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二氧化碳的制取

(2015-12-07 09:27:14)
分类: 教学设计

二氧化碳制取

       西安铁一中初三化学组    安玥明

一、 教材分析

1、教材内容分析

 本节课选自义务教育教科书(粤教版)九年级化学(册)第章第课题2的教学内容。有关教材《二氧化碳制取的研究》,安排在学生学习了碳的单质和化学性质之后,有由浅入深的作用。本节课在全书乃至整个化学学习过程中,所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取气体时,形成药品的选择、装置的设计、实验的方法及实验改进等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习化合物知识、提高化学基本实验技能及实验探究能力都有深远的影响。

2教材地位与作用

本节内容是本单元的重点二氧化碳是初中要求掌握的两种气体之一,也是与生活实际联系极其密切和广泛的一种物质,是一节不可或缺的理论联系实际的化学实践课。通过本课题的学习能使学生尽快地从简单模仿到有目的的选择,从而获得实验室制取气体的设计思路对培养学生良好地思维能力以及今后化学的学习,奠定了基础。 

二、 教学目的

1、知识与技能:

(1)了解实验室制取CO2的反应原理和原料;

(2)探究实验室中制备CO2的装置并利用装置制取二氧化碳;

(3)了解实验室里制取气体的基本思路和方法. 

2、过程和方法:

(1)能合理使用课堂资料,会利用这些资料设计和改进实验方案,并设计装置进行制取和收集 

3、情感态度与价值观:

(1)通过实验、问题的讨论,培养学生求实、创新、合作的科学品质;

(2)通过教师与学生、学生与学生之间的合作学习、研究性学习,体验探究成功乐趣,激发学生的求知欲,形成持续不断的学习化学的兴趣。

三、教学重、难点

1、教学重点:探究实验室中制取CO2的装置,并制取CO2。  

2、教学难点:通过二氧化碳的制取过程,总结实验室制取气体的一般思路。

四、教学分析

1、学情分析  

在学习本节内容之前学生已有了实验室制取氧气的知识基础和相应的实验操作技能,对于气体制备应考虑的几个主要问题如反应原理、实验装置、气体收集等也比较熟悉,应该说,学生已具备了研究如何制取二氧化碳的先决条件。通过活动和探究的方式来研究实验室中制取二氧化碳的装置及其改进,并利用设计的装置制取二氧化碳这一教学目标是能够达成的。

2、 教法分析 

本节课的研究目的是探究学习的模式构建,强调学生自主学习、全员参与性。因此把课例设计为三个探究:一是实验理想药品初探;二是制取装置探究;三是气体制取过程探究。教学时,按“搜集资料——处理信息——对比探究——小组归纳——整合选优”的顺序进行。让学生在教师的指导下。学会选择,学会判断,进而体现学生是学习的主体,提倡学生的主动学习,探究活动的展开分为以下两个步骤:

(1)实验药品的初探:学生回顾哪些方法可以制取二氧化碳气体,教师用多媒体展示实验室制取气体的一些要求,让学生讨论、比较、选择实验室制取二氧化碳的方案。

(2)实验室制取二氧化碳的装置的探究:用多媒体展示用高锰酸钾制取氧气的装置,学生讨论该装置设计的特点及其原因,知识迁移后拼接组装出实验室制取二氧化碳的一般过程,以及验证和验满的方法和制取过程中的注意事项。

3、学法分析

学生通过观察、思考、讨论交流、动手实验和记录、归纳法、比较法、分析法来学习新知。

五、教学准备 

仪器:锥形瓶、大试管、小试管、试管架集气瓶、分液漏斗、(带导管的)双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、水槽、集气瓶、酒精灯、药匙、弹簧夹。 

药品:碳酸钠粉末、石灰石、稀盐酸、稀硫酸。

用具:彩纸版仪器零件、A3纸、黑板磁贴

六、教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

【创设情景】图片展示F1赛车手香槟庆祝场景,随后进行可乐与曼妥思趣味实验。

提问刚才不断向外冒出的是什么气体?

【讲述】同学们回答得很好,二氧化碳是碳酸饮料中非常重要的一员,那么二氧化碳是怎样制取的呢?今天我们就一起来探究有关二氧化碳制取的内容。

 

 

学生思考、回答

 

 

 

 

 

 

激发学生兴趣,引起学生对学习目标的期待和注意

 

【板书】二氧化碳制取的研究

提出问题】同学们,提到实验室制取气体,你们会想到谁呢?回忆一下,实验室制取气体一般都要考虑哪些因素? 这些问题都需要我们今天自己去找到答案。

【讲述】同学们来想一想,就目前你所学的知识,有哪些化学反应会产生二氧化碳气体,它们是否可用来作为实验室二氧化碳制备的原料,是否便于收集?

【投影展示】列举部分可以生成二氧化碳的反应

【提问】以上这些反应可以用来作为实验室制取二氧化碳的理想原理吗?

【讲述】呼吸作用产生气体是混合物,只是相较空气二氧化碳含量比较高,但是不纯,仍有氧气混在其中,第二种蜡烛燃烧产生二氧化碳但不便于收集,且含较多杂质(补充:蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,收集气体也不干燥),木炭的不完全燃烧会生成一氧化碳,因而收集气体会导致不纯,同样的道理,用气体制气体,直接会影响收集气体的纯度,所以,这些方法都不太适合做实验室制取二氧化碳的理想原料。

【板书】一、原料的选择和反应原理

 

学生回答:氧气和氢气

 

 

学生倾听、思考

 

 

 

 

 

 

 

观察、分析

 

学生思考、回答:不能

 

倾听、思考

 

让学生回忆已学知识,为学生研究二氧化碳制取确定研究方向

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1、 培养学生分析问题的能力。

2、 初步形成实验室制取气体的反应原理和选择思路。

【讲述】实际上,正是综合考虑以上各种因素,实验室通常选用碳酸盐和稀酸反应制取二氧化碳。

【投影展示】导学信息:含有碳酸根的物质既碳酸盐(除酸外)与酸反应可以生成二氧化碳 。如用常见的碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钙)与常见的酸(稀盐酸、稀硫酸)反应可以生成二氧化碳,石灰石其主要成分为碳酸钙,通常也用来作为实验室制取二氧化碳的原料。

【实验探究】

1、介绍实验用品和实验内容。 

碳酸钠+稀盐酸  

碳酸钠+稀硫酸

石灰石+稀盐酸  

石灰石+稀硫酸   

2、提示实验观察重点。 

3、提示实验基本操作的注意事项。  

 【提问】经过同学们的初步分析,排除了部分不符合的反应,那么剩下的是哪种原料呢?

【板书】药品:稀盐酸与石灰石 

原理:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2

【讲述】石灰石的主要成分为碳酸钙,盐酸的主要成分是HCl ,它们发生的反应是CaCO3HCl,生成氯化钙和碳酸,碳酸不稳定,又分解成水和二氧化碳。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生实验探究一:

实验室制取二氧化碳的理想原料

 

 

 

 

学生回答:石灰石和稀盐酸

 

 

 

倾听,思考

 

 

 

 

 

 

 

 

1、认识实验对比观察是科学探究的基本方法之一,更注重学生获取新知的体验学习。 

2、练习基本操作。 

3、培养学生合作意识,提高其通过实验获取化学知识的能力。

【讲述】确定了理想原料,就需要考虑实验装置了,那么,设计实验室制取气体装置时需要考虑哪些因素呢?回忆与思考是否可以参照实验室制取氧气的思路和方法来进行二氧化碳制备呢? 

【板书】二、装置的确定

【投影展示】这副图大家都很熟悉吧,这就是我们学习过的实验室制取氧气装置,这两套发生装置分别为什么类型?

【讲述】好,大家说的很对,相信大家已经通过对氧气制备过程的回忆明确了设计制取气体装置时需要考虑的因素。那就让我们有请同学再来帮我们梳理一下。

【提问】

1、 实验室制取气体装置包括哪两部分?

2、 选择发生装置时应考虑的因素有哪些?

【讲述】那么,现在请同学们考虑一下,实验室制取二氧化碳反应物状态是什么?应该选用怎样的发生装置?

【提问】最后,选择收集装置时应考虑的因素有哪些?

【讲述】非常好,有了这样的基础,相信大家一定能自己设计出制取二氧化碳的装置。

【实验探究】现在就请同学们开动大脑,发挥你的聪明才智,利用文件袋中的仪器拼图组装一套制取二氧化碳的装置贴在A3纸上。

【讲述】请大家停止手中的活动。现在,分享一下我们的成果。找一找,装置在仪器的连接上是否有错误?比一比,装置在仪器的选择上有什么不同?

【教师补充】若学生都只设计出比较简单的装置,则通过引导启发他们设计出是否便于加酸,是否容易控制反应和反应速率,废物是否易回收,是否节约药品等方面的装置。

【讲述】经过我们不断的努力和完善,我们最终确定了带有分液漏斗的固液常温型发生装置以及向上排空气法来制备二氧化碳,

现在,我们已经确定了原理,设计出了装置,可谓万事俱备,下面就来进行制取二氧化碳的实验。

【板书】实验操作

【投影展示边讲述】首先,要检查装置的气密性,注意要关闭分液漏斗旋塞,用双手捂住锥形瓶或稍微加热,看看伸入水中的导管口是否有气泡冒出,若有,则证明气密性良好,可以进行下一步骤。向锥形瓶中加入石灰石,注意块状固体,要用镊子将其放置在容器口,使之缓缓滑落到底部,再塞紧橡皮塞,将收集导管伸到集气瓶底部,打开弹簧夹,向分液漏斗中加入稀盐酸,旋转玻璃旋塞,控制速率,接下来,先验证我们制取的气体是否是我们需要的二氧化碳,将导气管通入澄清石灰水中,待石灰水变浑浊且气泡均匀时,将导管取出通入集气瓶底部,开始收集气体。而如何知道二氧化碳是否已集满呢?这是根据二氧化碳的什么性质?

【板书】验满:燃着木条放到瓶口

检验:澄清石灰水

【小节】通过今天这节课大家都学到了哪些知识呢?让我们一起来总结、归纳一下。这几课我们学习了制取二氧化碳的相关内容,分别从反应药品、反应原理、装置图、收集方法、验满方法和检验方法角度去复习巩固。

课外作业化学在生活中无处不在,那么今天的课后作业就是让大家在家中充分利用家庭用品材料代替实验仪器制取二氧化碳气体。原料由碱面和食醋代替,开动你们的智慧,相信大家一定会完成的非常出色。

 

 

 

 

 

分析、回答:

固液加热型和固液常温型

 

回忆、回答

 

 

 

学生回答:发生装置和收集装置

学生回答:反应物状态和反应条件

 

 

学生回答:气体密度,是否溶于水,是否与水反应

 

学生实验探究二:

实验室制取二氧化碳装置的选择

 

学生展示、汇报,分析装置优缺点,小组讨论,提出改进方案,改进装置

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

倾听,思考

 

 

 

 

 

 

 

 

倾听,观察

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

学生回答:将燃着的小木条伸到瓶口

学生回答:不燃烧,也不支持燃烧

 

整理、归纳、交流、完善、回答

 

 

 

 

 

课后完成相关探究内容

通过对氧气制取的复习,为突破教学难点做好铺垫。

 

 

 

 

培养学生归纳总结和语言表达能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

培养学生创新意识,实现理论与实践结合的教学思路。

培养学生分析问题评价设计方案的能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

及时巩固新知识

 

 

巩固本课气体制取的探究思路。

 

板书:

二氧化碳的制取

 

一、原理:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2

 

 

 

 

二、制取装置

 

 

三、操作

1.检验:Ca(OH)2+CO2 === CaCO3+H2O

2.验满:燃着的木条

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