九年級化學(xué)上冊第六單元碳和碳的氧化物課題2二氧化碳制取的研究教案(新版)新人教版

九年級化學(xué)上冊第六單元碳和碳的氧化物課題2二氧化碳制取的研究教案(新版)新人教版PAGEPAGE4課題2二氧化碳制取的研究本課題主要研究實驗室中如何制取二氧化碳。教材首先給出了實驗室中制取二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)原理，然后采用活動與探究的方式來研究實驗室中制取二氧化碳的裝置，這是本課題的教學(xué)重點和難點。教材首先給出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置的因素，然后讓學(xué)生從反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度的大小比較和是否與水反應(yīng)等方面來比較實驗室中制取二氧化碳和氧氣的異同。在此基礎(chǔ)上，給出了一些儀器，由學(xué)生自己來組裝制取二氧化碳的裝置。最后，教材給出了制取二氧化碳的一種裝置，并在“學(xué)完本課題你應(yīng)該知道”中總結(jié)了實驗室中制取氣體的思路和方法。課題二氧化碳制取的研究課型新授課教學(xué)目標(biāo)知識與技能1.通過分析氧氣的實驗室制法，討論實驗室制取氣體的一般設(shè)計思路。2.根據(jù)實驗室內(nèi)制取氣體的一般設(shè)計思路進(jìn)行二氧化碳制取的探究實驗。3.通過探究實驗初步掌握實驗室制取二氧化碳的原理、裝置和操作。4.了解二氧化碳的部分物理性質(zhì)，學(xué)會收集、檢驗和驗滿二氧化碳的方法。過程與方法1.使學(xué)生初步認(rèn)識科學(xué)探究的意義和基本過程，能提出問題，進(jìn)行探究活動。用科學(xué)的方法去推理、分析、解決實際問題。2.通過探究實驗培養(yǎng)學(xué)生主動與他人進(jìn)行交流和討論，清楚地表達(dá)自己的觀點，逐步形成良好的學(xué)習(xí)模式。課前預(yù)習(xí)1.實驗室制取CO2常選用石灰石或大理石和稀鹽酸，其反應(yīng)原理是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。2.發(fā)生裝置的確定取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件；CO2氣體只能用向上排空氣法收集，是因為二氧化碳能溶于水且密度比空氣大。3.CO2的檢驗與驗滿：檢驗CO2氣體通常用澄清的石灰水，驗滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口。新課導(dǎo)入［設(shè)問］在課題1中我們學(xué)過碳在氧氣中充分燃燒、高溫下碳還原氧化銅都可以生成二氧化碳，在實驗室里制取二氧化碳是否可以利用這些反應(yīng)呢？［提問］請同學(xué)們討論總結(jié)：根據(jù)前面學(xué)過的實驗室制取氧氣的方法，設(shè)計實驗室制取二氧化碳的思路是什么？［總結(jié)］實驗室制取氣體的一般思路是：選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，包括反應(yīng)物和反應(yīng)條件；選擇合適的實驗裝置；檢驗所制得的氣體等。進(jìn)行新課知識點一、實驗室制取氣體裝置的確定1.二氧化碳的性質(zhì)信息（從生活經(jīng)驗和已有事實推測）①在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度是1.977g/L，比空氣的密度___（空氣是__）。②把燃著的木條插入盛二氧化碳的集氣瓶中，木條_____，說明_____。③打開汽水瓶蓋可以看到_____，這說明二氧化碳溶于水_____（“能”或“不能”）且二氧化碳能與水反應(yīng)。④人向澄清石灰水中吹氣，看到的現(xiàn)象________，說明二氧化碳能與石灰水中的氫氧化鈣［Ca(OH)2］反應(yīng)。2.發(fā)生裝置和收集裝置［教師活動］（1）結(jié)合教材及上述提供信息，講解實驗室制取氣體的裝置選擇依據(jù)：（投影）①發(fā)生裝置的選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件。a.如果反應(yīng)物的狀態(tài)是固體，反應(yīng)條件需要加熱，采用如圖1所示裝置。b.如果反應(yīng)物的狀態(tài)是固體和液體，反應(yīng)條件不需要加熱，采用如圖2所示裝置或類似裝置。備課筆記課外拓展：工業(yè)上，通過高溫煅燒石灰石的方法制取二氧化碳。CaCO3高溫CaO+CO2↑進(jìn)行新課②收集裝置的選擇依據(jù)：氣體的水溶性、氣體的密度。a.排水集氣法：適用于難溶于水或不易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。此法收集的氣體較為純凈；當(dāng)有氣泡從水槽中冒出時，表明氣體收集已滿(如圖3所示)。b.向上排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣大且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。同時，應(yīng)在集氣瓶的瓶口處蓋上玻璃片，以便穩(wěn)定氣流。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗滿(如圖4所示)。c.向下排空氣集氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣小且不與空氣中成分反應(yīng)的氣體。操作時應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶內(nèi)的空氣排盡。此法收集的氣體較為干燥，但純度較差；需要驗滿(如圖5所示)。（2）指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合上述提供信息及所講知識完成教材P114中的表：二氧化碳和氧氣的實驗室制取及相關(guān)性質(zhì)比較。［學(xué)生活動］（1）交流討論：根據(jù)上述信息分析，制取二氧化碳和氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置有什么不同？（2）實驗探究：結(jié)合上述反應(yīng)原理和教材提供的儀器，設(shè)計制取二氧化碳的裝置，并與同學(xué)討論、交流，分析各自設(shè)計的裝置的優(yōu)缺點。（也可選用其他儀器、自制儀器或代用品）［共同總結(jié)］總結(jié)學(xué)生討論、設(shè)計實驗裝置的成果：（投影）發(fā)生裝置：發(fā)生裝置要根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來確定。由于反應(yīng)物是塊狀的大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)，且反應(yīng)不需要加熱，生成的CO2難溶于酸，因此CO2的發(fā)生裝置可設(shè)計為如圖6所示（或其他類似裝置，如容器用平底燒瓶也可）。［思考］長頸漏斗為什么要插入液面下？能不能用普通漏斗代替長頸漏斗？備課筆記方法總結(jié)：判斷一種氣體的密度比空氣大還是小的方法是：空氣的平均相對分子質(zhì)量約為29，如果某氣體的相對分子質(zhì)量大于29，則這種氣體的密度比空氣的大；如果某氣體的相對分子質(zhì)量小于29，則這種氣體的密度比空氣的小。［回答］起液封作用，防止生成的氣體從長頸漏斗跑掉。普通漏斗頸較短，難達(dá)到液封要求，因此，不宜用普通漏斗代替長頸漏斗。收集裝置：收集裝置要根據(jù)CO2的性質(zhì)來確定．因為CO2能溶于水，且密度比空氣密度大，因此一般只用向上排空氣法來收集(如圖7所示)。［思考］為什么插入集氣瓶的導(dǎo)氣管要接近瓶底？［回答］如果不接近瓶底，瓶內(nèi)空氣不易排出，收集到的CO2氣體不純。［學(xué)生活動］各小組按照自己的設(shè)計，選擇儀器，自行組裝并進(jìn)行實驗。（1）按照正確的實驗步驟制取并收集一瓶二氧化碳。（2）討論：怎樣檢驗生成的氣體是二氧化碳？（3）討論：如何檢驗集氣瓶中的二氧化碳已收集滿了？［共同總結(jié)］（1）實驗步驟：①檢查裝置的氣密性②裝藥品（先加固體，連接好后加液體）③連接裝置④檢驗制得的氣體⑤收集一瓶二氧化碳⑥檢驗是否收集滿。（2）檢驗方法：將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中，如果變渾濁，則證明是二氧化碳。（3）驗滿方法：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條立即熄滅，則證明已收集滿了。知識點二、二氧化碳的實驗室制法［教師活動］提供學(xué)生實驗探究的參考信息：碳酸鈉粉末（Na2CO3）或大理石或石灰石（主要成分都是CaCO3）等碳酸鹽均能跟稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)等酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳。［學(xué)生活動］實驗探究一：探究實驗室制取二氧化碳的理想原料。（重點比較反應(yīng)速率快慢）可供選的藥品：（1）碳酸鈉粉末（Na2CO3）；（2）石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）反應(yīng)；(3)碳酸鈣粉末（CaCO3）；(4)稀鹽酸(有效成分HCl)；(5)稀硫酸(有效成分H2SO4)?？晒┻x的儀器：試管、藥匙、膠頭滴管。［教師活動］（1）指導(dǎo)學(xué)生實驗探究中的儀器操作、藥品取用并觀察現(xiàn)象；（2）共同分析總結(jié)：根據(jù)提供藥品可做如下實驗：備課筆記重點提示：若制取的氣體有毒，在收集該氣體時，還應(yīng)采取措施防止該氣體逸散到空氣中，故對多余的氣體要進(jìn)行尾氣處理，避免其對空氣造成污染。規(guī)律總結(jié)：（1）不能用稀硫酸代替稀鹽酸，因為稀硫酸與大理石反應(yīng)生成微溶于水的CaSO4，會覆蓋在大理石表面，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；（2）不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，因為濃鹽酸易揮發(fā)，會使生成的氣體中混有較多氯化氫氣體而不純；（3）不用純CaCO3或Na2CO3等代替大理石（或石灰石），因為它們與稀鹽酸反應(yīng)速率太快，很難控制，且成本較高。酸鈉粉末（Na2CO3）和稀鹽酸(有效成分HCl)酸鈉粉末（Na2CO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀鹽酸(有效成分HCl)灰石或大理石（主要成分是CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)酸鈣粉末（CaCO3）和稀鹽酸(有效成分HCl)⑥碳酸鈣粉末（CaCO3）和稀硫酸(有效成分H2SO4)（3）現(xiàn)象總結(jié)分析：實驗中，他們觀察發(fā)現(xiàn)：實驗①②⑤迅速反應(yīng)，生成大量氣體，碳酸鈉粉末很快消耗完畢；實驗④⑥剛開始冒出了少量氣泡，但很快氣泡越來越少，藥品有剩余但反應(yīng)停止；實驗③迅速反應(yīng)，生成較多的氣體，反應(yīng)持續(xù)時間較長。［結(jié)論］在實驗室里常常用石灰石（或大理石）跟稀鹽酸反應(yīng)來制取二氧化碳：CaCO3+2HClCaCl2＋CO2↑十H2O教學(xué)板書課題2二氧化碳制取的研究1.反應(yīng)原理CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O2.實驗裝置氣體發(fā)生裝置：由反應(yīng)條件和反應(yīng)物狀態(tài)決定；氣體收集裝置：由氣體溶解性和氣體密度決定。3.實驗室制取二氧化碳（1）發(fā)生裝置：固液不加熱型（2）收集裝置：向上排空氣法（3）操作步驟：檢查氣密性→加藥品（先固后液）→連接裝置→收集（4）檢驗（5）驗滿課堂小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了實驗室中制取二氧化碳的反應(yīng)原理和實驗裝置，并了解了制取氣體實驗的設(shè)計思路，包括選擇恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)原理及合適的實驗裝置。備課筆記教材習(xí)題解答練習(xí)與應(yīng)用（P116）1.實驗室里制取二氧化碳的反應(yīng)原理是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑(用化學(xué)方程式表示)；收集二氧化碳的方法是向上排空氣法，因為二氧化碳的密度比空氣密度大；檢驗二氧化碳的方法是將氣體通入澄清的石灰水中，若澄清石灰水變渾濁，則證明生成的氣體是二氧化碳；用集氣瓶收集二氧化碳時，證明是否集滿的方法是用燃著的小木條放在集氣瓶口處，若木條熄滅，則證明集滿，否則沒有集滿。2.右圖所示實驗室制取二氧化碳的裝置有哪些錯誤？為什么？解：該制取二氧化碳的裝置有以下幾處錯誤：(1)長頸漏斗下端管口沒有伸入液面下，會導(dǎo)致二氧化碳從長頸漏斗逸出。(2)出氣導(dǎo)管口不應(yīng)伸入液面下，這樣無法收集到氣體。(3)集氣瓶口不能向下，因為二氧化碳的密度比空氣的密度大，這樣無法收集到二氧化碳。3.寫出下列物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。其中，哪些屬于化合反應(yīng)？哪些屬于分解反應(yīng)？4.列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應(yīng)，能用化學(xué)方程式表示的，寫出化學(xué)方程式。然后與同學(xué)討論這些反應(yīng)能否用于在實驗室里制取二氧化碳，并說明理由。備課筆記方法點撥：①制取二氧化碳時，長頸漏斗的下端必須伸到液面以下是為了防止產(chǎn)生的CO2氣體從長頸漏斗中逸出。②收集二氧化碳時，因為二氧化碳?xì)怏w的密度比空氣的大，為了把集氣瓶內(nèi)的空氣排盡，使收集的二氧化碳比較純凈，所以把導(dǎo)氣管通到集氣瓶的底部。5.實驗室里現(xiàn)有氯酸鉀、二氧化錳、稀硫酸、石灰石和稀鹽酸，以及下列儀器：（1）利用上述儀器和藥品可以制取二氧化碳，你選擇的儀器是①②⑦⑧(填序號)，藥品是大理石和稀鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。（2）若補充一種儀器試管（填儀器名稱），再利用上述儀器和藥品還可以制取氧氣，你選擇的儀器是①③④⑤⑥（填序號），藥品是氯酸鉀和二氧化錳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為6.足量鹽酸與250g碳酸鈣反應(yīng)，生成二氧化碳的質(zhì)量是多少？備課筆記

難題解答例1在實驗室中制取二氧化碳。下列有關(guān)該實驗的說法中，正確的是()A.用排水法收集一瓶二氧化碳?xì)怏wB.先往試管中放入石灰石，再滴入稀硫酸C.將燃燒的木條伸入集氣瓶中，檢驗二氧化碳是否集滿D.將集滿二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶蓋上玻璃片，正放在桌上【解析】二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，故A錯；不能用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制取CO2，因為生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在大理石表面，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，故B錯；檢驗CO2是否集滿，應(yīng)把燃燒的木條放在集氣瓶口，故C錯?！敬鸢浮緿例2氨氣極易溶于水，常溫常壓下，1體積水可溶解700體積的氨氣，溶解后可與水反應(yīng)生成一水合氨，溶液顯堿性。氨氣的密度比空氣的小。已知：2NH4Cl(固體)+Ca(OH)2(固體)△2NH3↑+CaCl2+2H2O。（1）如果制取并收集保存氨氣，請從圖中選取裝置和儀器（填序號）。（2）氨氣不能用排水法收集，原因是_______________。【解析】（1）由于氨氣是用固體和固體加熱來制取的，且有水生成，所以發(fā)生裝置選用A；又因為氨氣極易溶于水，密度比空氣的小，所以應(yīng)用向下排空氣法收集，收集裝置選用E。（2）氨氣不能用排水法收集的原因是氨氣極易溶于水?！敬鸢浮浚?）A、E（2）氨氣極易溶于水布置作業(yè)：完成本課時對應(yīng)練習(xí)，并提醒學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)的內(nèi)容。備課筆記思想方法：知識遷移法選擇未學(xué)過的氣體的制取裝置，就要根據(jù)實驗室中制取氣體的一般思路和方法進(jìn)行知識的遷移。首先要熟悉固體加熱型和固液不加熱型兩種氣體的發(fā)生裝置，知道根據(jù)氣體的密度和溶解性來選擇收集裝置，再根據(jù)陌生氣體的制取原理和性質(zhì)，與上面的知識對照遷移，找出共同點，再選擇儀器的組合。教學(xué)反思1.探究重在過程、思路和方法本節(jié)課主要是讓學(xué)生探究實驗室中制取二氧化碳的裝置，在探究過程中了解實驗室中確定制取氣體的裝置（包括發(fā)生裝置和