课题2 二氧化碳制取的研究（教学设计）-【上好课】九年级化学上册同步备课系列（人教版）

课题2 二氧化碳制取的研究 一、教材分析 气体的实验室制法是初中化学实验的重点和难点。如何确定制取气体的原理？如何确定气体的制取装置？对于培养学生的科学素养，具有重要的意义。学生前面已经学过了氧气的制取，初步具备了制取气体的思路，所以引导学生进行二氧化碳制取的研究，可以让学生进一步掌握制取气体的一般思路，对以后的学习意义非常重大。教材首先给出了实验室制取二氧化碳的化学反应原理，然后分部设计，探究实验室制取二氧化碳的装置，最后总结出实验室制取气体的一般思路和方法。 二、学情分析 学生已经学习了氧气的实验室制法，对于气体的制取原理、装置、收集有了一定的基础，已有了初步设计实验室制取二氧化碳的知识和技能，所以本课题的难度不会很大。教师要考虑到虽然学生对化学尤其是化学实验充满兴趣，但由于学生接触化学的时间不长，实验动手能力和分析能力还较弱，还不具备自主的实验探究能力，所以学习过程中，需要教师进行适当的点拨引导。让学生形成实验室里制取气体的一般思路和方法，特别是要让学生明确实验过程中的一些注意事项。 三、教学目标 1.了解实验室制取二氧化碳的化学反应原理。 2.探究实验室制取二氧化碳的装置。 3.了解实验室制取气体的一般思路和方法。 四、教学重难点：探究实验室制取二氧化碳的装置。 五、教学过程 【图片展示】水草缸。 【问题引入】水草缸即是以水草为主题的水族缸，水草生长需要进行光合作用，光合作用必须有二氧化碳的参与，而水草缸中的水是死水，无法像自然界中的活水不断提供二氧化碳，因此需要透过二氧化碳供应系统来补充水中二氧化碳的浓度，那么如何制取CO2呢？今天我们就来探究一下实验室中二氧化碳的制取吧！ 【学生活动】交流讨论：联系所学知识和日常生活，列举你所知道的能生成二氧化碳的反应。 （1）生物体的呼吸作用可产生二氧化碳 （2）蜡烛燃烧可生成二氧化碳：石蜡+氧气 → (点燃) 二氧化碳+水 （3）碳在氧气中燃烧生成二氧化碳：C+O2CO2 （4）木炭还原氧化铜生成二氧化碳：C+2CuO2Cu+CO2↑ 【思考】根据药品选择的原理想一想，这些方法中哪些适用于实验室制取的二氧化碳？ 【总结】反应1，呼出的气体中除了有二氧化碳，还有氮气等其他气体，不纯净；反应2和3，蜡烛或木炭在氧气中燃烧产生二氧化碳，若燃烧不充分还可能产生一氧化碳，产生的气体不纯净；反应4的反应条件是高温，条件要求高，不易操作。以上四个反应都不适合用于实验室制取氧气。 【查阅资料】可以产生二氧化碳的反应。 （1）石灰石高温分解：CaCO3 === (高温) CaO+CO2↑ （2）碳酸钠与稀盐酸反应：Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2↑ （3）石灰石与稀硫酸反应：CaCO3+H2SO4 = CaSO4+H2O+ CO2↑ （4）石灰石与稀盐酸反应：CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑ 【思考】这些方法中哪些适用于实验室制取的二氧化碳？ 【总结】同样地，反应1的反应条件是高温，条件要求高，不易操作。其他反应不熟悉，下面通过以下实验探究的资料分析实验原理是否可行。 生成CO2的反应 实验现象 是否适宜用于实验室制取 1.碳酸钠和稀盐酸 剧烈反应，迅速产生大量气泡 × 2.石灰石和稀盐酸 产生气泡，速率适中 √ 3.石灰石和稀硫酸 刚开始有少量气泡产生，一段时间后反应停止 × 【总结】有二氧化碳生成的化学反应很多，但不一定都适用于实验室制取二氧化碳，这里首先要考虑可操作性，在可操作的前提下，再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。实验1：反应的速率太快，产生的气体不利于收集，故不便采用；实验3虽然开始会产生二氧化碳，但由于生成的硫酸钙是微溶物质，会覆盖在大理石的表面，阻碍反应进一步进行。故也不便采用；实验2操作简便，原料廉价，反应速率适中，气体易于收集，反应条件易于控制且生成物无杂质。故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳。 【讲解】实验室制取二氧化碳的反应物是石灰石（或大理石）和稀盐酸，石灰石（或大理石）的主要成分是碳酸钙；稀盐酸的主要成分是氯化氢和水，石灰石或大理石中的碳酸钙与稀盐酸中的氯化氢反应，生成氯化钙和碳酸，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3，碳酸不稳定，很容易分解成二氧化碳和水，H2CO3 =H2O+CO2↑。将第一个反应式中的碳酸用水和二氧化碳加以替换，这样，就得到了该反应的总的化学方程式：CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O +CO2↑。 【过渡】确定了气体的制取原理之后，还需要确定制取气体的实验装置、实验操作和气体的检验、验满等。 【学生活动】交流讨论：回顾实验室制氧气的原理和装置，分析确定气体的发生装置和收集装置时应考虑哪些因素？ 【总结】实验室