6.3二氧化碳的实验室制取教学设计---2024-2025学年九年级化学人教版(2024)上册

《课题3二氧化碳的实验室制取》教学设计 课题 二氧化碳的实验室制取 单元 第六单元 学科 化学 年级 九年级 教材分析 本课题主要研究在实验室里如何制取二氧化碳。教材首先给出了实验室里制取二氧化碳的药品及化学反应原理，然后探究实验室里制取的装置，最后总结出实验室里制取气体的一般思路和 方法。探究实验室里制取二氧化碳的装置，是本课题的教学重点、也是难点。本课题学习将通过分析整理，实现从分散的知识点到归纳整理形成整体思维，构建有关气体制备的整体知识框架，使学生基本具备自主探究，设计气体制备实验方案，并能独立完成实验仪器的组装，进行实验操作，提升动手操作能力。 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。 教学目标 1.了解实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 2.探究实验室里制取二氧化碳的装置，掌握二氧化碳的鉴别方法 3.了解在实验室里制取气体的一般思路和方法 4.掌握如何根据原理选择装置及根据气体的性质确定收集方法 重点 实验室制取二氧化碳的原理、装置，探究能力的培养。 难点 了解在实验室里制取气体的一般思路和方法。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 观看视频：认识到工业上二氧化碳合成淀粉的重大突破，认识到二氧化碳用处很多，引出实验室是如何制取二氧化碳的呢？ 观看视频 观看视频过渡到实验室制备二氧化碳，提高学生学习兴趣。 讲授新课 【提问】1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↑ 【提问】2确定实验室制取CO2气体反应原理应考虑的因素？ 制得的气体是否较纯；反应条件是否易达到；反应是否易操作；原料是否廉价易得； 反应速率是否适中。 【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 【阅读教材】教材上出现的可以产生二氧化碳的反应。 （1）C+O2CO2 （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↑ 一、探究实验室制取CO2的反应原理 实验室适合用什么药品制取二氧化碳呢？ 实验演示碳酸钠、酸钙分别和稀盐酸、稀硫酸的反应。 实验现象 【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。实验1和实验2：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4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。 确定实验室制取二氧化碳的药品为：石灰石（或者大理石）和稀盐酸 反应原理为：CaCO3+2HCl=CaCl2 +H2O +CO2↑ 【提出问题】：为什么不能用浓盐酸与石灰石反应？ 浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢气体，导致不纯。 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。 观看视频 通过分析“生成二氧化碳的方法”和对课本二氧化碳制取相关内容的讨论，能描述出实验室里制取二氧化碳的药品及化学反应原理。 二、CO2制取装置的选择 思考：实验室制取氧气有几种方法?分别需要哪些装置? 1.发生装置和收集装置的选择 1.1发生装置：反应物的状态（固体还是液体）；反应条件（是否加热） 制取原理 反应物的状态 反应条件 CO2 稀盐酸与大理石（或石灰石） 固体+液体 常温 O2 加热高锰酸钾 固体 加热 分解过氧化氢溶液 液体 常温、二氧化锰作催化剂 【总结】加热高锰酸钾制氧气，反应物都是固体，反应都需要加热，故使用固体加热型发生装置，而分解过氧化氢溶液制氧气，反应物是液体，反应不需要加热，催化剂为固体，故使用固液常温型发生装置。实验室用稀盐酸与大理石或石灰石反应制取二氧化碳，反应物为固体和液体，反应不需要加热，故应使用固液常温型发生装置。 固液常温型 注意：长颈漏斗下端要插入液面以下，导管只需伸出胶塞少许。 1.2收集装置 气体的密度与空气的比较（大或小） 是否溶于水， 是否与水反应 CO2 大 溶于水，与水反应 O2 大 不易溶于水，不与水反应 【总结】实验室收集二氧化碳用向上排空气法。 【巩固提升】： 用以下仪器组装CO2制取的装置： 二、播放视频：实验室制取二氧化碳 连接好装置后，如何检查该装置的气密性？ 1.用弹簧夹夹紧胶皮管，向长颈漏斗中加水，形成液封后，如果一段时间后，其中的液面保持不变，则说明装置的气密性良好。 2.将导气管末端插入水中，用手握住试管，观察导管末端有气泡逸出;松开手导管末端形成一段水柱气密性良好。 三、CO2的验证方法和验满方法 验证方法：将气体通入到澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则气体为CO2。 验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则CO2已满。 四、CO2制取的步骤 “茶庄定价收盐” 连接仪器并检查装置气密性―装入大理石并塞紧橡皮塞―固定反应装置―从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端口―收集气体―检验气体是否为CO2及CO2是否收集满。 【提问】： 1.长颈漏斗下端管口为什么要伸入液面以下？（防止气体从长颈漏斗排出。） 2.集气瓶内的导管为什么要伸入到接近集气瓶底部？（排尽集气瓶内的空气，以收集到更纯的二氧化碳。） 3.如何检验收集的气体为二氧化碳？（将气体通入到澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则气体为CO2。） 4.用集气瓶收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？（将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则CO2已满。） 【提问】总结实验室制取气体的一般思路和方法。 【总结】实验室里制取气体的一般思路方法： 1.选择适当的反应（原理）和药品。 2.选择合适的实验装置，依据反应物的状态和反应条件选择发生装置，依据气体的密度和溶解性等选择收集装置。 3.确定操作步骤，选择合适的气体检验方法和验满方法。 思考探究 二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较确定发生装置和收集装置。 观看实验室制取二氧化碳的视频或教师演示实验，总结实验室制取二氧化碳的操作步骤。 交流讨论 通过对比分析实验室制取二氧化碳和氧气的发生装置及收集装置，学会选择实验仪器并能设计制取二氧化碳的实验装置。 加深理解二氧化碳制取的探究。 课堂练习 1.可用于实验室制备二氧化碳气体的反应是( ） A．木炭还原氧化铜 B．木炭燃烧 C.大理石分解 D．大理石与稀盐酸反应 2．下列关于实验室制取二氧化碳的说法正确的是( ) A．试剂为大理石和稀硫酸 B．可用燃着的木条检验二氧化碳 C．实验前应先检查装置的气密性 D．加试剂时，先加入稀酸，后加入大理石 3．实验室制取某种气体，确定其发生和收集装置时，不需要考虑的是( ) A．反应物的状态 B．反应条件 C．气体的密度和溶解性 D．气体的用途 4．如图是实验室的部分实验装置，回答有关问题： (1)实验室用稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳应选用的装置是_______（填序号）；其中，发生装置中产生二氧化碳的化学方程式为 _________________________________________________________________ (2)检验二氧化碳是否集满的方法: ___________________________________________________________________ 5．我们在实验室里常用下列装置来制取和收集气体： ①硫化氢(H2S)是一种密度比空气大且溶于水的气体，实验室常用块状固体硫化亚铁(FeS)与稀硫酸反应制取硫化氢，实验室制取硫化氢的发生装置是 ___________________，收集装置 _______________ 。 ②实验室常用加热固体甲和固体乙的混合物来制取气体丙，则制取丙选用的发生装置是 _______________ ；若收集气体丙时只能用E装置知丙的性质可能有_______________、___________________________ 课堂小结 板书 一、反应原理 石灰石或大理石、稀盐酸 CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 二、实验装置 发生装置：固液常温型 收集装置：向上排空气法 三、CO2的检验 通入澄清石灰水——变浑浊 四、CO2的验满 燃着的木条放在集气瓶口——熄灭 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$