《二氧化碳制取的探究》教學設(shè)計

二氧化碳制取的探究教學設(shè)計一、教學目標知識技能1掌握實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理和方法，知道二氧化碳的驗證和驗滿方法；2能設(shè)計出實驗室制取二氧化碳的簡易裝置，了解實驗室制取氣體的一般思路。過程方法1通過實驗室制取氧氣的復習和對比確定實驗室制取二氧化碳的裝置，驗證方法，進一步得出實驗室制備氣體的一般思路和方法。2通過多種能得到二氧化碳的反應(yīng)原理的分析，得出選擇大理石（或石灰石）與稀鹽酸反應(yīng)原理制備二氧化碳的原因，引導學生得出實驗室制備氣體時還需要考慮的一些基本因素，使學生的知識得到整合和升華。情感態(tài)度價值觀1通過分析和探究實驗室制取和收集二氧化碳的方法，對學生進行具體問題具體分析的辨正唯物主義教。2培養(yǎng)理科學習中嚴密的邏輯思維能力。3通過相關(guān)實驗的探究分析，激發(fā)學生探究的興趣?！窘虒W重點】1實驗室制取二氧化碳裝置的探究；2歸納實驗室制備一般氣體的規(guī)律?！窘虒W難點】實驗室制備氣體的知識整合和能力的培養(yǎng)。二、學生認知分析學生對實驗室里如何制取氣體已經(jīng)有了初步的認識。知道了實驗室常用三種方法來制取氧氣（高錳酸鉀加熱；氯酸鉀和二氧化錳混合加熱；過氧化氫溶液和二氧化錳混合）。由于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件不同，它們的制取裝置不同。通過氧氣性質(zhì)的學習和收集裝置的結(jié)合，學生也有了選擇收集裝置的部分經(jīng)驗。生活中學生已經(jīng)積累的經(jīng)驗：二氧化碳的密度比空氣大；不燃燒也不支持燃燒；可以滅火等。學習中學生已經(jīng)知道一些能產(chǎn)生二氧化碳的發(fā)應(yīng)原理，但卻不知道怎樣選擇才適合實驗室制備氣體及還需要考慮的因素。教師要利用學生已有的知識對其進行引導，使知識得到補充完善，使能力得到提升。三、教學過程環(huán)節(jié)一、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課教師活動學生活動設(shè)計意圖【演示實驗】教師準備了一只空飲料瓶，向其中倒入半瓶熱水后倒掉，然后迅速擰緊瓶蓋，將其浸入冷水中，瓶子馬上變癟了。然后教師又拿出一只事先收集滿二氧化碳的飲料瓶，對同學們說：“剛才我用熱水做的這個實驗，現(xiàn)在改用冷水，看看能否成功?！碑斀處熛蚱恐凶⑷爰s1/3體積的水后，立即擰緊瓶蓋，用力振蕩，發(fā)現(xiàn)瓶子也慢慢變癟了。這時學生們有點迷惑了，教師趁機鼓動：“大家想不想親手做一下，在每組儀器用品中，都有一只塑料瓶，大家試驗一下吧！”觀察、思考學生們感到驚奇，但是大家很快明白了其中的道理，這是因為封閉的塑料瓶內(nèi)盛有熱空氣，當它遇冷后體積縮小，瓶內(nèi)氣壓減小，在外界大氣壓的作用下，軟塑料瓶自然就變癟了。學生們模仿教師的實驗后，感到很失望，因為他們的瓶子都沒有變癟 。既是為了引課，也是為了讓學生對親自制取一瓶二氧化碳產(chǎn)生迫切需要，在任務(wù)驅(qū)動下，為探究二氧化碳的制法作好鋪墊。【講述】其實老師的瓶子和大家的不一樣，我的瓶子里面裝有一種‘神秘’的氣體，而大家的瓶子里面只是空氣。我瓶子里的氣體，一遇見水呀，就哧溜溜鉆進去很多能溶于水，所以密封的瓶子里面氣壓也會減小，當然就會變癟了。【提出問題】大家能猜一下這是什么氣體嗎？由于大部分學生已經(jīng)預(yù)習過，很快大家就回答說：“二氧化碳”。也有同學回答是氧氣或氮氣的，但馬上被其他同學否定了，在前面學過這兩種氣體都是難溶于水的?！按蠹抑牢沂窃鯓訉嬃掀恐醒b滿二氧化碳的嗎？你們想不想將自己的瓶中也裝滿二氧化碳，重復一下老師剛才的實驗？”此時，學生們躍躍欲試，急切地想知道怎樣才能讓自己的瓶子里裝滿二氧化碳。環(huán)節(jié)二、探究實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理教師活動學生活動設(shè)計意圖【提出問題】列舉你所知道的能生成二氧化碳的反應(yīng)，能寫出化學方程式的寫出化學方程式。教師鼓勵學生利用“頭腦風暴”法，搜索盡可能多的反應(yīng)。小組活動，組內(nèi)討論、交流。學生提出的方法有：（1）碳在氧氣或空氣中燃燒；（2）一氧化碳在空氣或氧氣中燃燒；（3）木炭還原氧化銅；（4）蠟燭燃燒；（5）碳酸鈉與稀鹽酸（或稀硫酸）的反應(yīng)（質(zhì)量守恒定律中有該實驗）；（6）石灰石或大理石與稀鹽酸反應(yīng)（或稀硫酸）（某些學生已預(yù)習）；（7）一氧化碳還原氧化銅；培養(yǎng)學生發(fā)散思維能力。【提出問題】大家列舉的這些方法中，你認為哪些適合用于實驗室制取二氧化碳氣體？說明你的理由。學生交流討論，得出應(yīng)該從反應(yīng)條件、藥品來源、操作是否簡便、氣體是否便于收集等方面綜合考慮。并從上述7個反應(yīng)中初步篩選出“碳酸鈉與稀鹽酸（或稀硫酸）”和“碳酸鈣與稀鹽酸（或稀硫酸）”的反應(yīng)。培養(yǎng)學生運用已有知識解決實際問題的能力?！咎岢鰡栴}】請同學們利用所提供的儀器和藥品，探究：石灰石與稀鹽酸、石灰石與稀硫酸、碳酸鈉與稀鹽酸、碳酸鈉與稀硫酸的反應(yīng)，哪個更適合在實驗室里制取二氧化碳？概括學生討論，得出結(jié)論：在實驗室里制取二氧化碳的最佳藥品是石灰石和稀鹽酸；其反應(yīng)原理是：CaCO32HCl CaCl2H2OCO2↑。小組同學利用點滴板完成上述實驗，并得出結(jié)論：（1）碳酸鈉無論與哪種酸反應(yīng)，速度很快，不易收集；（2）石灰石與稀硫酸的反應(yīng)開始時有氣泡產(chǎn)生 ，但隨之氣泡越來越少，慢慢停止了反應(yīng)；（3）只有石灰石與稀鹽酸的反應(yīng)速度適中，反應(yīng)在持續(xù)進行，收集起來也很方便。來源:學科培養(yǎng)學生實驗探究的意識和能力。環(huán)節(jié)三、探究實驗室制取二氧化碳的裝置教師活動學生活動設(shè)計意圖【提出問題】對比實驗室用雙氧水和二氧化錳制取氧氣與二氧化碳的反應(yīng)原理，你發(fā)現(xiàn)了什么？分析對比，得出：二者雖然所用藥品不同，但是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件都相同，即都是“固液→氣，且反應(yīng)不需要加熱”。培養(yǎng)學生利用舊知識，通過對比的方法學習新知識的能力?！咎岢鰡栴}】通過對比實驗室制取氧氣和二氧化碳氣體的反應(yīng)原理。利用所給的儀器設(shè)計實驗室制取二氧化碳的裝置。（教師將上述儀器用打印機打到透明膠片上，制作成儀器卡片，學生便可以用儀器卡片和透明膠帶進行裝置的設(shè)計）學生以小組為單位，用透明儀器卡片設(shè)計實驗裝置。師生討論，發(fā)現(xiàn)如下圖設(shè)計中存在的問題：并得出如下圖所示的幾種可行性裝置：提供透明儀器卡片讓學生粘貼模擬，而未用實物儀器讓學生組裝，主要是考慮這本身屬于設(shè)計實驗，類似于建筑中的圖紙，再者如果將所有備選儀器都提供出來，一則受實驗室條件限制（某些儀器數(shù)量不足），二則學生的課桌上也無法擺放那么多的儀器。三則還可以為學生提供多樣化思維的空間和載體，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。【布置任務(wù)】選擇其中一種實驗裝置制取一瓶二氧化碳氣體，并驗證你是否收集滿了。學生動手實驗，制取一瓶二氧化碳氣體，并在教師引導下進行交流：（1）實驗的主要操作步驟；（2）收集二氧化碳的方法；（3）驗滿的方法。培養(yǎng)學生的動手能力。環(huán)節(jié)四、課堂小結(jié)，拓展延伸教師活動學生活動設(shè)計意圖【提出問題】實驗室制取氣體的一般思路是什么？師生共同交流，得出如下思路：確定反應(yīng)原理設(shè)計實驗裝置（包括反應(yīng)裝置和收集裝置）進行實驗收集氣體檢驗氣體驗滿。整體認識氣體的實驗室制法?！菊n堂練習】 實驗室常用固體亞硫酸鈉和稀硫酸反應(yīng)來制取SO2氣體，已知SO2是無色有毒的氣體，密度比空氣大，能溶于水。則實驗室制取SO2氣體的發(fā)生裝置應(yīng)選用_，收集裝置應(yīng)選用_。 實驗室用無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物加熱制取甲烷。甲烷的密度比空氣小，難溶于水。則實驗室制取甲烷氣體的發(fā)生裝置應(yīng)選用_，收集裝置應(yīng)選用_。（已知空氣的平均相對分子質(zhì)量