碳和碳的氧化物 課題2 二氧化碳制取的研究

1、第六單元 碳和碳的氧化物課題2 二氧化碳制取的研究從容說(shuō)課本課題主要研究實(shí)驗(yàn)室中如何制取二氧化碳。首先根據(jù)所給資料探究了實(shí)驗(yàn)室制CO2的原理。然后教材給出了確定氣體發(fā)生裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素，并給出了一些儀器，讓學(xué)生采用活動(dòng)探究的方式研究實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的裝置；再利用設(shè)計(jì)的裝置制取CO2、驗(yàn)證CO2；最后總結(jié)了實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的思路。教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能(1)了解實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的反應(yīng)原理。(2)探究實(shí)驗(yàn)室中制備CO2的裝置。(3)了解實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的思路和方法。2過(guò)程與方法能合理使用課堂資料，并會(huì)利用這些資料設(shè)汁實(shí)驗(yàn)方案。3情感態(tài)度與價(jià)值觀從設(shè)計(jì)裝置和制取氣體的過(guò)程中獲取成就感，

2、進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)習(xí)化學(xué)的自信心。教學(xué)重難點(diǎn)探究實(shí)驗(yàn)室中制取CO2的裝置，并制取CO2。教學(xué)方法理解資料�一分析探究��歸納總結(jié)��反思小結(jié)。教具準(zhǔn)備教師用具：投影儀。學(xué)生用具：(1)儀器：小試管、藥匙、注射器、錐形瓶、平底燒瓶、燒杯、大試管、集氣瓶、長(zhǎng)頸漏斗、(帶導(dǎo)管的)雙孔塞及單孔塞、帶塞子的彎導(dǎo)管、水槽、酒精燈；(2)藥品：石灰石、碳酸鈉、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木條。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程板書(shū)課題2 二氧化碳制取的研究引言在第二單元制取過(guò)O2，今天再來(lái)探究制備CO2，首先看以下幾則信息。投影資料：1含碳酸根離子的化合

3、物例：碳酸鈉Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3能與稀鹽酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反應(yīng)生成二氧化碳。2把燃著的木條放入二氧化碳中，木條_，把燃著的木條伸入氮?dú)庵?，木條_。3向石灰水中吹氣，現(xiàn)象_，說(shuō)明CO2能讓石灰水變渾濁。4標(biāo)準(zhǔn)狀況下，CO2密度為1977 g·L-1，空氣密度為1293 g·L-1。5CO2易溶于水，且與水反應(yīng)。活動(dòng)探究探究?jī)?nèi)容：實(shí)驗(yàn)室制取CO2的原理?？晒┻x擇的原料：石灰石(主要成分CaCO3)、碳酸鈉(Na2CO3)、稀鹽酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。可供選擇的儀器：小試管、藥匙。探究方法：步驟現(xiàn)象1234結(jié)論：_。學(xué)生活動(dòng)

4、交流(教師適當(dāng)指導(dǎo))石灰石與HCl反應(yīng)速度適中；CaCO3與H2SO4反應(yīng)難于進(jìn)行；Na2CO3與酸反應(yīng)瞬間結(jié)束，不便收集。所以實(shí)驗(yàn)室制取CO2選擇石灰石與稀鹽酸反應(yīng)。講解碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3。碳酸不穩(wěn)定易分解生成CO2和H2O，所以總反應(yīng)為：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O。板書(shū)一、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O設(shè)問(wèn)我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)一套完整的裝置制取CO2?板書(shū)二、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置投影資料：實(shí)驗(yàn)室里制取氣體裝置的確定實(shí)驗(yàn)室里制取氣體的裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置兩部分。下面列出了確定氣體發(fā)生

5、裝置和收集裝置時(shí)應(yīng)考慮的因素。固體和固體反應(yīng)反應(yīng)物的狀態(tài) 固體和液體反應(yīng)氣體發(fā)生裝置 液體和液體反應(yīng)反應(yīng)條件（是否需要加熱、加催化劑等）密度比空氣大的��向上排氣法排空氣法氣體收集裝置密度比空氣小的��向上排氣法排水法（不易溶于水、不與水發(fā)生反應(yīng)）活動(dòng)與探究二氧化碳和氧氣制取實(shí)驗(yàn)及相關(guān)性質(zhì)比較二氧化碳和氧氣制取實(shí)驗(yàn)及相關(guān)性質(zhì)比較反應(yīng)物的狀態(tài)反應(yīng)條件氣體密度比空氣的大或小是否溶于水是否與水反應(yīng)二氧化碳氧氣根據(jù)上述比較，分析制取二氧化碳和氧氣的發(fā)生裝置和收集裝置各有什么不同。試設(shè)計(jì)制取二氧化碳的裝置，并與同學(xué)討論、交流，分析各自設(shè)計(jì)的裝置的優(yōu)

6、缺點(diǎn)。以下儀器可供設(shè)計(jì)制取二氧化碳的裝置時(shí)選擇，你也可以另選或自制儀器，還可以利用代用品。學(xué)生活動(dòng)(以組為單位進(jìn)行探究)教師指導(dǎo)若使用右圖裝置應(yīng)注意：固體事先直接加入錐形瓶中，長(zhǎng)頸漏斗的作用是加入液體，長(zhǎng)頸漏斗應(yīng)伸入反應(yīng)液面以下，導(dǎo)氣管不應(yīng)伸入反應(yīng)液面以下，應(yīng)剛露出膠塞為宜。討論交流討論上述注意事項(xiàng)的原因，組與組之間討論交流各自裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。師生活動(dòng)各組修改自己的裝置，教師審查。設(shè)問(wèn)如何利用所設(shè)計(jì)的裝置制一瓶CO2氣體，需要哪些步驟?學(xué)生討論總結(jié)并板書(shū)三、制取CO2的步驟1檢查裝置的氣密性；2加入藥品；3制取收集氣體。思考1如何驗(yàn)證所制出的氣體是以CO2?2如何驗(yàn)證集氣瓶中CO2已收集滿?討論

7、總結(jié)板書(shū)四、驗(yàn)證CO2氣體的方法(見(jiàn)板書(shū)設(shè)汁)1檢驗(yàn)方法2驗(yàn)滿方法學(xué)生活動(dòng)制CO2并檢驗(yàn)CO2，收集一滿瓶CO2。思考實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路是什么?師生總結(jié)并板書(shū)1. 選擇反應(yīng)原理；2選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；3確定驗(yàn)證氣體的方法。作業(yè)習(xí)題2、3、5寫(xiě)出本次的探究活動(dòng)報(bào)告。板書(shū)設(shè)計(jì)課題2 二氧化碳制取的研究一、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的反應(yīng)原理CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O二、實(shí)驗(yàn)室制取CO2的裝置三、制取CO2的步驟1檢查裝置的氣密性；2加入藥品；3制取收集氣體。四、驗(yàn)證CO2氣體的方法1檢驗(yàn)方法：將導(dǎo)管通入澄清石灰水，若石灰水變渾濁，證明生成的氣體是CO2。2驗(yàn)滿方法：將燃著的木條放在集

8、氣瓶口，若木條熄滅，則說(shuō)明CO2已收集滿。五、實(shí)驗(yàn)室制取氣體的思路1選擇反應(yīng)原理；2選擇合適的實(shí)驗(yàn)裝置；3確定驗(yàn)證氣體的方法。考題回顧1(2003年甘肅)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳時(shí)，常用 ( )A. 木炭和氧氣反應(yīng) B煅燒石灰石C大理石跟稀鹽酸反應(yīng) D大理石跟稀硫酸反應(yīng)2(2003年吉林)小明在實(shí)驗(yàn)室里學(xué)習(xí)制取CO2，他的具體操作步驟如下：(1)組裝儀器后，進(jìn)行了裝置氣密性的檢查，見(jiàn)圖A。請(qǐng)你幫他判斷一下，這套裝置是否漏氣?(2)他從稀H2SO4、稀HCl中選擇了一種酸，與石灰石反應(yīng)制CO2。想一想他不選另一種酸的理由_。(3)小明想用圖B裝置來(lái)制取CO2，你認(rèn)為是否理想?_。(4)請(qǐng)你告訴他集滿C

9、O2的集氣瓶，應(yīng)該_(填“正”或“倒”)放在桌面上。答案：1C2(1)不漏氣、氣密性良好 (2)稀硫酸跟石灰石反應(yīng)生成的CaSO4微溶，覆蓋在石灰石表面，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 (3)不理想 (4)正備課資料氣體制備的設(shè)計(jì)模式1發(fā)生裝置的選擇主要從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)時(shí)是否需要加熱來(lái)選擇。(1)凡是給固體加熱或固體跟固體反應(yīng)加熱，適用于制O2裝置(a套裝置)，即試管橫放，管口略下傾，教科書(shū)中加熱Cu2(OH)2CO3、H2還原CuO、膽礬分解均采用此裝置。(2)凡是固體與液體反應(yīng)制氣體，且反應(yīng)不需加熱，均可采用制取H2裝置(b套裝置)，即試管直立(a、b套裝置圖略)。若要控制液體反應(yīng)，可加長(zhǎng)頸漏斗或分液

10、漏斗。若反應(yīng)物固體塊較大，且用量多，可將試管換成廣口瓶、錐形瓶或燒瓶等。無(wú)論選用上述哪種裝置均應(yīng)注意：先檢查氣密性后再加藥品；制氣裝置中導(dǎo)管口略露出膠塞即可；鐵夾夾在試管的中上部。另外，利用a套裝置時(shí)還應(yīng)注意：藥品平鋪；加熱用外焰，先均勻加熱后集中加熱；如反應(yīng)較劇烈，要在試管口塞一團(tuán)棉花，以防藥品堵塞導(dǎo)管口；制完氣體，應(yīng)先撤導(dǎo)管后撤酒精燈。利用b套裝置時(shí)還應(yīng)注意：長(zhǎng)頸漏斗底端需液封；裝藥品時(shí)先固后液。(3)收集裝置的選擇凡常溫下不與空氣中的成分反應(yīng)的氣體，可根據(jù)氣體密度與空氣密度的比較(或利用空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量與氣體相對(duì)分子質(zhì)量比較)，采用向下或向上排空氣取氣法。凡氣體不易溶或難溶于水的，可

11、采用排水取水法。有毒性且不溶于水的氣體，可采用洗氣瓶倒裝裝置(即短進(jìn)長(zhǎng)出)，從長(zhǎng)管排出的水可用燒杯接裝，如將燒杯換成量筒還可用來(lái)測(cè)量生成氣體的體積。洗氣瓶中的液體可根據(jù)氣體性質(zhì)選用。利用排氣法收集氣體時(shí)需注意：導(dǎo)管應(yīng)插入集氣瓶底部(無(wú)論向下排氣或向上排氣)；應(yīng)在瓶口驗(yàn)滿，可燃性氣體不能用點(diǎn)燃法驗(yàn)滿。利用排水法收集氣體時(shí)需注意：收集前集氣瓶應(yīng)充滿水倒立于水槽中，不留氣泡。(4)所集氣體的存放：比空氣密度大的氣體，蓋嚴(yán)后正放；比空氣密度小的氣體，蓋嚴(yán)后倒放。2氣體除雜的設(shè)計(jì)模式氣體中混入雜質(zhì)氣體，一般可采取下述方法進(jìn)行除雜。(1)直接吸收法水汽可選擇干燥劑，如濃H2SO4、火堿、氧化鈣等初中常見(jiàn)的

12、干燥劑。若選用其他干燥劑如氯化鈣、五氧化二磷等需在試題中說(shuō)明。酸(堿)類(lèi)氣體可采用堿(酸)液吸收。酸性氣體如二氧化碳?xì)怏w、二氧化硫氣體、氯化氫氣體等可用濃氫氧化鈉溶液吸收。堿性氣體如氨氣可用酸液吸收。如果是二氧化碳?xì)怏w中混有氯化氫氣體(如制取二氧化碳?xì)怏w時(shí)用的是鹽酸溶液)，可用飽和碳酸氫鈉溶液來(lái)吸收。(2)轉(zhuǎn)化吸收法將混入的氣體雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為原氣體，如二氧化碳?xì)怏w中混有一氧化碳?xì)怏w，可將混合氣體通過(guò)灼熱的氧化銅，將一氧化碳氧化為二氧化碳,達(dá)到除雜目的。3氣體驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)模式初中化學(xué)中能夠參與驗(yàn)證的氣體有O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl氣體等。其中O2、CO2、H2O(g)、NH3、HCl氣體可直接驗(yàn)證：CO2：可使澄清石灰水變渾濁。H2O：可使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)。NH3：可使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)。HCl：可使用硝酸酸化過(guò)的硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀。有些氣體需將它們轉(zhuǎn)化后驗(yàn)證，如一氧化碳?xì)怏w、氫氣需轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水蒸氣后，再驗(yàn)證生成物。綜合性較強(qiáng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意以下幾方面：(1)若需驗(yàn)證某種氣體，則一定要先除去此氣體中其他氣體，一般是先除其他氣體雜質(zhì)后再除水汽；(2)從溶液中制得或從