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- 2021-11-11 发布
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第六单元 碳和碳的氧化物
课题 2 二氧化碳制取的研究
从容说课
本课题主要研究实验室中如何制取二氧化碳。首先根据所给资料探究了实验室制 CO2 的原
理。然后教材给出了确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素,并给出了一些仪器,让学
生采用活动探究的方式研究实验室中制取 CO2 的装置;再利用设计的装置制取 CO2、验证 CO2;
最后总结了实验室中制取气体的思路。
教学目标
1.知识与技能
(1)了解实验室中制取 CO2 的反应原理。
(2)探究实验室中制备 CO2 的装置。
(3)了解实验室中制取气体的思路和方法。
2.过程与方法
能合理使用课堂资料,并会利用这些资料设汁实验方案。
3.情感态度与价值观
从设计装置和制取气体的过程中获取成就感,进一步增强学习化学的自信心。
教学重难点
探究实验室中制取 CO2 的装置,并制取 CO2。
教学方法
理解资料—一分析探究——归纳总结——反思小结。
教具准备
教师用具:投影仪。
学生用具:(1)仪器:小试管、药匙、注射器、锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、大试管、集气瓶、
长颈漏斗、(带导管的)双孔塞及单孔塞、带塞子的弯导管、水槽、酒精灯;
(2)药品:石灰石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木条。
课时安排
1 课时
教学过程
[板书]课题 2 二氧化碳制取的研究
[引言]在第二单元制取过 O2,今天再来探究制备 CO2,首先看以下几则信息。
[投影]资料:
1.含碳酸根离子的化合物〔例:碳酸钠 Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是 CaCO3〕能与
稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反应生成二氧化碳。
2.把燃着的木条放入二氧化碳中,木条_______,把燃着的木条伸入氮气中,木条______。
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3.向石灰水中吹气,现象__________,说明 CO2 能让石灰水变浑浊。
4.标准状况下,CO2 密度为 1.977 g·L-1,空气密度为 1.293 g·L-1。
5.CO2 易溶于水,且与水反应。
[活动探究]
探究内容:实验室制取 CO2 的原理。
可供选择的原料:石灰石(主要成分 CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。
可供选择的仪器:小试管、药匙。
探究方法:
步骤 现象
1.
2.
3.
4.
结论:______________。
[学生活动]
[交流](教师适当指导)
石灰石与 HCl 反应速度适中;CaCO3 与 H2SO4 反应难于进行;Na2CO3 与酸反应瞬间结束,不便
收集。所以实验室制取 CO2 选择石灰石与稀盐酸反应。
[讲解]碳酸钙与盐酸反应:CaCO3+2HCl====CaCl2+H2CO3。碳酸不稳定易分解生成 CO2 和 H2O,
所以总反应为:CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O。
[板书]一、实验室制取 CO2 的反应原理
CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O
[设问]我们如何设计一套完整的装置制取 CO2?
[板书]二、实验室制取 CO2 的装置
[投影]资料:实验室里制取气体装置的确定
实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。下面列出了确定气体发生装置
和收集装置时应考虑的因素。
固体和固体反应
反应物的状态 固体和液体反应
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气体发生装置
液体和液体反应
……
反应条件(是否需要加热、加催化剂等)
密度比空气大的——向上排气法
排空气法
气体收集装置
密度比空气小的——向上排气法
排水法(不易溶于水、不与水发生反应)
[活动与探究]
二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
反应物的状态 反应条件 气体密度比空气的大或
小
是否溶于水是否与
水反应
二氧
化碳
氧气
根据上述比较,分析制取二氧化碳和氧气的发生装置和收集装置各有什么不同。试设计
制取二氧化碳的装置,并与同学讨论、交流,分析各自设计的装置的优缺点。
以下仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择,你也可以另选或自制仪器,还可以利用代
用品。
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[学生活动](以组为单位进行探究)
[教师指导]若使用右图装置应注意:固体事先直接加入
锥形瓶中,长颈漏斗的作用是加入液体,长颈漏斗应伸入反
应液面以下,导气管不应伸入反应液面以下,应刚露出胶
塞为宜。
[讨论交流]讨论上述注意事项的原因,组与组之间讨论
交流各自装置的优缺点。
[师生活动]各组修改自己的装置,教师审查。
[设问]如何利用所设计的装置制一瓶 CO2 气体,需要哪些步骤?
[学生讨论]
[总结并板书]
三、制取 CO2 的步骤
1.检查装置的气密性;
2.加入药品;
3.制取收集气体。
[思考]1.如何验证所制出的气体是以 CO2?
2.如何验证集气瓶中 CO2 已收集满?
[讨论]
[总结板书]
四、验证 CO2 气体的方法(见板书设汁)
1.检验方法
2.验满方法
[学生活动]制 CO2 并检验 CO2,收集一满瓶 CO2。
[思考]实验室制取气体的思路是什么?
[师生总结并板书]1. 选择反应原理;2.选择合适的实验装置;3.确定验证气体的方法。
[作业]习题 2、3、5
写出本次的探究活动报告。
板书设计
课题 2 二氧化碳制取的研究
一、实验室制取 CO2 的反应原理
CaCO3+2HCl====CaCl2+CO2↑+H2O
二、实验室制取 CO2 的装置
三、制取 CO2 的步骤
1.检查装置的气密性;
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2.加入药品;
3.制取收集气体。
四、验证 CO2 气体的方法
1.检验方法:将导管通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,证明生成的气体是 CO2。
2.验满方法:将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则说明 CO2 已收集满。
五、实验室制取气体的思路
1.选择反应原理;
2.选择合适的实验装置;
3.确定验证气体的方法。
考题回顾
1.实验室制取二氧化碳时,常用 ……………………………………( )
A. 木炭和氧气反应 B.煅烧石灰石
C.大理石跟稀盐酸反应 D.大理石跟稀硫酸反应
2.小明在实验室里学习制取 CO2,他的具体操作步骤如下:
(1)组装仪器后,进行了装置气密性的检查,见图 A。请你帮他判断一下,这套装置是否漏
气?
(2)他从稀 H2SO4、稀 HCl 中选择了一种酸,与石灰石反应制 CO2。想一想他不选另一种
酸的理由__________。
(3)小明想用图 B 装置来制取 CO2,你认为是否理想?_____________。
(4)请你告诉他集满 CO2 的集气瓶,应该__________(填“正”或“倒”)放在桌面上。
答案:1.C
2.(1)不漏气、气密性良好 (2)稀硫酸跟石灰石反应生成的 CaSO4 微溶,覆盖在石灰石表
面,阻止反应继续进行 (3)不理想 (4)正
备课资料
气体制备的设计模式
1.发生装置的选择
主要从反应物状态和反应时是否需要加热来选择。
(1)凡是给固体加热或固体跟固体反应加热,适用于制 O2 装置(a 套装置),即试管横放,
管口略下倾,教科书中加热 Cu2(OH)2CO3、H2 还原 CuO、胆矾分解均采用此装置。
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(2)凡是固体与液体反应制气体,且反应不需加热,均可采用制取 H2 装置(b 套装置),即试
管直立(a、b 套装置图略)。若要控制液体反应,可加长颈漏斗或分液漏斗。若反应物固体块较
大,且用量多,可将试管换成广口瓶、锥形瓶或烧瓶等。
无论选用上述哪种装置均应注意:
①先检查气密性后再加药品;
②制气装置中导管口略露出胶塞即可;
③铁夹夹在试管的中上部。
另外,利用 a 套装置时还应注意:
①药品平铺;
②加热用外焰,先均匀加热后集中加热;
③如反应较剧烈,要在试管口塞一团棉花,以防药品堵塞导管口;
④制完气体,应先撤导管后撤酒精灯。
利用 b 套装置时还应注意:
①长颈漏斗底端需液封;
②装药品时先固后液。
(3)收集装置的选择
①凡常温下不与空气中的成分反应的气体,可根据气体密度与空气密度的比较(或利用空气
平均相对分子质量与气体相对分子质量比较),采用向下或向上排空气取气法。
②凡气体不易溶或难溶于水的,可采用排水取水法。
③有毒性且不溶于水的气体,可采用洗气瓶倒装装置(即短进长出),从长管排出的水可用
烧杯接装,如将烧杯换成量筒还可用来测量生成气体的体积。洗气瓶中的液体可根据气体性质
选用。
利用排气法收集气体时需注意:
①导管应插入集气瓶底部(无论向下排气或向上排气);
②应在瓶口验满,可燃性气体不能用点燃法验满。
利用排水法收集气体时需注意:
收集前集气瓶应充满水倒立于水槽中,不留气泡。
(4)所集气体的存放:
①比空气密度大的气体,盖严后正放;
②比空气密度小的气体,盖严后倒放。
2.气体除杂的设计模式
气体中混入杂质气体,一般可采取下述方法进行除杂。
(1)直接吸收法
①水汽可选择干燥剂,如浓 H2SO4、火碱、氧化钙等初中常见的干燥剂。若选用其他干燥剂
如氯化钙、五氧化二磷等需在试题中说明。
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②酸(碱)类气体可采用碱(酸)液吸收。酸性气体如二氧化碳气体、二氧化硫气体、氯化氢
气体等可用浓氢氧化钠溶液吸收。碱性气体如氨气可用酸液吸收。
③如果是二氧化碳气体中混有氯化氢气体(如制取二氧化碳气体时用的是盐酸溶液),可用
饱和碳酸氢钠溶液来吸收。
(2)转化吸收法
将混入的气体杂质转化为原气体,如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体,可将混合气体通
过灼热的氧化铜,将一氧化碳氧化为二氧化碳,达到除杂目的。
3.气体验证性实验的设计模式
初中化学中能够参与验证的气体有 O2、CO2、H2O(g)、CO、H2、NH3、HCl 气体等。其中 O2、
CO2、H2O(g)、NH3、HCl 气体可直接验证:
CO2:可使澄清石灰水变浑浊。
H2O:可使无水硫酸铜变蓝。
NH3:可使湿润红色石蕊试纸变蓝。
HCl:可使用硝酸酸化过的硝酸银溶液产生白色沉淀。
有些气体需将它们转化后验证,如一氧化碳气体、氢气需转化为二氧化碳和水蒸气后,再
验证生成物。综合性较强的验证性实验应注意以下几方面:
(1)若需验证某种气体,则一定要先除去此气体中其他气体,一般是先除其他气体杂质后再
除水汽;
(2)从溶液中制得或从洗气瓶中通过的气体中都夹带少量水汽,一般需先干燥;
(3)连接仪器时注意洗气瓶的连接是“长进短出”,球形干燥管的连接一般是“粗进细出”,
U 形干燥管和玻璃管(盛装碳粉或氧化铜)则无特殊要求,一般按照仪器接口的字母顺序连接;
(4)如有毒性气体要做尾气处理。
年级 初三 学科 化学 版本 期数
内容标题 二氧化碳制取的研究
分类索引号 G.623.2 分类索引描述 教学法
主题词 二氧化碳制取的研究 栏目名称 教案精选
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