《二氧化碳制取的研究》教学设计
教学目标：
1．知识与能力
(1)知道实验室制取二氧化碳所用的药品、发生装置的选取、操作步骤、检验和收集方法。
(2)初步解释选择所用试剂、装置及收集方法的原因。
(3)通过对二氧化碳制取的研究，提高和锻炼学生小组协作设计并完成一些简单的化学实验的能力。
2．情感、态度与价值观
(1)保持和增强学生对生活和自然界中化学现象的好奇心和探索欲，培养和发展学生学习化学的兴趣。
(2)通过开展探究活动，培养学生的集体协作精神与能力。
教学重点、难点：
1．实验室制取二氧化碳的原理
2．实验装置的设计与选择
3．二氧化碳的收集方法及验满。
4．实验室制取二氧化碳的操作步骤。
5．实验室制取氧气、二氧化碳气体的比较。
教学过程：
[导入]可以产生二氧化碳的化学反应有很多，请大家回忆并总结一下这些反应能否用于在实验室里制取二氧化碳？说明理由。引导学生从是否消耗能源、材料是否经济、操作是否简便以及是否符合环保等方面考虑，合理选取和利用物质，并且尽可能符合绿色化学的要求。（将学生的回答列举到表Ⅰ中）
[板书]一、实验室制取二氧化碳的反应原理
师生共同讨论归纳：表I
生成二氧化碳的反应 能否用于实验室里制取二氧化碳和理由 C+O2点燃CO2 不能，木炭在氧气中燃烧，CO2中可能含有多余的O2或不完全燃烧产生的CO C+2CuO高温2Cu+CO2↑ 不能，制得的CO2中可能混有CO，尾气需处理 CO+CuO△Cu+CO2 不能，反应需高温，制得的CO2中含有CO H2CO3==H2O+CO2↑ 不能，碳酸不稳定，不存在浓溶液 CaCO3高温CaO+CO2↑ 不能，反应需高温 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 原料易得，常温下反应，放出气体速度平缓，制得的CO2多 [板书]二、实验室里制取二氧化碳的实验装置
[提问]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，选择装置时要考虑哪些因素呢？
[板书]1、装置的选择
[投影]
固体或固体混合物反应
反应物的状态固体和液体反应
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）
回忆实验室制取氧气，填表Ⅱ（反应物及状态、反应条件、发生装置栏）
密度比空气大——向上排空气法
排空气法密度比空气小——向下排空气法
（要求所制气体密度与空气相差较大且不与
气体收集装置空气中气体发生反应，特点是制得的气体干燥但不纯净）
排水法（要求所制气体不易溶于水，且不与水发生反应，特点是制得的气体纯净但不干燥）
回忆氧气的性质，填表Ⅱ（溶解性、密度、收集装置栏）
2、活动与探究：实验室里制取二氧化碳
（1）二氧化碳和氧气制取方法及相关性质的比较
复习二氧化碳的性质，分析并比较二氧化碳和氧气性质和制取上的异同点。填表Ⅱ。通过对比，找出相同点，引导学生对知识迁移，能选择实验室制取二氧化碳的简易装置。
表Ⅱ 反应物及状态 反应条件 发生装置 收集装置 溶解性是否与水反应 密度 氧气
KMnO4(固体)
需加热 不易溶于水且不与水反应 比空气大 H2O2和MnO2
（液体和固体） 不需加热 二氧化碳 CaCO3和HCl
（固体和液体） 不需加热 可溶于水且与水反应 比空气大
[投影]教师对上述简易装置逐步提出要求，分析优缺点，引导学生对装置进行改进，揭示知识的构建过程，帮助学生掌握研究和设计的方法、途径。
（2）设计最佳实验装置
[讨论]制取二氧化碳的几种发生装置的优缺点。
[教师归纳]最佳装置要能满足3个要求：能在反应过程中添加盐酸；能在反应过程中添加石灰石；能方便地控制反应的发生和停止。
[讨论]以下仪器供设计装置时选择，也可以另选或自制仪器或替代品。
[讨论]小组讨论设计制取二氧化碳的发生装置，画出简图并注明简要的操作过程，看哪个小组设计得最好，成为我们这次活动中最优秀的设计师。
[投影]展示学生设计的草图
[讨论]全班分析讨论：由设计小组代表讲述操作过程，其他同学质疑，按表Ⅲ要求集体讨论其优缺点及修改措施。
表Ⅲ
实验要求 1 2 3 4 5 6 7 8 … 能否在反应发生过程中加盐酸 能否在反应发生过程中加石灰石 控制反应的发生和停止是否方便 [提问]怎样检查生成的气体是二氧化碳？
（将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。）
[提问]怎样证明集气瓶已收集满二氧化碳？（将燃烧着的木条伸至集气瓶口，木条火焰熄灭。或用蘸有澄清石灰水的玻璃棒伸至集气瓶口，石灰水变浑浊。）
3、小组实验
各小组按照自己的设计，选择仪器，自行组装并进行实验。
[投影]实验步骤：
(1)接好仪器装置
(2)查装置的气密性（图1装置：将导气管伸入水中，对试管加热，导管口有气泡产生，停止加热后，导管内上升形成一段水柱，证明装置不漏气。图2装置：将导气管用铁夹夹紧，向长颈漏斗内注水，水不能流进锥形瓶内，证明装置不漏气。）
(3)装入药品（先加石灰石后加盐酸），反应并收集二氧化碳。
(4)反应后液体倒入废液缸内，清洗仪器，复位。
[探究]实验室里制取二氧化碳为什么用石灰石（或大理石）和稀盐酸来反应？能不能把大理石换成碳酸钠，用稀硫酸或浓盐酸代替稀盐酸？通过观察实验来解决这个问题。
[讨论并归纳]碳酸钠跟稀盐酸反应十分剧烈，迅速产生大量气泡；石灰石跟稀硫酸反应，开始有气泡产生，过一会气泡逐渐减少，以致反应停止；浓盐酸的挥发性很强，会导致氯化氢气体混入产生的二氧化碳气体内。
4、课后实践与探究
[家庭小制作]
[友情提示]利用生活中常见用品和废弃物品制作一套制取二氧化碳的装置，课后仿照课上图例，用各种加工过的塑料瓶、玻璃瓶作反应容器，用圆珠笔芯、塑料吸管、自行车气门芯胶皮管、医用胶皮管作导气管，制作一些装置。利用小块石灰石、大理石碎片、贝壳、鸡蛋壳、和食醋、白醋反应进行实验。将装置带到学校展览，讨论装置的优缺点。充分利用资源，变废为宝，既可解决仪器、药品短缺问题，又可培养大家的实践能力，节约和环保意识。
[总结]
实验室制取气体的一般思路
实验室制取气体应注意的事项
[作业]学生作业本上对应的章节
图4
图3
图2
带孔的塑料片
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