2024-2025年高中化學(xué) 專題4 微專題3 常見(jiàn)氣體制備裝置教學(xué)實(shí)錄 蘇教版必修1

2024-2025年高中化學(xué)專題4微專題3常見(jiàn)氣體制備裝置教學(xué)實(shí)錄蘇教版必修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容蘇教版必修1教材中，本章節(jié)涉及常見(jiàn)氣體制備裝置的教學(xué)，具體內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)室制取氧氣、二氧化碳、氫氣等常見(jiàn)氣體的原理、裝置和操作步驟。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握氣體制備裝置的原理和操作方法，為后續(xù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能，提高觀察能力和分析問(wèn)題的能力；增強(qiáng)科學(xué)探究精神，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，提升化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析、科學(xué)解釋等能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)基本概念、化學(xué)變化和物質(zhì)性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)。他們可能已經(jīng)接觸過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，如使用試管、酒精燈等實(shí)驗(yàn)器材。然而，對(duì)于氣體制備裝置的原理和操作，學(xué)生可能還處于初步了解階段，缺乏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高中學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常抱有較高的興趣，尤其是與實(shí)際操作相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)能力方面，部分學(xué)生可能具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和空間想象力，能夠快速理解實(shí)驗(yàn)裝置的原理。而部分學(xué)生可能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作不夠熟練，需要更多實(shí)踐機(jī)會(huì)來(lái)提高技能。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生可能以視覺(jué)學(xué)習(xí)為主，通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)理解原理；也有學(xué)生傾向于動(dòng)手操作，通過(guò)實(shí)際操作來(lái)鞏固知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在學(xué)習(xí)氣體制備裝置時(shí)，學(xué)生可能遇到的困難包括對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不透徹、實(shí)驗(yàn)操作步驟記憶不牢固、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中安全問(wèn)題意識(shí)不足等。此外，部分學(xué)生可能因?yàn)槿狈?shí)踐經(jīng)驗(yàn)而難以將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合。因此，教學(xué)中需要注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，通過(guò)示范、練習(xí)和反饋來(lái)幫助學(xué)生克服這些困難。教學(xué)資源-軟硬件資源：實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（試管、酒精燈、集氣瓶、導(dǎo)管、橡皮塞等），多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦、實(shí)物展示臺(tái)）

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線互動(dòng)

-信息化資源：實(shí)驗(yàn)室制取氣體實(shí)驗(yàn)操作視頻、氣體制備裝置原理動(dòng)畫(huà)

-教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)演示、小組討論、課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

（1）教師：同學(xué)們，大家好！今天我們來(lái)學(xué)習(xí)專題4微專題3“常見(jiàn)氣體制備裝置”。在之前的課程中，我們學(xué)習(xí)了物質(zhì)的性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)，今天我們將把理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作結(jié)合起來(lái)，探究如何制備常見(jiàn)氣體。

（2）學(xué)生：老師，我們準(zhǔn)備好了，期待學(xué)習(xí)新知識(shí)。

二、新課講授

（1）教師：首先，我們來(lái)看一下本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，希望大家能夠掌握氣體制備裝置的原理、操作步驟，以及實(shí)驗(yàn)安全注意事項(xiàng)。

（2）教師：接下來(lái)，我們先來(lái)回顧一下氧氣的制備原理。氧氣可以通過(guò)加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物來(lái)制取。這個(gè)反應(yīng)方程式是2KClO3→2KCl+3O2↑。

（3）教師：在這個(gè)反應(yīng)中，我們需要用到哪些實(shí)驗(yàn)裝置呢？請(qǐng)大家根據(jù)我們學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)討論一下。

（4）學(xué)生：我們需要試管、酒精燈、集氣瓶、導(dǎo)管、橡皮塞等。

（5）教師：很好，大家已經(jīng)能夠根據(jù)原理推斷出所需的實(shí)驗(yàn)裝置。接下來(lái)，我們來(lái)看一下氧氣的制備實(shí)驗(yàn)步驟。

（6）教師：首先，取一定量的氯酸鉀和二氧化錳混合物放入試管中；然后，用橡皮塞和導(dǎo)管將試管連接到集氣瓶；最后，用酒精燈加熱試管，觀察氧氣的產(chǎn)生。

（7）教師：同學(xué)們，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要注意哪些安全問(wèn)題呢？

（8）學(xué)生：加熱時(shí)要保持試管傾斜，防止冷凝水回流；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不要用手直接觸摸試管等。

（9）教師：很好，同學(xué)們已經(jīng)能夠意識(shí)到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全問(wèn)題。接下來(lái)，我們來(lái)看一下二氧化碳的制備原理。

（10）教師：二氧化碳可以通過(guò)大理石和鹽酸的反應(yīng)來(lái)制取。這個(gè)反應(yīng)方程式是CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O。

（11）教師：同樣的，我們需要哪些實(shí)驗(yàn)裝置呢？

（12）學(xué)生：試管、酒精燈、集氣瓶、導(dǎo)管、橡皮塞等。

（13）教師：同學(xué)們，請(qǐng)根據(jù)原理和二氧化碳的性質(zhì)，來(lái)討論一下實(shí)驗(yàn)步驟。

（14）學(xué)生：首先，將大理石放入試管中；然后，用導(dǎo)管連接集氣瓶，倒入鹽酸；最后，觀察二氧化碳的產(chǎn)生。

（15）教師：很好，大家已經(jīng)能夠掌握二氧化碳的制備實(shí)驗(yàn)步驟。接下來(lái)，我們來(lái)看一下氫氣的制備原理。

（16）教師：氫氣可以通過(guò)鋅和稀硫酸的反應(yīng)來(lái)制取。這個(gè)反應(yīng)方程式是Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑。

（17）教師：同樣的，我們需要哪些實(shí)驗(yàn)裝置呢？

（18）學(xué)生：試管、酒精燈、集氣瓶、導(dǎo)管、橡皮塞等。

（19）教師：同學(xué)們，請(qǐng)根據(jù)原理和氫氣的性質(zhì)，來(lái)討論一下實(shí)驗(yàn)步驟。

（20）學(xué)生：首先，將鋅放入試管中；然后，用導(dǎo)管連接集氣瓶，倒入稀硫酸；最后，觀察氫氣的產(chǎn)生。

（21）教師：很好，大家已經(jīng)掌握了氫氣的制備實(shí)驗(yàn)步驟。接下來(lái)，我們來(lái)進(jìn)行一個(gè)小組討論，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)，總結(jié)一下氣體制備裝置的注意事項(xiàng)。

（22）學(xué)生：實(shí)驗(yàn)前要檢查裝置的氣密性；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要注意安全，避免發(fā)生意外；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要妥善處理實(shí)驗(yàn)器材，保持實(shí)驗(yàn)室的整潔。

三、實(shí)驗(yàn)操作演示

（1）教師：下面，我將為大家演示氧氣的制備實(shí)驗(yàn)。首先，取一定量的氯酸鉀和二氧化錳混合物放入試管中；然后，用橡皮塞和導(dǎo)管將試管連接到集氣瓶；最后，用酒精燈加熱試管，觀察氧氣的產(chǎn)生。

（2）教師：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，請(qǐng)大家注意觀察反應(yīng)現(xiàn)象，以及安全操作。

（3）學(xué)生：認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

四、課堂練習(xí)

（1）教師：下面，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行以下練習(xí)：

a.請(qǐng)列舉三種常見(jiàn)氣體制備裝置，并說(shuō)明其原理。

b.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，制備氧氣，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)。

c.請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的意外情況，并提出相應(yīng)的解決方法。

（2）學(xué)生：根據(jù)所學(xué)知識(shí)，認(rèn)真完成練習(xí)題。

五、課堂小結(jié)

（1）教師：通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們掌握了氣體制備裝置的原理、操作步驟和安全注意事項(xiàng)。希望大家在今后的學(xué)習(xí)中，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際實(shí)驗(yàn)，提高自己的實(shí)驗(yàn)操作能力。

（2）學(xué)生：認(rèn)真回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)學(xué)習(xí)心得。

六、課后作業(yè)

（1）教師：請(qǐng)同學(xué)們課后完成以下作業(yè)：

a.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，加深對(duì)氣體制備裝置的理解。

b.查閱資料，了解其他氣體的制備方法。

c.準(zhǔn)備一篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)。

（2）學(xué)生：認(rèn)真完成課后作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

a.《化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全手冊(cè)》：這本書(shū)詳細(xì)介紹了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的安全知識(shí)，包括氣體制備過(guò)程中的安全操作和意外事故的處理方法。

b.《高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》：本書(shū)提供了豐富的實(shí)驗(yàn)案例，包括氣體制備實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟和注意事項(xiàng)，適合學(xué)生課后自學(xué)和參考。

c.《化學(xué)與生活》：這本雜志收錄了化學(xué)在生活中的應(yīng)用實(shí)例，可以讓學(xué)生了解化學(xué)知識(shí)在實(shí)際生活中的重要性。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

a.學(xué)生可以嘗試自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，制備教材中未提到的氣體，如氨氣、氯氣等，通過(guò)實(shí)際操作加深對(duì)氣體制備原理的理解。

b.學(xué)生可以查閱資料，了解不同氣體制備裝置的原理和優(yōu)缺點(diǎn)，分析其在實(shí)際應(yīng)用中的適用性。

c.學(xué)生可以結(jié)合所學(xué)知識(shí)，探討氣體制備技術(shù)在環(huán)境保護(hù)、工業(yè)生產(chǎn)等方面的應(yīng)用前景。

d.學(xué)生可以參與實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放活動(dòng)，與其他同學(xué)合作完成復(fù)雜的氣體制備實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)技能和團(tuán)隊(duì)合作能力。

e.學(xué)生可以嘗試將氣體制備實(shí)驗(yàn)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，如物理中的氣體定律、數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)處理等，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)。

3.拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

a.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用家用物品（如小蘇打、白醋）制備二氧化碳?xì)怏w。

b.探究不同溫度下，氯酸鉀分解速率對(duì)氧氣產(chǎn)量的影響。

c.研究不同催化劑對(duì)氯酸鉀分解反應(yīng)速率的影響。

4.拓展實(shí)驗(yàn)操作：

a.學(xué)習(xí)使用氣體分析儀，測(cè)定制備氣體的純度。

b.學(xué)習(xí)使用氣體收集裝置，收集不同密度的氣體。

c.學(xué)習(xí)使用氣體干燥裝置，干燥制備的氣體。典型例題講解例題1：實(shí)驗(yàn)室常用過(guò)氧化氫溶液和二氧化錳混合制備氧氣。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，25mL5%的過(guò)氧化氫溶液（密度為1.05g/mL）可以產(chǎn)生多少升氧氣。

解答：化學(xué)方程式為：2H2O2→2H2O+O2↑

首先計(jì)算過(guò)氧化氫的質(zhì)量：質(zhì)量=體積×密度=25mL×1.05g/mL=26.25g

然后計(jì)算過(guò)氧化氫的物質(zhì)的量：物質(zhì)的量=質(zhì)量/相對(duì)分子質(zhì)量=26.25g/34.01g/mol≈0.768mol

根據(jù)化學(xué)方程式，2molH2O2生成1molO2，所以0.768molH2O2可以生成0.384molO2。

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氧氣的體積為22.4L，所以0.384molO2的體積為：體積=物質(zhì)的量×摩爾體積=0.384mol×22.4L/mol≈8.6016L

答：25mL5%的過(guò)氧化氫溶液可以產(chǎn)生約8.6016升氧氣。

例題2：實(shí)驗(yàn)室制備二氧化碳時(shí)，常使用大理石與鹽酸反應(yīng)。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，10g大理石（CaCO3）可以產(chǎn)生多少升二氧化碳。

解答：化學(xué)方程式為：CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O

首先計(jì)算大理石的物質(zhì)的量：物質(zhì)的量=質(zhì)量/相對(duì)分子質(zhì)量=10g/100.09g/mol≈0.0999mol

根據(jù)化學(xué)方程式，1molCaCO3生成1molCO2，所以0.0999molCaCO3可以生成0.0999molCO2。

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molCO2的體積為22.4L，所以0.0999molCO2的體積為：體積=物質(zhì)的量×摩爾體積=0.0999mol×22.4L/mol≈2.2432L

答：10g大理石可以產(chǎn)生約2.2432升二氧化碳。

例題3：實(shí)驗(yàn)室制備氫氣時(shí)，常使用鋅與稀硫酸反應(yīng)。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，25g鋅可以產(chǎn)生多少升氫氣。

解答：化學(xué)方程式為：Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑

首先計(jì)算鋅的物質(zhì)的量：物質(zhì)的量=質(zhì)量/相對(duì)原子質(zhì)量=25g/65.38g/mol≈0.382mol

根據(jù)化學(xué)方程式，1molZn生成1molH2，所以0.382molZn可以生成0.382molH2。

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molH2的體積為22.4L，所以0.382molH2的體積為：體積=物質(zhì)的量×摩爾體積=0.382mol×22.4L/mol≈8.5872L

答：25g鋅可以產(chǎn)生約8.5872升氫氣。

例題4：實(shí)驗(yàn)室制備氧氣時(shí)，使用高錳酸鉀加熱分解。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，10g高錳酸鉀可以產(chǎn)生多少升氧氣。

解答：化學(xué)方程式為：2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑

首先計(jì)算高錳酸鉀的物質(zhì)的量：物質(zhì)的量=質(zhì)量/相對(duì)分子質(zhì)量=10g/158.03g/mol≈0.0633mol

根據(jù)化學(xué)方程式，2molKMnO4生成1molO2，所以0.0633molKMnO4可以生成0.03165molO2。

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molO2的體積為22.4L，所以0.03165molO2的體積為：體積=物質(zhì)的量×摩爾體積=0.03165mol×22.4L/mol≈0.7115L

答：10g高錳酸鉀可以產(chǎn)生約0.7115升氧氣。

例題5：實(shí)驗(yàn)室制備氯氣時(shí)，使用二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)。請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并計(jì)算在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，10g二氧化錳可以產(chǎn)生多少升氯氣。

解答：化學(xué)方程式為：MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2O

首先計(jì)算二氧化錳的物質(zhì)的量：物質(zhì)的量=質(zhì)量/相對(duì)分子質(zhì)量=10g/86.94g/mol≈0.1145mol

根據(jù)化學(xué)方程式，1molMnO2生成1molCl2，所以0.1145molMnO2可以生成0.1145molCl2。

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molCl2的體積為22.4L，所以0.1145molCl2的體積為：體積=物質(zhì)的量×摩爾體積=0.1145mol×22.4L/mol≈2.576L

答：10g二氧化錳可以產(chǎn)生約2.576升氯氣。板書(shū)設(shè)計(jì)①氣體制備裝置概述

-常見(jiàn)氣體制備方法

-氣體制備裝置的選擇原則

②氧氣的制備

-化學(xué)方程式：2H2O2→2H2O+O2↑

-實(shí)驗(yàn)裝置：試管、酒精燈、集氣瓶、導(dǎo)管、橡皮塞

-操作步驟：取氯酸鉀和二氧化錳混合物，加熱，收集氧氣

-安全注意事項(xiàng)：防止冷凝水回流，避免直接接觸試管

③二氧化碳的制備

-化學(xué)方程式：CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O

-實(shí)驗(yàn)裝置：試管、大理石、鹽酸、集