第6單元課題2 二氧化碳制取的研究

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第六單元 碳和碳的氧化物 課題2 二氧化碳制取的研究 從容說(shuō)課 本課題主要研究實(shí)驗(yàn)室中如何制取二氧化碳。首先根據(jù)所給資料探究了實(shí)驗(yàn)室制CO2的原理。然后教材給出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素，并給出了一些儀器，讓學(xué)生采用活動(dòng)探究的方式研究實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的裝置；再利用設(shè)計(jì)的裝置制取CO2、驗(yàn)證CO2；最后總結(jié)了實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的思路。 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能 (1)了解實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的反應(yīng)原理。 (2)探究實(shí)驗(yàn)室中制備CO2的裝置。 (3)了解實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的思路和方法。 2．過(guò)程與方法 能合理使用課堂資料，并會(huì)利用這些資料設(shè)汁實(shí)驗(yàn)方案。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 從設(shè)計(jì)裝置和制取氣體的過(guò)程中獲取成就感，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的自信心。 教學(xué)重難點(diǎn) 探究實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的裝置，并制取CO2。 教學(xué)方法 理解資料—一分析探究——?dú)w納總結(jié)——反思小結(jié)。 教具準(zhǔn)備 教師用具：投影儀。 學(xué)生用具：(1)儀器：小試管、藥匙、注射器、錐形瓶、平底燒瓶、燒杯、大試管、集氣瓶、長(zhǎng)頸漏斗、(帶導(dǎo)管的)雙孔塞及單孔塞、帶塞子的彎導(dǎo)管、水槽、酒精燈； (2)藥品：石灰石、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木條。 課時(shí)安排 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程 [板書(shū)]課題2 二氧化碳制取的研究 [引言]在第二單元制取過(guò)O2，今天再來(lái)探究制備CO2，首先看以下幾則信息。 [投影]資料： 1．含碳酸根離子的化合物〔例：碳酸鈉Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3〕能與稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反應(yīng)生成二氧化碳。 2．把燃著的木條放入二氧化碳中，木條_______，把燃著的木條伸入氮?dú)庵校緱l______。 3．向石灰水中吹氣，現(xiàn)象__________，說(shuō)明CO2能讓石灰水變渾濁。 4．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CO2密度為1．977 gL-1，空氣密度為1．293 gL-1。 5．CO2易溶于水，且與水反應(yīng)。 [活動(dòng)探究] 探究?jī)?nèi)容：實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理。 可供選擇的原料：石灰石(主要成分CaCO3)、碳酸鈉(Na2CO3)、稀鹽酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。 可供選擇的儀器：小試管、藥匙。 探究方法： 　 步驟 現(xiàn)象 1． 　 　 2． 　 　 3． 　 　 4． 　 　 結(jié)論：______________。 [學(xué)生活動(dòng)] [交流](教師適當(dāng)指導(dǎo)) 石灰石與HCl反應(yīng)速度適中；CaCO3與H2SO4反應(yīng)難于進(jìn)行；Na2CO3與酸反應(yīng)瞬間結(jié)束，不便收集。所以實(shí)驗(yàn)室制取CO2選擇石灰石與稀鹽酸反應(yīng)。 [講解]碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2CO3。碳酸不穩(wěn)定易分解生成CO2和H2O，所以總反應(yīng)為：CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O。 [板書(shū)]一、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理 CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O [設(shè)問(wèn)]我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)一套完整的裝置制取CO2? [板書(shū)]二、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置 [投影]資料：實(shí)驗(yàn)室里制取氣體裝置的確定 實(shí)驗(yàn)室里制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。下面列出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素。 固體和固體反應(yīng) 反應(yīng)物的狀態(tài) 固體和液體反應(yīng) 氣體發(fā)生裝置 液體和液體反應(yīng) …… 反應(yīng)條件（是否需要加熱、加催化劑等） 密度比空氣大的——向上排氣法 排空氣法 氣體收集裝置 密度比空氣小的——向上排氣法 排水法（不易溶于水、不與水發(fā)生反應(yīng)） [活動(dòng)與探究] 二氧化碳和氧氣制取實(shí)驗(yàn)及相關(guān)性質(zhì)比較 二氧化碳和氧氣制取實(shí)驗(yàn)及相關(guān)性質(zhì)比較 　 反應(yīng)物的狀態(tài) 反應(yīng)條件 氣體密度比空氣的大或小 是否溶于水是否與水反應(yīng) 二氧化碳 　 　 　 　 氧氣 　 　 　 　 根據(jù)上述比較，分析制取二氧化碳和氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置各有什么不同。試設(shè)計(jì) 制取二氧化碳的裝置，并與同學(xué)討論、交流，分析各自設(shè)計(jì)的裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。 以下儀器可供設(shè)計(jì)制取二氧化碳的裝置時(shí)選擇，你也可以另選或自制儀器，還可以利用代用品。 　 [學(xué)生活動(dòng)](以組為單位進(jìn)行探究) [教師指導(dǎo)]若使用右圖裝置應(yīng)注意：固體事先直接加入 錐形瓶中，長(zhǎng)頸漏斗的作用是加入液體，長(zhǎng)頸漏斗應(yīng)伸入反 應(yīng)液面以下，導(dǎo)氣管不應(yīng)伸入反應(yīng)液面以下，應(yīng)剛露出膠 塞為宜。 [討論交流]討論上述注意事項(xiàng)的原因，組與組之間討論 交流各自裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。 [師生活動(dòng)]各組修改自己的裝置，教師審查。 [設(shè)問(wèn)]如何利用所設(shè)計(jì)的裝置制一瓶CO2氣體，需要哪些步驟? [學(xué)生討論] [總結(jié)并板書(shū)] 三、制取CO2的步驟 1．檢查裝置的氣密性； 2．加入藥品； 3．制取收集氣體。 [思考]1．如何驗(yàn)證所制出的氣體是以CO2? 2．如何驗(yàn)證集氣瓶中CO2已收集滿? [討論] [總結(jié)板書(shū)] 四、驗(yàn)證CO2氣體的方法(見(jiàn)板書(shū)設(shè)汁) 1．檢驗(yàn)方法 2．驗(yàn)滿方法 [學(xué)生活動(dòng)]制CO2并檢驗(yàn)CO2，收集一滿瓶CO2。 [思考]實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路是什么? [師生總結(jié)并板書(shū)]1. 選擇反應(yīng)原理；2．選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；3．確定驗(yàn)證氣體的方法。 [作業(yè)]習(xí)題2、3、5 寫(xiě)出本次的探究活動(dòng)報(bào)告。 板書(shū)設(shè)計(jì) 課題2 二氧化碳制取的研究 一、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理 CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 二、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置 三、制取CO2的步驟 1．檢查裝置的氣密性； 2．加入藥品； 3．制取收集氣體。 四、驗(yàn)證CO2氣體的方法 1．檢驗(yàn)方法：將導(dǎo)管通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，證明生成的氣體是CO2。 2．驗(yàn)滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則說(shuō)明CO2已收集滿。 五、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路 1．選擇反應(yīng)原理； 2．選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置； 3．確定驗(yàn)證氣體的方法。 考題回顧 1．實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，常用 ……………………………………( ) A. 木炭和氧氣反應(yīng) B．煅燒石灰石 C．大理石跟稀鹽酸反應(yīng) D．大理石跟稀硫酸反應(yīng) 2．小明在實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí)制取CO2，他的具體操作步驟如下： (1)組裝儀器后，進(jìn)行了裝置氣密性的檢查，見(jiàn)圖A。請(qǐng)你幫他判斷一下，這套裝置是否漏氣? (2)他從稀H2SO4、稀HCl中選擇了一種酸，與石灰石反應(yīng)制CO2。想一想他不選另一種 酸的理由__________。 (3)小明想用圖B裝置來(lái)制取CO2，你認(rèn)為是否理想?_____________。 (4)請(qǐng)你告訴他集滿CO2的集氣瓶，應(yīng)該__________(填“正”或“倒”)放在桌面上。 答案：1．C 2．(1)不漏氣、氣密性良好 (2)稀硫酸跟石灰石反應(yīng)生成的CaSO4微溶，覆蓋在石灰石表面，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 (3)不理想 (4)正 備課資料 氣體制備的設(shè)計(jì)模式 1．發(fā)生裝置的選擇 主要從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)是否需要加熱來(lái)選擇。 (1)凡是給固體加熱或固體跟固體反應(yīng)加熱，適用于制O2裝置(a套裝置)，即試管橫放， 管口略下傾，教科書(shū)中加熱Cu2(OH)2CO3、H2還原CuO、膽礬分解均采用此裝置。 (2)凡是固體與液體反應(yīng)制氣體，且反應(yīng)不需加熱，均可采用制取H2裝置(b套裝置)，即試管直立(a、b套裝置圖略)。若要控制液體反應(yīng)，可加長(zhǎng)頸漏斗或分液漏斗。若反應(yīng)物固體塊較大，且用量多，可將試管換成廣口瓶、錐形瓶或燒瓶等。 無(wú)論選用上述哪種裝置均應(yīng)注意： ①先檢查氣密性后再加藥品； ②制氣裝置中導(dǎo)管口略露出膠塞即可； ③鐵夾夾在試管的中上部。 另外，利用a套裝置時(shí)還應(yīng)注意： ①藥品平鋪； ②加熱用外焰，先均勻加熱后集中加熱； ③如反應(yīng)較劇烈，要在試管口塞一團(tuán)棉花，以防藥品堵塞導(dǎo)管口； ④制完氣體，應(yīng)先撤導(dǎo)管后撤酒精燈。 利用b套裝置時(shí)還應(yīng)注意： ①長(zhǎng)頸漏斗底端需液封； ②裝藥品時(shí)先固后液。 (3)收集裝置的選擇 ①凡常溫下不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體，可根據(jù)氣體密度與空氣密度的比較(或利用空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量與氣體相對(duì)分子質(zhì)量比較)，采用向下或向上排空氣取氣法。 ②凡氣體不易溶或難溶于水的，可采用排水取水法。 ③有毒性且不溶于水的氣體，可采用洗氣瓶倒裝裝置(即短進(jìn)長(zhǎng)出)，從長(zhǎng)管排出的水可用燒杯接裝，如將燒杯換成量筒還可用來(lái)測(cè)量生成氣體的體積。洗氣瓶中的液體可根據(jù)氣體性質(zhì)選用。 利用排氣法收集氣體時(shí)需注意： ①導(dǎo)管應(yīng)插入集氣瓶底部(無(wú)論向下排氣或向上排氣)； ②應(yīng)在瓶口驗(yàn)滿，可燃性氣體不能用點(diǎn)燃法驗(yàn)滿。 利用排水法收集氣體時(shí)需注意： 收集前集氣瓶應(yīng)充滿水倒立于水槽中，不留氣泡。 (4)所集氣體的存放： ①比空氣密度大的氣體，蓋嚴(yán)后正放； ②比空氣密度小的氣體，蓋嚴(yán)后倒放。 2．氣體除雜的設(shè)計(jì)模式 氣體中混入雜質(zhì)氣體，一般可采取下述方法進(jìn)行除雜。 (1)直接吸收法 ①水汽可選擇干燥劑，如濃H2SO4、火堿、氧化鈣等初中常見(jiàn)的干燥劑。若選用其他干燥劑如氯化鈣、五氧化二磷等需在試題中說(shuō)明。 ②酸(堿)類氣體可采用堿(酸)液吸收。酸性氣體如二氧化碳?xì)怏w、二氧化硫氣體、氯化氫氣體等可用濃氫氧化鈉溶液吸收。堿性氣體如氨氣可用酸液吸收。 ③如果是二氧化碳?xì)怏w中混有氯化氫氣體(如制取二氧化碳?xì)怏w時(shí)用的是鹽酸溶液)，可用飽和碳酸氫鈉溶液來(lái)吸收。 (2)轉(zhuǎn)化吸收法 將混入的氣體雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為原氣體，如二氧化碳?xì)怏w中混有一氧化碳?xì)怏w，可將混合氣體通過(guò)灼熱的氧化銅，將一氧化碳氧化為二氧化碳,達(dá)到除雜目的。 3．氣體驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)模式 初中化學(xué)中能夠參與驗(yàn)證的氣體有O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl氣體等。其中O2、CO2、H2O(g)、NH3、HCl氣體可直接驗(yàn)證： CO2：可使澄清石灰水變渾濁。 H2O：可使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。 NH3：可使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)。 HCl：可使用硝酸酸化過(guò)的硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀。 有些氣體需將它們轉(zhuǎn)化后驗(yàn)證，如一氧化碳?xì)怏w、氫氣需轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水蒸氣后，再驗(yàn)證生成物。綜合性較強(qiáng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意以下幾方面： (1)若需驗(yàn)證某種氣體，則一定要先除去此氣體中其他氣體，一般是先除其他氣體雜質(zhì)后再除水汽； (2)從溶液中制得或從洗氣瓶中通過(guò)的氣體中都夾帶少量水汽，一般需先干燥； (3)連接儀器時(shí)注意洗氣瓶的連接是“長(zhǎng)進(jìn)短出”，球形干燥管的連接一般是“粗進(jìn)細(xì)出”，U形干燥管和玻璃管(盛裝碳粉或氧化銅)則無(wú)特殊要求，一般按照儀器接口的字母順序連接； (4)如有毒性氣體要做尾氣處理。 　 　 年級(jí) 　初三 學(xué)科 化學(xué) 版本 期數(shù) 內(nèi)容標(biāo)題 二氧化碳制取的研究 分類索引號(hào) 　　G.623.2 分類索引描述 　教學(xué)法 主題詞 二氧化碳制取的研究 欄目名稱 　教案精選 供稿老師 審稿老師 錄入 一校 二校 審核 8