二氧化碳制取的研究教案

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课题2 二氧化碳制取的研究

一、教案目标

1.知道实验室制取二氧化碳的研究思路。

2.通过探究活动了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置。

3.初步学习二氧化碳的制取、验证、验满等操作。

4.运用设计装置、动手实验等方法,激发学生参与问题探究的积极性。

二、重点:实验室制取二氧化碳原理和装置的探究。

三、难点:实验室制取二氧化碳装置的设计。

四、教案用品:多媒体;

实验仪器:试管;分液漏斗;带导管的橡皮塞;集气瓶;胶头滴管;

药品:大理石;稀盐酸;碳酸钠;稀硫酸;澄清的石灰水等。

五、教案过程

1.新课导入:

打开雪碧、可乐、啤酒等饮料的封口,我们会发现大量的气泡,这些气泡是什么气体的气泡?在实验室里,二氧化碳气体究竟是怎样制取的呢?本节课我们将一起来研究。

2.知识回顾。

在第二单元,我们曾研究过实验室制取氧气的方法,请同学们观看大屏幕,回忆相关知识。

(1)学生回顾(实验室用高锰酸钾或过氧化氢溶液来制取氧气,其反应原理分别是……)

表1:实验室制取氧气的知识回顾

药品 KMnO4 H2O2溶液和MnO2

反应原理 2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑ 2H2O2==2H2O+O2↑

反应物状态 固体 固体、液体

反应条件 加热 不需加热

发生装置 A B

收集装置 C或D

验证方法 用带火星的木条伸进瓶内,木条复燃,则该气体是氧气。

验满方法 用带火星的木条放在瓶口,木条复燃,则证明已满。

图1:供选择的实验装置

(2)教师总结:由刚才的知识回顾,我们可以得出,反应原理、制取装置、验证验满方法,是研究实验室制取气体的主要内容,具体的研究思路是,确定制备气体的△ MnO2 反应原理,也就是确定反应物及反应的化学方程式→确定气体的制取装置,气体制取的装置包括发生装置和收集装置两部分,发生装置确定的依据是?(反应物的状态和反应发生的条件)收集装置确定的依据是?(气体的密度、溶解性以及气体是否与水反应等)→确定气体验证、验满方法,一般而言,气体验证、验满利用的是气体的——(化学性质)。接下来,我们就沿着这一思路来研究二氧化碳气体的实验室制取。

3.探究活动1:探究实验室制取二氧化碳的反应原理。

(1)提问:在我们所学过的反应中,有哪些反应可以产生二氧化碳呢?实验室里能选用这些反应来制备二氧化碳吗?

(2)教师讲述:我们所了解的这些能够产生二氧化碳的反应,因为生成的气体可能不

纯、反应条件较难满足等原因,没能入选实验室制备二氧化碳的反应。下面,老师再向同学们介绍三个能够生成二氧化碳的反应,让我们通过一组较为粗略的对比实验,看看哪些反应适用于实验室制取二氧化碳?

(3)教师演示实验。

●投影实验内容(投影)

图2:三个对比实验的示意图

●教师讲述:在进行实验时,要注意:先将半药匙碳酸钠粉末、两至三粒石灰石分别放入三支试管中;然后向三支试管中分别倒入1/5试管的稀盐酸或稀硫酸;我在实验时,你们要注意观察和对比三个反应中气泡产生的快慢。

●教师演示实验(请同学们说一说刚才实验中观察到的现象)。

●学生回答完成实验报告(投影)

表3:石灰石、碳酸钙与稀盐酸、稀硫酸反应的对比实验

●引导学生分析哪种反应适用于实验室制取二氧化碳气体

讲述:针对上述实验现象,同学们想一想,实验室里制取二氧化碳的最佳反应是?是不是越快越好(学生思考后得出结论:稀盐酸和石灰石的反应速率适中,适用于实验室制取二氧化碳气体)

●整理实验原理的确定因素 实验药品 实验现象

1.稀硫酸和块状石灰石 产生气泡,速率缓慢并渐止

2.稀盐酸和块状石灰石 产生气泡,速率适中

3.稀盐酸和碳酸钠粉末 产生气泡,速率很快 讲述:由此可知,确定实验室制取气体的反应原理时,我们要就以下因素加以综合考虑:制得的气体较纯;反应条件容易满足;反应速率适中等。由于石灰石和稀盐酸的反应符合上述几点要求,因此,我们将该反应确定为实验室制取二氧化碳气体的反应。

(4)投影反应原理。

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3 ;H2CO3 =H2O+CO2↑;总反应的化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

●过渡:确定了实验室制取二氧化碳的原理,接下来,我们该研究什么呢?(制取装置)没错!

4.探究活动2:探究实验室制取二氧化碳的装置。

(1)师生活动(投影)

●提问1:确定二氧化碳的发生装置时要考虑哪些因素?(反应物的状态和反应发生的条件)请一位同学说一说这两个方面的情况(固体和液体;不需要加热)。由此可推知,实验室制取二氧化碳的发生装置和那一个反应的发生装置相似(过氧化氢溶液的分解)。

●提问2:确定二氧化碳的收集装置时要考虑的因素又有哪些?(密度、溶解性、能否与水反应)。虽然二氧化碳的性质是本单元第三课时的学习内容,但相信同学们对此已经有了一定的了解(学生表述,老师补充:密度比空气大;能溶于水;能和水发生反应)。由此可推知,收集二氧化碳气体应该采用——向上排空气法。

●过渡:带着刚才的思考结果,我们来做一回选择。

(2)师生活动(投影)

现提供如下装置,你会选择怎样的发生和收集装置来制取二氧化碳呢?

书本P114页图

●过渡:如果实验室里没有长颈漏斗和锥形瓶,我们能找到其它仪器来替代吗?

(3)课堂练习(见文本)

1、在实验室制取二氧化碳时,下列仪器中:

哪些可以代替长颈漏斗?________哪些可以代替锥形瓶?_________

图4:供选择的仪器

●过渡:刚才的活动情况表明,同学们对实验室制取二氧化碳装置的认识已经到了能选择、会变通的地步,如果给出若干种实验仪器,相信同学们也一定能够设计出富有个性的实验装置来。

(4)师生活动(投影) ●学生设计实验装置(媒体呈现仪器,学生选择,老师点击组装)。

●教师或学生适当点评。

实验室制取二氧化碳的装置图

(5)课堂练习(见文本)

2、下图是某同学制取二氧化碳的装置图,

请说出其中的错误:

(1) ________________________;

(2)________________________;

(3)________________________;

3、 硫化氢(H2S)是一种密度比空气大且溶于水的气体, 实验室常用块状固体硫化亚铁(FeS)与稀硫酸反应制取硫化氢,实验室制取硫化氢的发生装置是 ,收集装置

●过渡:下一步该研究什么呢?(二氧化碳的验证和验满)

5.探究活动3:探究二氧化碳的验证和验满。

(1)讲述:验证和验满是两个容易混淆的问题,请同学们运用对比的方式,对此加以思考。

(2)师生活动(投影)

验证:将气体通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊,则表明气体是二氧化碳;

验满:用燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则表明气体已经集满。

(3)教师强调:通过对比,我们找到了两者的不同,验证二氧化碳用的是澄清的石灰水,验满二氧化碳用的是燃着的木条。

●过渡:解决了实验室制取二氧化碳的三个主要问题,接下来,同学们该做什么了?(动手实验,制备二氧化碳气体)对!为了使实验进行得规范有序,实验前,我们还必须明确两个问题,一是实验的步骤,二是操作的要点。

6.探究活动4:制取一瓶二氧化碳气体。

(1)学生回忆操作步骤

(2)媒体投影(投影)

a按要求连接好仪器;b检查装置的气密性;c装入药品(先加固体,后加液体);d收集并验满气体

(3)制取一瓶二氧化碳气体。

7.课堂小结(投影)

8.布置作业。

附:板书设计

课题2 二氧化碳气体制取的研究

(一)药品及反应原理

药品:石灰石(或大理石)和稀盐酸

原理:CaCO3 + 2 HCl === CaCl2+ H2O + CO2 ↑

(二)装置的确定

发生装置:固体液体不加热型

收集装置:向上排空法

(三)实验室制取二氧化碳

验满:用燃着的木条放在集气瓶口,熄灭则满

检验:倒入澄清的石灰水,振荡变浑浊则是二氧化碳