課題3二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取化學(xué)觀念:理解實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理,認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)可以通過控制反應(yīng)物和反應(yīng)條件來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。科學(xué)思維:通過對比、分析、歸納的思維過程推理出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)選取的發(fā)生裝置和收集裝置,并總結(jié)制取氣體時(shí)選取發(fā)生裝置和收集裝置的依據(jù)?？茖W(xué)探究與實(shí)踐:經(jīng)歷二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取和性質(zhì)的探究過程,提高提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)等科學(xué)探究能力。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過了解二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取方法,發(fā)展對物質(zhì)世界的探究欲,保持對化學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)探究的濃厚興趣,對化學(xué)學(xué)科促進(jìn)人類文明和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要價(jià)值具有積極的認(rèn)識,并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識和環(huán)保意識。教學(xué)重點(diǎn):實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的原理、裝置設(shè)計(jì)和操作步驟。教學(xué)難點(diǎn):構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法。[展示]二氧化碳在滅火、制汽水、植物光合作用等方面的應(yīng)用的圖片。[情景引入]二氧化碳在生產(chǎn)、生活以及實(shí)驗(yàn)室都有很多用途,某化學(xué)實(shí)驗(yàn)室需要制取二氧化碳用于實(shí)驗(yàn)研究,作為實(shí)驗(yàn)室助手,請你設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的方案,并完成實(shí)驗(yàn)操作。任務(wù)一探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)[布置任務(wù)]聯(lián)系所學(xué)知識和日常生活,列舉你所知道的能生成CO2的反應(yīng)[小組交流、討論、總結(jié)](1)生物體的呼吸作用可產(chǎn)生CO2[提問]根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí)試劑選擇的原則想一想,這些方法中哪些適用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳?[實(shí)驗(yàn)]根據(jù)提供試劑做以下實(shí)驗(yàn),并填寫表格。生成CO2的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否適用于實(shí)驗(yàn)室制取1.碳酸鈉粉末+稀鹽酸/稀硫酸大量氣泡,反應(yīng)很快不適用2.碳酸鈣粉末+稀鹽酸/稀硫酸3.塊狀石灰石+稀鹽酸大量氣泡,反應(yīng)速率適中適用4.塊狀石灰石+稀硫酸少量氣泡,反應(yīng)一會(huì)兒就停止不適用[總結(jié)]有二氧化碳生成的化學(xué)反應(yīng)很多,但不一定都適用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳,這里首先要考慮可操作性,在可操作的前提下,再考慮哪個(gè)更簡便易行、原料是否易得、反應(yīng)是否可控、是否利于收集等。[講解]實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)物是塊狀石灰石(或大理石)和稀鹽酸,石灰石(或大理石)的主要成分是碳酸鈣;稀鹽酸的主要成分是氯化氫和水,石灰石或大理石中的碳酸鈣與稀鹽酸中的氯化氫反應(yīng),生成氯化鈣和碳酸,CaCO3+2HClCaCl2+H2CO3,碳酸不穩(wěn)定,很容易分解成二氧化碳和水,H2CO3H2O+CO2↑。將第一個(gè)反應(yīng)式中的碳酸用水和二氧化碳加以替換,這樣,就得到了該反應(yīng)的總化學(xué)方程式:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑(2)蠟燭燃燒可生成CO2。(3)碳在氧氣中充分燃燒生成CO2:C+O2CO2。(4)木炭還原氧化銅生成CO2:C+2CuOCO2↑+2Cu。(5)一氧化碳燃燒生成CO2:2CO+O22CO2。(6)一氧化碳還原氧化銅生成CO2:CO+CuOCO2+Cu。[討論交流]反應(yīng)(1)呼出的氣體中含有氮?dú)獾绕渌麣怏w,不純凈;反應(yīng)(2)和(3)蠟燭或木炭在氧氣中燃燒時(shí)若燃燒不充分還可能產(chǎn)生一氧化碳,產(chǎn)生的氣體不純凈;反應(yīng)(4)反應(yīng)條件是高溫,不易操作;反應(yīng)(5)和(6)反應(yīng)物中CO是氣體,混入生成物中,造成氣體不純凈。以上六個(gè)反應(yīng)都不適合用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳。[觀察討論]觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,選出廉價(jià)的原料,反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行,且反應(yīng)速率適中的反應(yīng),用于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳任務(wù)二設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)[過渡]我們已經(jīng)知道了實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理,接下來就讓我們來設(shè)計(jì)裝置制取二氧化碳吧!實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置一般分為發(fā)生裝置和收集裝置兩部分,還記得實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置圖吧!你能分清其中的哪些部分屬于發(fā)生裝置嗎?[布置任務(wù)]從實(shí)驗(yàn)室制取氣體的原理出發(fā),根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)(如固體與固體反應(yīng)、固體與液體反應(yīng)、液體與液體反應(yīng)等)、反應(yīng)條件(如是否需要加熱、使用催化劑等)來確定氣體發(fā)生裝置,請完成表格[回答]屬于發(fā)生裝置的部分為A、B。項(xiàng)目制取原理反應(yīng)物的狀態(tài)反應(yīng)條件CO2稀鹽酸與大理石(或石灰石)固體和液體常溫O2加熱高錳酸鉀固體加熱分解過氧化氫溶液固體和液體常溫[布置任務(wù)]確定氣體的收集裝置: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),確定氣體收集裝置,完成表格。[學(xué)生活動(dòng)]選擇以下實(shí)驗(yàn)儀器(見PPT),小組合作組合一套制取二氧化碳的裝置并介紹裝置的特點(diǎn)。[提示]長頸漏斗和分液漏斗都是用于添加液體試劑的儀器,其中分液漏斗有活塞,可以控制液體試劑的滴加量和滴加速度。[教師點(diǎn)評學(xué)生實(shí)驗(yàn)][提問]實(shí)驗(yàn)室制取氣體時(shí),除了要確定反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置外,還要對制取的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)滿。那么如何檢驗(yàn)收集的氣體為二氧化碳呢?用向上排空氣法收集二氧化碳時(shí),怎樣證明集氣瓶中已充滿了二氧化碳[填寫表格]項(xiàng)目CO2O2密度比空氣大或小大大是否溶于水,是否與水反應(yīng)可溶于水并能與水反應(yīng)難溶于水且不與水反應(yīng)[交流合作]1.選擇發(fā)生裝置B;選擇收集裝置C。2.優(yōu)化方案,設(shè)計(jì)一套安全可行的裝置,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3.檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水;驗(yàn)滿二氧化碳將燃著的木條放在集氣瓶瓶口任務(wù)三歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)[問題探究]通過對比實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和二氧化碳的思路和方法,請作為實(shí)驗(yàn)室助手的你總結(jié)出實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法,幫助同學(xué)們學(xué)習(xí)。[總結(jié)][討論,展示,交流]教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)[知識總結(jié)]見PPT。[情境回顧]通過設(shè)計(jì)并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,我們成功制取了二氧化碳,解決了實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際問題。[情感升華]二氧化碳在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,我們要學(xué)會(huì)科學(xué)利用化學(xué)知識,為人類造福[交流]歸納總結(jié)本堂課的知識,加深理解與記憶,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)思維能力和態(tài)度課題3二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取一、反應(yīng)原理石灰石(或大理石)、稀鹽酸:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑二、實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生裝置:固液常溫型收集裝置:向上排空氣法三、CO2的檢驗(yàn)通入澄清石灰水中——變渾濁四、CO2的驗(yàn)滿燃著的木條放在集氣瓶口——熄滅五、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________