二氧化碳制取的研究1-3

二氧化碳制取的研究》课例研究人教版九年级化学第六单元课题2《二氧化碳制取的研究》课例研究一、研究背景新课改提出了“重视学生的发现学习、探究学习、研究学习”的观点，教师要让学生在学习过程中去实现自主学习、合作学习和探究学习。

本课题是在学生学习了氧气的实验室制法以后的另一种气体的实验室制法，学生在现有的知识基础上自主探索、自主设计、自主动手操作，制取出二氧化碳并检验其某些性质，强化学生的过程体验，丰富学习情景。

根据新课程标准的内容，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生科学探究的能力，使学生获得进一步发展所需要的化学基础知识和基本技能，通过学习培养学生的合作精神。

本节课的内容是让学生初步学习二氧化碳的制取，并在制取过程中体验化学实验的乐趣。

二、学情分析学生已经学习了氧气的实验室制法，有了一定的知识基础。

针对学生这些特点，我这一节课主要采用诱导、组织讨论、分组实验让学生完成学习任务。

三、教学的设计思想根据以上教材内容及教学对象的分析，我主要把机械、沉闷、程式化的课堂教学变得富有生气与乐趣，多方面刺激学生的好奇心，使教学目的能得到有效实现和促进学生的全面发展。

我对本课的设计主要体现在：1、通过分组实验让学生加深对实验室制取二氧化碳所用的药品的了解。

2、通过与氧气的性质、制取方法的对比，让学生了解实验室制取二氧化碳气体的装置及收集方法，从而了解实验室制取某种气体的一般思路。

3、通过学生的讨论分析、设计实验、动手操作培养学生分析问题、解决问题、动手操作等能力，也培养学生的合作精神。

四、教学目标1、知识与技能（1）实验室制取气体的一般方法和设计思路。

（2）培养学生的实验操作能力和观察能力。

2、过程与方法培养学生观察-分析、讨论-归纳、总结-理解的过程和方法。

3、情感态度与价值观让学生养成细致观察、认真辨别、耐心操作的习惯和一丝不苟的精神，形成实事求是、严肃认真的科学态度。

培养创新能力和合作精神。

课题3 二氧化碳制取的研究一、学习目标1、通过复习氧气的实验室制法，明确在实验室里制取气体的方法和设计思路。

2、能用化学方程式表示出实验室制取二氧化碳的化学反应原理。

3、能说出实验装置中实验仪器的名称及气密性检查、固体液体药品的取用等实验操作要点。

4、初步学习二氧化碳制取的研究、检验等。

5、学习科学探究的基本过程和方法，养成合作意识，培养创新能力。

二、重点、难点重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法的探究。

难点：实验室制取二氧化碳装置的设计。

[课前延伸]1、回顾实验室制取氧气的反应原理、反应条件和发生装置、收集装置。

2、回忆所学过的能够生成二氧化碳的反应。

3、复习气密性检验、药品的取用等实验操作。

4、实验室制取二氧化碳气体的研究：（1）反应原理（化学方程式）______________________________________。

（2）确定气体发生装置应考虑的因素：________;________________。

（3）设计制取收集二氧化碳的装置及实验步骤。

（4）验证和验满：（5）问题和建议。

[课内探究][问题情境]打开汽水瓶的封口，会发现溢出大量的气泡，这些气泡是什么气体的气泡？怎样验证呢？[自主学习]在课前复习和预习的基础上，学生深入学习相关知识，修正错误；熟悉实验用到的仪器及实验操作；同小组交流讨论。

[合作探究]探究活动1：探究实验室制取二氧化碳的反应原理。

先将半药匙碳酸钠粉末、两至三粒石灰石分别放入试管中，然后向三支试管中分别倒入1/5试管的稀盐酸或稀硫酸，观察三个反应中气泡产生的快慢。

填写实验报告。

思考：实验室里制取二氧化碳的最佳反应物是什么？写出反应的化学方程式。

[精讲点拨]确定实验室制取气体时，应考虑制得气体纯度、反应条件是否容易满足、反应速率的快慢等。

实验室常用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O＋CO2↑。

课题2 二氧化碳制取的研究三维目标：1、知识与技能⑴了解实验室制取气体的方法和设计思路⑵能用化学议程式表示出实验室制取二氧化碳的化学反应原理，能说出实验装置的仪器名称及操作要点⑶探究实验室抽取二氧化碳的装置，初步学习制取二氧化碳的实验操作2、过程与方法⑴通过对获得二氧化碳气体途径的讨论与分析，探究实验室制取二氧化碳的理想药品，树立多角度，多层次的观察和分析问题的意识。

⑵通过学生设计、组装实验、体验反思和完善设计，掌握基本实验技能3、情感态度与价值观⑴通过实验、问题的讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质、⑵通过教师与学生、学生与学生之间的合作学习、研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发学生的求知欲，形成持续不断地学习化学的兴趣。

【复习】1、碳的化学性质①常温下，稳定性②高温和点燃：可燃性、还原性2、默写反应方程式：①碳在空气中充分燃烧②碳不充足燃烧③氧化铜与碳反应④氧化铁与碳反应【过渡】碳的化学性质在我们生活中有很重要的作用，但我们怎么样来制取二氧化碳呢。

一、药品的选择在我们以前我们也学习了一些生成二氧化碳的反应，我们现在来回忆一下1、C＋O2点燃CO2用碳来制取不好的方面：不便收集同时氧气不足会生成一氧化碳2、蜡烛点燃（同上）3、Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋CO2↑＋H2O（实验：反应迅速，产生大量气泡不利用收集）4、2CuO＋C △＋CO2↑（高温，在大量的能源）从以上的方法来看，制取二氧化碳都不方便，我们一般用大理石和盐酸来制取二氧化碳实验：现象生成气泡反应方程式：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O分析：反应速率合理，不用加热而且，CaCO3大理石来源简单（石灰石、蛋壳、水垢、壳都的主要成分都是CaCO3）二、原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2CO3CO2↑＋H2O【为什么不用稀硫酸代替稀盐酸：实验反应生硫酸钙是微溶于水，将大理石包住，阻止反应进行】总反应：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O【过渡】我们现在要选择实验仪器制取和收集，我们以前学习了氧气的抽取，我们一些回忆一下：三、装置：反应原理：2H2O22HO＋O2↑ 2KClO32KCl＋3O2↑22KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑反应物质的状态：固体+液体不用加热固体+液体不用加热液体+液体不用加热固体+加热【小结】选择发生装置时，我们可以通过反应物的状态和是否要加热进行选择因此我们选择发生装置选择：收集装置：排水法：不易溶于水向上排空气法：密度比空气大向下排空气法：密度比空气小不与水反应【小结】①当气体的密度和空气的密度相近时，要用排水法例如：CO NO②当气体有毒气体时，要用排水法但不能易溶于水，或与水反应③如果我们不知道气体的密度时：我们可以用相对分子质量进行判断空气的平均相对分子质量为29如果气体的相对分子质量大于29则密度大于空气，如果气体的相对分子质量小于29则密度小于空气由于二氧化碳能溶于水，所以不用排水法，我们应该选择向上排空气法四、检验二氧化碳：用澄清石灰水五、检验收集满：用点燃的小木条放在瓶口，木条熄灭六、制取二氧化碳的步骤：1、检查装置的气密性2、加入药品3、制取并收集气体【课后小结】。

第二节二氧化碳制取的研究一、实验室制取二氧化碳⏹原料：大理石或石灰石、稀盐酸。

◆不用稀硫酸代替稀盐酸的原因：稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，阻碍反应的继续进行。

◆不用浓盐酸代替稀盐酸的原因：浓盐酸易挥发，使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。

◆不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因：它们与稀盐酸反应速率太快，不容易控制和收集，且成本较高。

⏹反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑⏹发生装置：同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置（原因：固体和液体混合，在常温下反应生成气体）⏹收集装置：向上排空气法收集气体的装置（原因：二氧化碳能溶于水，且密度比空气密度大）⏹检查装置的气密性：用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置，紧闭导气管出口，从漏斗中加水。

如果液面稳定后水面下降，则表明漏气；若水面不下降，则表明不漏气。

⏹验满：把燃着的木条放在集气瓶口（不要伸入瓶内），如果火焰熄灭，证明二氧化碳已经收集满了。

⏹检验：把气体通入澄清的石灰水中，如果澄清的石灰水变浑浊，就证明收集的气体是二氧化碳。

⏹净化：如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时，可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶（除去氯化氢），再通过盛有浓硫酸的洗气瓶（除去水蒸气并进行干燥）。

⏹注意事项见第二单元。

二、二氧化碳和氧化钙的工业制法：CaCO3CaO+CO2↑基础练习一、填空题1．右图是制取二氧化碳的装置，据此装置回答。

(1)图中仪器的名称：①，②，③④。

(2)仪器中的反应物是：和(填名称)。

反应的化学方程式：____________________________________。

(3)仪器②的下端没有插到液面以下造成的后果是是：；导管伸进酸液中的后果是___________________________；图中的另一个错误是_______________________________________。

季初三化学课题2二氧化碳制取的研究（习题含解析）答案：(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑(2)将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明气体是二氧化碳(3)口(4)熄灭(5)反应物的状态(6)反应条件(7)密度(8)是否溶于水，是否与水反应1．实验室制取二氧化碳的反应原理(1)药品大理石(或石灰石)和稀盐酸大理石或石灰石的要紧成分是碳酸钙，化学式是CaCO3。

(2)反应原理CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2CO3碳酸钙氯化钙碳酸碳酸不稳固，容易分解生成二氧化碳和水。

H2CO3===H2O＋CO2↑总的化学方程式是：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑释疑点实验室制取CO2时不用稀硫酸、浓盐酸的缘故①实验室制取二氧化碳不用稀硫酸，因为稀硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍石灰石与硫酸接触，使反应中断。

②不用浓盐酸。

浓盐酸易挥发出氯化氢气体，导致二氧化碳不纯。

【例1】在实验室里制取二氧化碳气体，可选择的药品是()A．碳酸钠粉末与浓盐酸B．块状石灰石与稀硫酸C．石灰石D．块状大理石和稀盐酸解析：A ×碳酸钠粉末与浓盐酸反应过快，且浓盐酸易挥发，碳酸钠价格贵B ×不能用稀硫酸，因为反应生成的硫酸钙会阻止反应连续进行C ×高温分解石灰石是二氧化碳的工业制法D √反应速率适中，易于操作和收集，是合适的药品答案：D2．制取气体的一样思路(1)制取装置的选择实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。

发生装置要紧由反应物的状态、反应条件决定，收集装置要紧考虑生成气体的物理性质(溶解性、密度大小)。

(2)发生装置的选择装置反应类型反应条件举例固体＋固体(加热)型加热KMnO4制O2固体＋液体(常温)型不加热H2O2制O2，制CO2(3)收集装置的选择装置收集方法气体性质举例排水法不易溶于水，不与水反应O2、H2向上排空气法密度比空气大，不与空气反应O2、CO2向下排空气法密度比空气小，不与空气反应H2点技巧判定气体的密度比空气的大依旧小的方法空气的平均相对分子质量为29。

二氧化碳制取研究二氧化碳是一种广泛存在于地球大气层中的化学物质，也是一种重要的工业原料。

随着人类经济和社会的快速发展，许多产业领域都需要大量的二氧化碳作为原料，例如化工、食品、医药等行业。

因此，研究如何高效地制取二氧化碳，提高其利用率，对于促进产业发展具有重要意义。

一、国内外二氧化碳制取研究现状1、传统制备方法二氧化碳的传统制备方法主要包括矿石、蒸馏、电解等方法。

其中，矿石法制备二氧化碳属于最早的方法之一，通常使用石灰石( CaCO3)和硫酸(CaSO4)等矿石为原料，经高温煅烧后分解出二氧化碳。

这种方法的成本较高，二氧化碳纯度也不够高，可应用的领域受到了很多限制。

2、新型制备方法为了降低二氧化碳的制备成本，提高产量，目前国内外的研究机构正在尝试使用新型的生物制备、化学吸收法等方法制备二氧化碳。

其中，化学吸收法利用化学反应来达到分离、纯化的目的，可以获得更高的纯度、更高的产量，但是成本较高，使用起来也比较复杂。

而生物制备法往往需要专门的环境条件和生物技术支持，成本相对较低，但是仍存在着一些难以克服的问题。

二、二氧化碳制备技术分析1、化学吸收法化学吸收法是一种将二氧化碳从气相中吸收到液相中的方法，通常使用酸、碱溶液等物质作为吸收剂，将二氧化碳分离出来。

这种方法的主要优点是可以获得高质量的二氧化碳，同时容易实施。

但是它的成本相对较高，生产成本高企，不适宜大规模应用。

2、生物制备法生物制备法是通过生物细胞的代谢作用来制备二氧化碳，主要是利用生物固定化技术将微生物细胞固定在载体上，利用其生命活动产生的二氧化碳。

这种方法的优点在于其成本较低，而且对环境污染也没有太大影响。

但是生物制备法中的微生物细胞往往对环境要求较高，它们的活性和生命力随着环境条件的变化而变化。

同时，生物制备法还存在着成本控制难度大、操作较为复杂等问题。

三、二氧化碳制备技术发展趋势针对当前二氧化碳制备技术中存在的复杂性和成本问题，研究人员正在探索新的制备方法，并且逐渐将“智能化”、“绿色化”原则融入其中。

《二氧化碳制取的研究》课标解读【课标解读】“二氧化碳的实验室制取”是《课程标准》中要求学生必须完成的实验活动之一。

这一课题的落实有助于实现《课程标准》中对学生实验技能的要求，即“初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体”。

在进行本课题教学时，应注意以下几点。

1．反思、对比、总结，系统认识“制取气体的简单方法”。

在本课题前，学生通过“实验室制取氧气”的学习已具备了一定的实验室制取气体的知识和技能基础，教学中应基于学生已有水平，组织有效的反思、对比及归纳整理活动，让学生在活动过程中初步形成对“实验室制取气体”的系统认知。

（1）反思“实验室制取氧气”的全过程，初步形成比较完整的实验室制取气体的思路。

即：①需要研究实验室制取气体的反应原理（反应条件、药品、反应的化学方程式）②需要研究如何验证制得的气体就是所要制的气体③需要研究制取这种气体所应采用的实验装置④需要研究制取这种气体的实验步骤。

（2）通过对比前面已学过的可产生二氧化碳的反应及进行对比实验（HCl+石灰石、HCl+Na2CO3、HCl+CaCO3、H2SO4+石灰石等）掌握实验室制取二氧化碳的反应原理，同时对“实验室制取气体”的药品选择依据有一个初步认识。

即：反应速率要适中，便于气体收集；所制得的气体纯度要高，符合研究、学习的需要；操作简单、安全，易于实现。

（3）对比实验室制取二氧化碳和制取氧气的反应原理，确定实验室制取二氧化碳的发生装置，明确选择发生装置时应考虑的主要因素。

即：反应物的状态和反应条件等。

（4）对比氧气与二氧化碳的性质，确定二氧化碳的收集方法，明确选择收集方法时应考虑的主要因素。

即：被收集气体的溶解性、密度以及能否与水（或空气成分）发生反应等。

2．让学生在实验探究中体会、感受知识与方法。

到本课题，学生已初步具备了一定的实验技能，教学中如能让学生在探究过程中学习，将在很大程度上提高学生对知识及方法的掌握。

结合学生和学校的实际情况，本课题可以设计三个探究活动。

二氧化碳制取的研究【学习目标】1.掌握实验室制取二氧化碳的原理、装置和操作要点。

2.了解实验室中制取气体的思路和方法。

【要点梳理】要点一、二氧化碳的实验室制法1.药品：大理石（或石灰石）、稀盐酸。

2.反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑3.发生装置和收集装置：（1）发生装置：“固——液不加热型”。

气体的发生装置由反应物的状态和反应条件决定。

制取二氧化碳常用的发生装置如下：（2）装置连接时要注意以下两点：①长颈漏斗的下端管口必须插入到液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口跑掉；②导气管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下。

若伸入到液面下，气体就无法从导管口排出。

（3）收集装置：气体的收集方法由气体的密度和气体的溶解性决定。

二氧化碳能溶于水，密度比空气的大，通常采用向上排空气法收集（如右图所示）。

收集时要注意将导管插到瓶底。

4.验满：将燃着的木条置于集气瓶口，如木条熄灭，则二氧化碳收集满了。

5.检验：将产生的气体通入澄清的石灰水中，若观察到石灰水变浑浊，说明有CO2生成。

【要点诠释】药品选用应注意的问题：（1）不能用浓盐酸。

浓盐酸挥发出的氯化氢气体混入二氧化碳中，导致所收集的二氧化碳不纯。

（2）不能用硫酸。

因为硫酸跟碳酸钙反应（H2SO4+CaCO3=CaSO4+H2O+CO2↑）生成的硫酸钙微溶于水，它覆盖在石灰石的表面，阻碍了石灰石与硫酸进一步接触，使反应难以继续进行。

（3）不可用碳酸钠。

因为碳酸钠是固体粉末且易溶于水，它与盐酸反应（Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑）速率太快，不便于控制，且碳酸钠比石灰石价格高，不经济。

要点二、实验室制取二氧化碳的研究与实践1.化学反应原理的确定：可以生成二氧化碳的化学反应有很多，例如：（1）碳在氧气（或空气）中燃烧：C+O2CO2(2)碳在高温下还原金属氧化物：2CuO+C2Cu+CO2↑ 2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑(3)石灰石高温分解： CaCO3 CaO+CO2↑(4)大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应：CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑(5)蜡烛、木柴、酒精、汽油等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。