人教版九年级全册优秀教案第6单元课题2二氧化碳制取的研究 7页

1 第六单元 碳和碳的氧化物 课题 2 二氧化碳制取的研究 从容说课 本课题主要研究实验室中如何制取二氧化碳。首先根据所给资料探究了实验室制 CO2 的原 理。然后教材给出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素，并给出了一些仪器，让学 生采用活动探究的方式研究实验室中制取 CO2 的装置；再利用设计的装置制取 CO2、验证 CO2； 最后总结了实验室中制取气体的思路。 教学目标 1．知识与技能 (1)了解实验室中制取 CO2 的反应原理。 (2)探究实验室中制备 CO2 的装置。 (3)了解实验室中制取气体的思路和方法。 2．过程与方法 能合理使用课堂资料，并会利用这些资料设汁实验方案。 3．情感态度与价值观 从设计装置和制取气体的过程中获取成就感，进一步增强学习化学的自信心。 教学重难点 探究实验室中制取 CO2 的装置，并制取 CO2。 教学方法 理解资料—一分析探究——归纳总结——反思小结。 教具准备 教师用具：投影仪。 学生用具：(1)仪器：小试管、药匙、注射器、锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、大试管、集气瓶、 长颈漏斗、(带导管的)双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、水槽、酒精灯； (2)药品：石灰石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木条。 课时安排 1 课时 教学过程 [板书]课题 2 二氧化碳制取的研究 [引言]在第二单元制取过 O2，今天再来探究制备 CO2，首先看以下几则信息。 [投影]资料： 1．含碳酸根离子的化合物〔例：碳酸钠 Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是 CaCO3〕能与 稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反应生成二氧化碳。 2．把燃着的木条放入二氧化碳中，木条_______，把燃着的木条伸入氮气中，木条______。 2 3．向石灰水中吹气，现象__________，说明 CO2 能让石灰水变浑浊。 4．标准状况下，CO2 密度为 1．977 g·L-1，空气密度为 1．293 g·L-1。 5．CO2 易溶于水，且与水反应。 [活动探究] 探究内容：实验室制取 CO2 的原理。 可供选择的原料：石灰石(主要成分 CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。 可供选择的仪器：小试管、药匙。 探究方法： 步骤 现象 1． 2． 3． 4． 结论：______________。 [学生活动] [交流](教师适当指导) 石灰石与 HCl 反应速度适中；CaCO3 与 H2SO4 反应难于进行；Na2CO3 与酸反应瞬间结束，不便 收集。所以实验室制取 CO2 选择石灰石与稀盐酸反应。 [讲解]碳酸钙与盐酸反应：CaCO3+2HCl====CaCl2+H2CO3。碳酸不稳定易分解生成 CO2 和 H2O， 所以总反应为：CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O。 [板书]一、实验室制取 CO2 的反应原理 CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O [设问]我们如何设计一套完整的装置制取 CO2? [板书]二、实验室制取 CO2 的装置 [投影]资料：实验室里制取气体装置的确定 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置 和收集装置时应考虑的因素。 固体和固体反应 反应物的状态 固体和液体反应 3 气体发生装置 液体和液体反应 …… 反应条件（是否需要加热、加催化剂等） 密度比空气大的——向上排气法 排空气法 气体收集装置 密度比空气小的——向上排气法 排水法（不易溶于水、不与水发生反应） [活动与探究] 二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较 二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较 反应物的状态 反应条件 气体密度比空气的大或 小 是否溶于水是否与 水反应 二氧 化碳 氧气 根据上述比较，分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置各有什么不同。试设计 制取二氧化碳的装置，并与同学讨论、交流，分析各自设计的装置的优缺点。 以下仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择，你也可以另选或自制仪器，还可以利用代 用品。 4 [学生活动](以组为单位进行探究) [教师指导]若使用右图装置应注意：固体事先直接加入 锥形瓶中，长颈漏斗的作用是加入液体，长颈漏斗应伸入反 应液面以下，导气管不应伸入反应液面以下，应刚露出胶 塞为宜。 [讨论交流]讨论上述注意事项的原因，组与组之间讨论 交流各自装置的优缺点。 [师生活动]各组修改自己的装置，教师审查。 [设问]如何利用所设计的装置制一瓶 CO2 气体，需要哪些步骤? [学生讨论] [总结并板书] 三、制取 CO2 的步骤 1．检查装置的气密性； 2．加入药品； 3．制取收集气体。 [思考]1．如何验证所制出的气体是以 CO2? 2．如何验证集气瓶中 CO2 已收集满? [讨论] [总结板书] 四、验证 CO2 气体的方法(见板书设汁) 1．检验方法 2．验满方法 [学生活动]制 CO2 并检验 CO2，收集一满瓶 CO2。 [思考]实验室制取气体的思路是什么? [师生总结并板书]1. 选择反应原理；2．选择合适的实验装置；3．确定验证气体的方法。 [作业]习题 2、3、5 写出本次的探究活动报告。 板书设计 课题 2 二氧化碳制取的研究 一、实验室制取 CO2 的反应原理 CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O 二、实验室制取 CO2 的装置 三、制取 CO2 的步骤 1．检查装置的气密性； 5 2．加入药品； 3．制取收集气体。 四、验证 CO2 气体的方法 1．检验方法：将导管通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明生成的气体是 CO2。 2．验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明 CO2 已收集满。 五、实验室制取气体的思路 1．选择反应原理； 2．选择合适的实验装置； 3．确定验证气体的方法。 考题回顾 1．实验室制取二氧化碳时，常用 ……………………………………( ) A. 木炭和氧气反应 B．煅烧石灰石 C．大理石跟稀盐酸反应 D．大理石跟稀硫酸反应 2．小明在实验室里学习制取 CO2，他的具体操作步骤如下： (1)组装仪器后，进行了装置气密性的检查，见图 A。请你帮他判断一下，这套装置是否漏 气? (2)他从稀 H2SO4、稀 HCl 中选择了一种酸，与石灰石反应制 CO2。想一想他不选另一种 酸的理由__________。 (3)小明想用图 B 装置来制取 CO2，你认为是否理想?_____________。 (4)请你告诉他集满 CO2 的集气瓶，应该__________(填“正”或“倒”)放在桌面上。 答案：1．C 2．(1)不漏气、气密性良好 (2)稀硫酸跟石灰石反应生成的 CaSO4 微溶，覆盖在石灰石表 面，阻止反应继续进行 (3)不理想 (4)正 备课资料 气体制备的设计模式 1．发生装置的选择 主要从反应物状态和反应时是否需要加热来选择。 (1)凡是给固体加热或固体跟固体反应加热，适用于制 O2 装置(a 套装置)，即试管横放， 管口略下倾，教科书中加热 Cu2(OH)2CO3、H2 还原 CuO、胆矾分解均采用此装置。 6 (2)凡是固体与液体反应制气体，且反应不需加热，均可采用制取 H2 装置(b 套装置)，即试 管直立(a、b 套装置图略)。若要控制液体反应，可加长颈漏斗或分液漏斗。若反应物固体块较 大，且用量多，可将试管换成广口瓶、锥形瓶或烧瓶等。 无论选用上述哪种装置均应注意： ①先检查气密性后再加药品； ②制气装置中导管口略露出胶塞即可； ③铁夹夹在试管的中上部。 另外，利用 a 套装置时还应注意： ①药品平铺； ②加热用外焰，先均匀加热后集中加热； ③如反应较剧烈，要在试管口塞一团棉花，以防药品堵塞导管口； ④制完气体，应先撤导管后撤酒精灯。 利用 b 套装置时还应注意： ①长颈漏斗底端需液封； ②装药品时先固后液。 (3)收集装置的选择 ①凡常温下不与空气中的成分反应的气体，可根据气体密度与空气密度的比较(或利用空气 平均相对分子质量与气体相对分子质量比较)，采用向下或向上排空气取气法。 ②凡气体不易溶或难溶于水的，可采用排水取水法。 ③有毒性且不溶于水的气体，可采用洗气瓶倒装装置(即短进长出)，从长管排出的水可用 烧杯接装，如将烧杯换成量筒还可用来测量生成气体的体积。洗气瓶中的液体可根据气体性质 选用。 利用排气法收集气体时需注意： ①导管应插入集气瓶底部(无论向下排气或向上排气)； ②应在瓶口验满，可燃性气体不能用点燃法验满。 利用排水法收集气体时需注意： 收集前集气瓶应充满水倒立于水槽中，不留气泡。 (4)所集气体的存放： ①比空气密度大的气体，盖严后正放； ②比空气密度小的气体，盖严后倒放。 2．气体除杂的设计模式 气体中混入杂质气体，一般可采取下述方法进行除杂。 (1)直接吸收法 ①水汽可选择干燥剂，如浓 H2SO4、火碱、氧化钙等初中常见的干燥剂。若选用其他干燥剂 如氯化钙、五氧化二磷等需在试题中说明。 7 ②酸(碱)类气体可采用碱(酸)液吸收。酸性气体如二氧化碳气体、二氧化硫气体、氯化氢 气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收。碱性气体如氨气可用酸液吸收。 ③如果是二氧化碳气体中混有氯化氢气体(如制取二氧化碳气体时用的是盐酸溶液)，可用 饱和碳酸氢钠溶液来吸收。 (2)转化吸收法 将混入的气体杂质转化为原气体，如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体，可将混合气体通 过灼热的氧化铜，将一氧化碳氧化为二氧化碳,达到除杂目的。 3．气体验证性实验的设计模式 初中化学中能够参与验证的气体有 O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl 气体等。其中 O2、 CO2、H2O(g)、NH3、HCl 气体可直接验证： CO2：可使澄清石灰水变浑浊。 H2O：可使无水硫酸铜变蓝。 NH3：可使湿润红色石蕊试纸变蓝。 HCl：可使用硝酸酸化过的硝酸银溶液产生白色沉淀。 有些气体需将它们转化后验证，如一氧化碳气体、氢气需转化为二氧化碳和水蒸气后，再 验证生成物。综合性较强的验证性实验应注意以下几方面： (1)若需验证某种气体，则一定要先除去此气体中其他气体，一般是先除其他气体杂质后再 除水汽； (2)从溶液中制得或从洗气瓶中通过的气体中都夹带少量水汽，一般需先干燥； (3)连接仪器时注意洗气瓶的连接是“长进短出”，球形干燥管的连接一般是“粗进细出”， U 形干燥管和玻璃管(盛装碳粉或氧化铜)则无特殊要求，一般按照仪器接口的字母顺序连接； (4)如有毒性气体要做尾气处理。 年级 初三 学科 化学 版本 期数 内容标题 二氧化碳制取的研究 分类索引号 G.623.2 分类索引描述 教学法 主题词 二氧化碳制取的研究 栏目名称 教案精选 供稿老师 审稿老师 录入 一校 二校 审核