发学生学习化学的兴趣，培养学生严谨求实的科学态度和创新精神。2.感受化学与生活的密切联系，增强学生的环保意识和社会责任感。3.在合作与交流中，培养学生的团队协作精神。二、教学重点与难点（一）教学重点1.实验室制取二氧化碳的反应原理。2.实验室制取二氧化碳的装置选择、操作步骤、检验和验满方法。（二）教学难点1.根据反应原理和气体性质选择合适的实验装置。2.实验室制取气体的一般思路和方法的形成。三、教学对象分析学生已学习了氧气的实验室制取，对气体的制取装置、收集方法、检验等有了一定的认识和初步的实践经验。他们对化学实验抱有浓厚的兴趣，具备一定的观察、分析和动手能力，但在知识的迁移应用和实验方案的设计方面仍需引导。四、课时安排1课时五、教学方法讲授法、讨论法、实验探究法、对比法六、教学准备（一）教师准备多媒体课件（包含实验室制取氧气的回顾、二氧化碳的性质、相关实验装置图等）、实验室制取二氧化碳的全套仪器和药品（如：锥形瓶、平底烧瓶、试管、集气瓶、长颈漏斗、分液漏斗、双孔橡皮塞、单孔橡皮塞、导管、水槽、大理石或石灰石、稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠粉末、澄清石灰水、火柴等）、实验报告表。（二）学生准备预习本课内容，回顾氧气的实验室制取方法，思考实验室制取气体应考虑哪些因素。七、教学过程（一）创设情境，导入新课（约5分钟）教师活动：1.提问：同学们，我们已经学习了氧气的实验室制取方法，谁能简要回顾一下实验室制取氧气的反应原理和收集方法？2.展示：雪碧、可乐等碳酸饮料的图片或实物，提问：这些饮料中溶解了大量的二氧化碳气体，打开瓶盖时我们能看到气泡冒出。那么，在实验室中，我们如何制取二氧化碳气体呢？今天我们就一起来研究这个问题。（板书课题：二氧化碳制取的研究）学生活动：1.回忆并回答氧气的实验室制取相关知识。2.观察图片或实物，思考教师提出的问题，进入新课学习。设计意图：通过回顾旧知，为新知的学习搭建桥梁；利用学生熟悉的生活情境引入，激发学生的学习兴趣和探究欲望。（二）合作探究，新课讲授（约25分钟）1.探究实验室制取二氧化碳的反应原理教师活动：1.引导：我们知道，生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：*碳在氧气中燃烧：C+O₂点燃CO₂*碳在高温下还原氧化铜：C+2CuO高温2Cu+CO₂↑*石灰石高温分解：CaCO₃高温CaO+CO₂↑*大理石（或石灰石）与稀盐酸反应：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑*碳酸钠与稀盐酸反应：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑*大理石（或石灰石）与稀硫酸反应：CaCO₃+H₂SO₄=CaSO₄+H₂O+CO₂↑2.提问：这些反应都能产生二氧化碳，那么哪些适合在实验室中制取二氧化碳呢？请同学们从反应条件、反应速率、气体纯度、药品成本等方面进行讨论和分析。3.组织学生分组讨论，并提供部分药品（大理石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸）让学生进行简单的对比实验（可在试管中进行），观察现象。4.引导学生得出结论：实验室制取二氧化碳常用大理石（或石灰石，主要成分是CaCO₃）与稀盐酸反应。学生活动：1.阅读并思考教师列出的化学反应。2.分组讨论，思考各反应的优缺点。3.进行对比实验：*大理石与稀盐酸反应：观察到有气泡产生，反应速率适中。*碳酸钠与稀盐酸反应：观察到有大量气泡迅速产生，反应速率太快，不易控制。*大理石与稀硫酸反应：开始有气泡产生，但很快反应停止（因为生成的CaSO₄微溶于水，覆盖在大理石表面，阻止了反应的进一步进行）。4.交流讨论结果，得出实验室制取二氧化碳的最佳反应原理。设计意图：通过引导学生对多种反应进行分析和实验对比，培养学生的分析能力、实验探究能力和合作精神，使学生理解选择实验室制取气体反应原理的一般原则。2.探究实验室制取二氧化碳的实验装置教师活动：1.回顾：实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。我们选择发生装置时考虑哪些因素？（反应物的状态和反应条件）收集装置的选择又考虑哪些因素？（气体的密度和溶解性，以及气体是否与水反应）2.提问：结合我们确定的制取二氧化碳的反应原理（大理石是固体，稀盐酸是液体，反应不需要加热），以及二氧化碳的性质（密度比空气大，能溶于水且与水反应），我们应该选择什么样的发生装置和收集装置呢？3.展示多种仪器（如：试管、锥形瓶、平底烧瓶、长颈漏斗、分液漏斗、单孔橡皮塞、双孔橡皮塞、导管、集气瓶、水槽等），引导学生分组讨论，设计并组装一套制取二氧化碳的装置。4.巡视指导，对学生设计的装置进行点评，肯定合理之处，指出不足并引导改进。5.总结常见的发生装置类型（如：固液常温型，可选用试管配单孔塞、锥形瓶配长颈漏斗等）和收集装置（向上排空气法，因为CO₂密度比空气大且能溶于水）。强调长颈漏斗的下端要伸入液面以下（形成液封，防止气体逸出），导管只需伸出橡皮塞少许即可（便于气体导出），收集时导管要伸入集气瓶底部（便于排尽空气）。学生活动：1.回忆并回答选择发生装置和收集装置应考虑的因素。2.根据二氧化碳的制取原理和性质，结合所提供的仪器，分组讨论并设计实验装置。3.动手组装装置，并与其他小组交流。4.倾听教师点评，理解装置设计的注意事项。设计意图：培养学生运用所学知识解决实际问题的能力和实验设计能力，通过动手操作和合作交流，加深对实验装置选择依据的理解。3.实验室制取二氧化碳的步骤、检验和验满教师活动：1.引导学生根据所选装置，归纳实验室制取二氧化碳的操作步骤（与氧气的制取步骤对比，可概括为：查、装、收、验）：*查：检查装置的气密性。*装：装入药品（先装固体大理石，再从长颈漏斗加入液体稀盐酸）。*收：收集气体（用向上排空气法）。*验：检验和验满。2.提问：如何检验收集到的气体是二氧化碳？如何验满？3.演示规范的实验操作，并强调注意事项（如：药品的用量、加入顺序、气密性检查方法等）。学生活动：1.思考并归纳实验步骤。2.回答：将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。验满时，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已收集满。3.观察教师演示，学习规范操作。设计意图：培养学生的归纳总结能力，使学生掌握实验室制取二氧化碳的基本操作和气体的检验、验满方法。（三）动手实践，巩固提升（约10分钟）教师活动：1.组织学生分组进行实验室制取二氧化碳的完整实验操作，教师巡视指导，及时纠正学生的不规范操作，确保实验安全。2.要求学生记录实验现象和实验数据，填写实验报告表。学生活动：1.分组进行实验操作，制取并检验二氧化碳气体。2.记录实验现象，填写实验报告。3.遇到问题时，小组内讨论解决或请教老师。设计意图：让学生亲身体验实验过程，巩固所学知识和技能，培养实验操作能力、观察能力和合作探究能力。（四）课堂小结，拓展延伸（约3分钟）教师活动：1.引导学生回顾本节课所学知识：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、操作步骤、检验和验满方法。2.提问：通过本节课的学习，你认为实验室制取气体的一般思路是什么？（明确：确定反应原理→选择发生装置和收集装置→制定操作步骤→进行检验）3.拓展：二氧化碳在生活和生产中有广泛的用途，如灭火、人工降雨、光合作用的原料等，但过量排放也会造成温室效应。我们应如何辩证地看待二氧化碳？学生活动：1.回顾总结本节课的主要内容。2.思考并回答实验室制取气体的一般思路。3.思考教师提出的拓展问题，认识到化学物质的两面性。设计意图：帮助学生梳理知识，形成知识网络，培养学生的归纳概括能力和辩证思维能力，渗透环保意识。（五）布置作业（约2分钟）1.完成实验报告表。2.教材课后习题。3.思考：如果要制取一瓶干燥的二氧化碳气体，还需要增加什么装置？（提示：可查阅资料了解常用的气体干燥剂）设计意图：巩固所学知识，培养学生的自主学习能力和解决实际问题的能力。八、板书设计二氧化碳制取的研究一、反应原理CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（大理石/石灰石与稀盐酸）二、实验装置1.发生装置：固液常温型（仪器：试管、锥形瓶、长颈漏斗/分液漏斗、双孔塞、导管等）注意：长颈漏斗下端伸到液面下（液封）2.收集装置：向上排空气法（原因：CO₂密度比空气大，能溶于水且与水反应）三、操作步骤查（装置气密性）→装（药品）→收（气体）→验（检验、验满）四、检验与验满1.检验：将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。2.验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭。九、教学反思本教学设计注重引导学生通过自主探究、合作学习的方式获取知识，强调实验在化学教学中的重要性。通过对比分析、动手实践，学生能够较好地理解实