1課題3二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取本課題主要研究實(shí)驗(yàn)室中如何制取二氧化碳。教材首先給出了實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，然后采用活動與探究的方式來研究實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳的裝置，這是本課題的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。教材首先給出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置的因素，然后讓學(xué)生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度的大小比較和是否與水反應(yīng)等方面來比較實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳和氧氣的異同。在此基礎(chǔ)上，給出了一些儀器，由學(xué)生自己來組裝制取二氧化碳的裝置。最后，教材給出了制取二氧化碳的一種裝置，并在“學(xué)完本課題你應(yīng)該知道”中總結(jié)了實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的思路和方法。【素養(yǎng)目標(biāo)】1.通過分析氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，討論實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般設(shè)計(jì)思路。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制取氣體的一般設(shè)計(jì)思路進(jìn)行二氧化碳制取的探究實(shí)驗(yàn)。3.通過探究實(shí)驗(yàn)初步掌握實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理、裝置和操作。4.了解二氧化碳的部分物理性質(zhì)，學(xué)會收集、檢驗(yàn)和驗(yàn)滿二氧化碳的方法。5.使學(xué)生初步認(rèn)識科學(xué)探究的意義和基本過程，能提出問題，進(jìn)行探究活動。用科學(xué)的方法去推理、分析、解決實(shí)際問題。6.通過探究實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生主動與他人進(jìn)行交流和討論，清楚地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，逐步形成良好的學(xué)習(xí)模式。【教學(xué)重點(diǎn)】探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理和實(shí)驗(yàn)裝置，并利用設(shè)計(jì)裝置制取二氧化碳?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳裝置的設(shè)計(jì)思路?！窘叹邷?zhǔn)備】[儀器]錐形瓶(或廣口瓶、大試管)、長頸漏斗，帶導(dǎo)管的雙孔塞、集氣瓶、玻璃片、導(dǎo)氣管[試劑]石灰石(或大理石)、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸溶液。[教具]多媒體電腦平臺和PPT課件?！菊n前預(yù)習(xí)】1.實(shí)驗(yàn)室制取CO2常選用石灰石或大理石和稀鹽酸，其反應(yīng)原理是CaCO3+2HC12.發(fā)生裝置的確定取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；CO2氣體只能用向上排空氣法收集，是因?yàn)槎趸寄苋苡谒颐芏缺瓤諝獯蟆?.CO2的檢驗(yàn)與驗(yàn)滿：檢驗(yàn)CO2氣體通常用澄清的石灰水，驗(yàn)滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口?！窘虒W(xué)過程】[設(shè)問]在課題1中我們學(xué)過碳在氧氣中充分燃燒、高溫下碳還原氧化銅都可以生成二氧化碳，在實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳是否可以利用這些反應(yīng)呢?下面我們就來探究一下實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方法。知識點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理[教師活動]提供學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的參考信息：碳酸鈉粉末(Na2C03)或大理石或石灰石(主要成分都是CaC03)等碳酸鹽均能跟稀鹽酸(HC1)或稀硫酸(H2SO4)等酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳。[學(xué)生活動]實(shí)驗(yàn)探究一：探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的理想原料。(重點(diǎn)比較反應(yīng)速率快慢)可供選的[試劑](1)碳酸鈉粉末(Na2C03);(2)石灰石或大理石(主要成分是CaC03)反應(yīng)；(3)碳酸鈣粉末(CaC03);(4)稀鹽酸(有效成分HC1);(5)稀硫酸(有效成分H2SO4)。可供選的[儀器]試管、藥匙、膠頭滴管。[教師活動]2(1)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究中的儀器操作、試劑取用并觀察現(xiàn)象；(2)共同分析總結(jié)：根據(jù)提供試劑可做如下實(shí)驗(yàn)：①酸鈉粉末(Na2CO3)和稀鹽酸(有效成分HCl)②酸鈉粉末(Na2C03)和稀硫酸(有效成分H2S04)③灰石或大理石(主要成分是CaCO3)和稀鹽酸(有效成分HC1)④灰石或大理石(主要成分是CaC03)和稀硫酸(有效成分H2SO4)⑤酸鈣粉末(CaCO3)和稀鹽酸(有效成分HCl)(3)現(xiàn)象總結(jié)分析：實(shí)驗(yàn)中，他們觀察發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)①②⑤迅速反應(yīng)，生成大量氣體，碳酸鈉粉末很快消耗完畢；實(shí)驗(yàn)④⑥剛開始冒出了少量氣泡，但很快氣泡越來越[結(jié)論]在實(shí)驗(yàn)室里常常用石灰石(或大理石)跟稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳：CaC03+2HCl1.二氧化碳的性質(zhì)信息(從生活經(jīng)驗(yàn)和已有事實(shí)推測)①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度是1.977g/L,比空氣的密度(空氣是)。③打開汽水瓶蓋可以看到,這說明二氧化碳溶于水(“能”或“不能”)且二氧化④人向澄清石灰水中吹氣，看到的現(xiàn)象,說明二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣2.發(fā)生裝置和收集裝置[提問]如何確定實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置?[教師活動]結(jié)合教材及上述提供信息，講解實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置選擇依據(jù)。確定氣體發(fā)(1)不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因?yàn)橄×蛩崤c大理石反應(yīng)生成微溶于水的CaSO4,會覆蓋在大理石表面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；(2)不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，因?yàn)闈恹}酸易揮發(fā)，會使生成的氣體中混有較多氯化氫氣體而不純；(3)不用純CaC03或Na2C03等代替大理石(或石灰石),判斷一種氣體的密度比空氣大還是小的方法是：空氣的平均相對分子質(zhì)量約為29,如果某氣體的相對分子質(zhì)量大于29,則這種氣體的密度比空氣的大；如果某氣體的相對分子質(zhì)量小于29,[討論]比較實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和二氧化碳的反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件。[小結(jié)]實(shí)驗(yàn)室制取CO2的發(fā)生裝置與過氧化氫分解制取02的相似。裝置裝置特點(diǎn)簡易裝置，可用于[講解]確定氣體收集裝置的依據(jù)。根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇氣體收集方法(排空氣法或排水法)[討論]比較實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和二氧化碳的性質(zhì)。二氧化碳大溶于水，與水反應(yīng)3[講解]實(shí)驗(yàn)室氣體收集方法a.排水集氣法：適用于難溶于水或不易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。此法收集的氣體較為純凈；當(dāng)有氣泡從水槽中冒出時(shí)，表明氣體收集已滿(如圖甲)。若制取的氣體有毒，在收集該氣體時(shí)，還應(yīng)采取措施防止該氣體逸散到空氣中，故對多余的氣體要進(jìn)行尾氣處理，避免其對空氣造成污染?！舅枷敕椒ā恐R遷移法選擇未學(xué)過的氣體的制取裝置，就要根據(jù)實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的一般思路和方法進(jìn)行知識的遷移。首先要熟悉固體加熱型和固液不加熱型兩種氣體的發(fā)生裝置，知道根據(jù)氣體的密度和溶解性來選擇收集裝置，再根據(jù)陌生氣體的制取原理和性質(zhì)，與上面的知識對照遷移，找出共同點(diǎn)，再選擇儀器的組合。b.向上排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時(shí)應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。同時(shí)，應(yīng)在集氣瓶的瓶口處蓋上玻璃片，以便穩(wěn)定氣流。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗(yàn)滿(如圖4所示)。c.向下排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時(shí)應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗(yàn)滿(如圖5所示)。[小結(jié)]實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳可選用向上排空氣法收集。[學(xué)生活動]設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置[展示]各小組依次出示完成的裝置設(shè)計(jì)圖。裝置一：裝置二：[評價(jià)]裝置一：裝置簡單，適用于少量氣體制取。裝置二：優(yōu)點(diǎn)便于添加試劑。[學(xué)生活動]各小組按照自己的設(shè)計(jì)，選擇儀器，按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟自行組裝并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并收集一瓶二氧化碳。[總結(jié)](1)實(shí)驗(yàn)步驟：①連接儀器并檢查裝置的氣密性；②裝人石灰石(或大理石),塞緊橡膠塞；③把反應(yīng)裝置固定好；④向長頸漏斗中加入稀鹽酸至浸沒長頸漏斗下端管口；⑤收集氣體；⑥檢驗(yàn)氣體是否收集滿。①制取二氧化碳時(shí)，長頸漏斗的下端必須伸到液面以下是為了防止產(chǎn)生的CO2氣體從長頸漏斗中逸出。②收集二氧化碳時(shí)，因?yàn)槎趸細(xì)怏w的密度比空氣的大，為了把集氣瓶內(nèi)的空氣排盡，使收集的二氧化碳比較純凈，所以把導(dǎo)氣管通到集氣瓶的底部。[討論]怎樣檢驗(yàn)生成的氣體是二氧化碳?如何檢驗(yàn)集氣瓶中的二氧化碳已收集滿了?[答]檢驗(yàn)方法：將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳。驗(yàn)滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則證明已收集滿了。[講解]實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路：①確定制取氣體的化學(xué)反應(yīng)原理(在實(shí)驗(yàn)室條件下如常溫、加熱、使用催化劑等，選擇什么試劑、通過什么反應(yīng)來制取這種氣體。)②設(shè)計(jì)制取氣體的實(shí)驗(yàn)裝置(根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件確定氣體發(fā)生裝置；根據(jù)氣體的性質(zhì)如密度、是否溶于水、是否與水反應(yīng)等，確定氣體收集裝置。)③驗(yàn)證得到的氣體就是所要制取的氣體(根據(jù)氣體的性質(zhì)如可燃性或助燃性、與某些試劑反應(yīng)有沉淀生成等進(jìn)行驗(yàn)證。)【板書設(shè)計(jì)】課題3二氧化碳制取的實(shí)驗(yàn)室制取1.實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳發(fā)生裝置：固液常溫型氣體收集裝置：向上排空氣法裝置操作步驟：檢查氣密性→加試劑(先固后液)→連接裝置→收集2.二氧化的檢驗(yàn)與驗(yàn)滿4檢驗(yàn)：通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳。驗(yàn)滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則