内容正文:
引·新课导入
草莓大棚中悬挂的气肥的成分是什么?
CO2气体肥料的制备与应用
——物质制备与性质实验探究
2
明·学习目标
1.通过实验探究实验室制取二氧化碳的反应原理、制取装置,归纳实验室制取气体的一般思路和方法,建构实验室制取气体的模型。
2.能用二氧化碳性质检验和验满,明确性质与用途的关系,能基于真实情景初步分析和解决相关综合问题。
3.通过小组合作实验,提升团队协作能力和实验操作的规范性,树立严谨的科学态度和实验安全意识,养成规范操作、认真观察的实验习惯。
3
学习内容导览
巧手制气肥
2
慧心知气肥
1
4
智脑控气肥
3
我是设计师
4
慧心知气肥
01
探讨悬挂“二氧化碳气肥”的原因?
小贴士
水 空气 阳光 养分 温度
二氧化碳(CO2)
光合作用
草莓生长与哪些因素有关?
设计CO2发生器
探·知识奥秘
大棚中CO2不足
巧手制气肥
02
【复习回顾】实验室里制取O2的一般思路和方法
确定制取气体的化学反应原理
设计制取气体的实验装置
气体的检验和验满
发生装置
收集装置
实验室制取二氧化碳用什么思路?
你都知道哪些反应能生成二氧化碳呢?
呼吸作用
蜡烛燃烧
木炭燃烧
不能
不易收集,气体不纯
高温条件不易达到
不能
木炭还原氧化铜
提示:从制得的气体是否纯净,是否容易收集,反应条件是否容易达到三个角度,思考这些反应可否用于实验室制取二氧化碳?
实验室制取二氧化碳用什么思路?
任务一 确定反应原理
资料卡片:草莓大棚增加二氧化碳含量的原理之一是:在常温下,使发生剂(含有碳酸根离子CO32-的物质),与促进剂(例如:稀硫酸、稀盐酸等)反应产生二氧化碳。
大理石
主要成分CaCO3
碳酸钠
Na2CO3
任务一 确定反应原理
稀硫酸
【提出问题】实验室选择什么试剂制取二氧化碳?
任务一 确定反应原理
【提出猜想】
① Na2CO3粉末、稀盐酸 ②块状大理石、稀盐酸
③Na2CO3粉末、稀硫酸 ④块状大理石、稀硫酸
【实验探究】
实验内容 实验现象 是否易于收集
① Na2CO3粉末、稀盐酸
② 块状大理石、稀盐酸
③Na2CO3粉末、稀盐酸
④块状大理石、稀硫酸
井穴板中已提前放好碳酸钠粉末和大理石,请用胶头滴管吸取稀盐酸、稀硫酸加入井穴板对应位置,注意观察现象,重点比较反应速率和持续性,并判断气体是否易于收集,每组选取一位同学负责填写实验记录。
【活动一】探究实验室制取CO2的试剂
实验步骤:
①Na2CO3粉末、大理石已放入井穴板中
②1号同学用胶头滴管吸取稀硫酸加入井穴板左侧位置,2号同学用胶头滴管吸取稀盐酸加入井穴板右侧位置。
③观察实验现象,重点是比较三个反应中气泡产生的快慢和持续性
注意实验安全!
Na2CO3
粉末
大理石
任务一 确定反应原理
探究实验室制取CO2的试剂
实验内容 实验现象 是否易于收集
① Na2CO3粉末、稀盐酸
② 块状大理石、稀盐酸
③ Na2CO3粉末、稀硫酸
④ 块状大理石、稀硫酸
产生大量气泡,反应速率快
产生大量气泡,反应速率适中
不易收集
容易收集
产生大量气泡,反应速率快
不易收集
产生气泡,一段时间后停止
提示:可根据产生的气体是否易于收集,反应速率是否适中等展开分析。
【结论】
小贴士
生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石的表面,阻止反应进一步进行
实验室制取二氧化碳气体的最佳反应是②
· 实验试剂
· 反应原理
主要成分CaCO3
主要成分HCl
任务一 确定反应原理
石灰石
大理石
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2CO3
H2CO3 == H2O + CO2↑
碳酸不稳定,易分解
CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑
+2
-2
+1
-1
+2
-1
+1
-2
稀盐酸
草莓大棚二氧化碳发生剂和促进剂的选择
学以致用
种类 市场价格/(元/吨) 1吨该试剂生成二氧化碳的质量(Kg)
碳酸氢钠 1500 524
碳酸钠 1260 415
碳酸钾 5400 319
碳酸氢铵 1100 557
碳酸钙 1000 440
提示:原料选择还要遵循经济(兼顾原料的价格和二氧化碳的产率)、安全、生成物可再利用原则。
发生剂:
促进剂:20%--30%的硫酸溶液
H2SO4 + 2NH4HCO3 ==(NH4)2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
确定实验室里制取气体的反应原理时,需要考虑哪些因素?
小结
2
3
产生的气体是否易于收集、是否纯净
1
产生的气体是否易于收集
5
4
产生的气体是否纯净
反应速率适中
反应条件是否易达到
原料是否廉价易得
1.针对上页的两个反应进一步选择更适合的,问题链接顺畅
2.实验室制取气体需要考虑的因素的给出有着承上启下的作用,一方面总结了前面考虑到的因素,另一方面指导这两种反应的选择,同时归纳后,有助于用到其他气体制取选择中
任务二 选择制取装置
实验室制氧气的装置:
收集装置
发生装置
2KMnO4===K2MnO4 +MnO2 +O2↑
△
任务二 选择制取装置
1.发生装置:
化学反应 反应物的状态 反应条件 发生装置
O2
固体 + 液体
固体
液体
常温
加热
常温、催化剂
稀盐酸与大理石(或石灰石)
②固固加热型
①固液常温型
②
①
①
反应物的状态
反应条件
发生装置主要考虑 和 。
加热高锰酸钾
分解过氧化氢溶液
CO2
任务二 选择制取装置
2.收集装置:
交流讨论:确定气体的收集装置时应考虑哪些因素?
密度比空气的大
密度比空气的小
1.不易溶于水;
2.不与水反应。
(1) ;
(2)
气体密度
气体是否溶于水、是否与水反应
任务二 选择制取装置
1. CO2的密度大于空气。
2. CO2 能溶于水并能与水反应。
结论:
收集CO2用 法。
向上排空气
依据CO2的性质
任务二 选择制取装置
【活动二】利用下列仪器设计一套制取二氧化碳的装置
要求:先独立思考并选择仪器,然后组装一套制取二氧化碳的装置,小组交流展示成果。
任务三 检验和验满
验满
检验
依据气体的性质
CO2不燃烧也不支持燃烧
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
↓
实验室制取二氧化碳的操作步骤:
(1)连接装置,检查装置气密性
(2)先装入大理石
(3)再加
入稀盐酸
(4)将气体通入装有澄清石灰水的试管中检验
(5)燃着的火柴放在瓶口验满
先固后液
注意实验安全!
【活动三】
CO2
实验室里制取气体的一般思路和方法
确定制取气体的化学反应原理
设计制取气体的实验装置
气体的检验和验满
发生装置
收集装置
固固
加热型
固液
常温型
排水法
向上排空气法
向下排空气法
课堂总结
气体的性质
①反应速率适中
②易收集
③纯净
④操作简单安全
⑤环保
⑥价格
制气模型
草莓大棚二氧化碳发生器的选择
学以致用
CO2气肥的发生器该选用哪套装置?
试剂:20%--30%的硫酸溶液+碳酸氢铵固体
H2SO4 + 2NH4HCO3 ==(NH4)2SO4 + 2H2O + 2CO2↑
①
②
草莓大棚二氧化碳发生器的选择
学以致用
以上装置能否直接应用到草莓大棚吗?
原因是什么?
不能,玻璃装置易碎,质量太重。
智脑控气肥
03
CCUS制气肥技术
我是设计师
04
【头脑风暴】生活中哪些常见物品可代替实验仪器
课后实践
1.根据大棚需求设计CO2发生器。查阅资料,小组合作优化设计图。
2.制作二氧化碳气肥发生器,并在家亲手种植草莓试用一下。
3.记录草莓生长,查阅资料并分析 CO2 浓度与草莓生长的关系。
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谈谈你的收获!
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