二氧化碳的制取探究

2022-08-08

第一篇：二氧化碳的制取探究

《二氧化碳制取的探究》教学设计

一、教学目标

知识

技能

1.掌握实验室制取二氧化碳的反应原理和方法，知道二氧化碳的验证和验满方法;

易装置，了解实验室制取气体的一般思路。

2.能设计出实验室制取二氧化碳的简

过程

方法

1.通过实验室制取氧气的复习和对比确定实验室制取二氧化碳的装置，验证方法，进一步得出实验室制备气体的一般思路和方法。

2.通过多种能得到二氧化碳的反应原理的分析，得出选择大理石(或石灰石)与稀盐酸反应原理制备二氧化碳的原因，引导学生得出实验室制备气体时还需要考虑的一些基本因素，使学生的知识得到整合和升华。

情感

态度

二氧化碳的方法，对学生进行具体问题具体分析的辨正唯物主义教。

力。

价值观 1.通过分析和探究实验室制取和收集2.培养理科学习中严密的逻辑思维能

3.通过相关实验的探究分析，激发学生探究的兴趣。

培养。

【教学重点】1.实验室制取二氧化碳装置的探究;2.归纳实验室制备一般气体的规律。【教学难点】实验室制备气体的知识整合和能力的

二、学生认知分析

学生对实验室里如何制取气体已经有了初步的认识。知道了实验室常用三种方法来制取氧气(高锰酸钾加热;氯酸钾和二氧化锰混合加热;过氧化氢溶液和二氧化锰混合)。由于反应物的状态和反应条件不同，它们的制取装置不同。通过氧气性质的学习和收集装置的结合，学生也有了选择收集装置的部分经验。生活中学生已经积累的经验：二氧化碳的密度比空气大;不燃烧也不支持燃烧;可以灭火等。学习中学生已经知道一些能产生二氧化碳的发应原理，但却不知道怎样选择才适合实验室制备气体及还需要考虑的因素。教师要利用学生已有的知识对其进行引导，使知识得到补充完善，使能力得到提升。

三、教学过程

环节

一、创设情境，引入新课

教师活动

学生活动

设计

意图

【演示实验】教师准备了一只空饮料瓶，向其中倒入半瓶热水后倒掉，然后迅速拧紧瓶盖，将其浸入冷水中，瓶子马上变瘪了。

然后教师又拿出一只事先收集满二氧化碳的饮料瓶，对同学们说：“刚才我用热水做的这个实验，现在改用冷水，看看能否成功。”当教师向瓶中注入约1/3体积的水后，立即拧紧瓶盖，用力振荡，发现瓶子也慢慢变瘪了。

这时学生们有点迷惑了，教师趁机鼓动：“大家想不想亲手做一下，在每组仪器用品中，都有一只塑料瓶，大家试验一下吧!”

观察、思考

学生们感到惊奇，但是大家很快明白了其中的道理，这是因为封闭的塑料瓶内盛有热空气，当它遇冷后体积缩小，瓶内气压减小，在外界大气压的作用下，软塑料瓶自然就变瘪了。

学生们模仿教师的实验后，感到很失望，因为他们的瓶子都没有变瘪。

既是为了引课，也是为了让学生对亲自制取一瓶二氧化碳产生迫切需要，在任务驱动下，为探究二氧化碳的制法作好铺垫。

【讲述】其实老师的瓶子和大家的不一样，我的瓶子里面装有一种‘神秘’的气体，而大家的瓶子里面只是空气。我瓶子里的气体，一遇见水呀，就哧溜溜钻进去很多――能溶于水，所以密封的瓶子里面气压也会减小，当然就会变瘪了。

【提出问题】大家能猜一下这是什么气体吗?

由于大部分学生已经预习过，很快大家就回答说：“二氧化碳”。也有同学回答是氧气或氮气的，但马上被其他同学否定了，在前面学过这两种气体都是难溶于水的。

“大家知道我是怎样将饮料瓶中装满二氧化碳的吗?你们想不想将自己的瓶中也装满二氧化碳，重复一下老师刚才的实验?”

此时，学生们跃跃欲试，急切地想知道怎样才能让自己的瓶子里装满二氧化碳。

环节

二、探究实验室制取二氧化碳的反应原理

教师活动

学生活动

设计意图

【提出问题】列举你所知道的能生成二氧化碳的反应，能写出化学方程式的写出化学方程式。

教师鼓励学生利用“头脑风暴”法，搜索尽可能多的反应。

小组活动，组内讨论、交流。学生提出的方法有：

(1)碳在氧气或空气中燃烧;

(2)一氧化碳在空气或氧气中燃烧;

(3)木炭还原氧化铜;

(4)蜡烛燃烧;

(5)碳酸钠与稀盐酸(或稀硫酸)的反应(《质量守恒定律》中有该实验);

(6)石灰石或大理石与稀盐酸反应(或稀硫酸)(某些学生已预习);

(7)一氧化碳还原氧化铜;

……

培养学生发散思维能力。

【提出问题】大家列举的这些方法中，你认为哪些适合用于实验室制取二氧化碳气体?说明你的理由。

学生交流讨论，得出应该从反应条件、药品来源、操作是否简便、气体是否便于收集等方面综合考虑。并从上述7个反应中初步筛选出“碳酸钠与稀盐酸(或稀硫酸)”和“碳酸钙与稀盐酸(或稀硫酸)”的反应。

培养学生运用已有知识解决实际问题的能力。

【提出问题】请同学们利用所提供的仪器和药品，探究：石灰石与稀盐酸、石灰石与稀硫酸、碳酸钠与稀盐酸、碳酸钠与稀硫酸的反应，哪个更适合在实验室里制取二氧化碳?

概括学生讨论，得出结论：在实验室里制取二氧化碳的最佳药品是石灰石和稀盐酸;其反应原理是：CaCO3+2HCl =CaCl2+H2O+CO2↑。

小组同学利用点滴板完成上述实验，并得出结论：

(1)碳酸钠无论与哪种酸反应，速度很快，不易收集;

(2)石灰石与稀硫酸的反应开始时有气泡产生，但随之气泡越来越少，慢慢停止了反应;

(3)只有石灰石与稀盐酸的反应速度适中，反应在持续进行，收集起来也很方便。[来源:学科

培养学生实验探究的意识和能力。

环节

三、探究实验室制取二氧化碳的装置

教师活动

学生活动

设计意图

【提出问题】对比实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气与二氧化碳的反应原理，你发现了什么?

分析对比，得出：二者虽然所用药品不同，但是反应物的状态和反应的条件都相同，即都是“固+液→气，且反应不需要加热”。

培养学生利用旧知识，通过对比的方法学习新知识的能力。

【提出问题】通过对比实验室制取氧气和二氧化碳气体的反应原理。利用所给的仪器设计实验室制取二氧化碳的装置。

(教师将上述仪器用打印机打到透明胶片上，制作成仪器卡片，学生便可以用仪器卡片和透明胶带进行装置的设计)

学生以小组为单位，用透明仪器卡片设计实验装置。

师生讨论，发现如下图设计中存在的问题：

并得出如下图所示的几种可行性装置：

提供透明仪器卡片让学生粘贴模拟，而未用实物仪器让学生组装，主要是考虑这本身属于设计实验，类似于建筑中的图纸，再者如果将所有备选仪器都提供出来，一则受实验室条件限制(某些仪器数量不足)，二则学生的课桌上也无法摆放那么多的仪器。

三则还可以为学生提供多样化思维的空间和载体，培养学生的创造性思维。

【布置任务】选择其中一种实验装置制取一瓶二氧化碳气体，并验证你是否收集满了。

学生动手实验，制取一瓶二氧化碳气体，并在教师引导下进行交流：(1)实验的主要操作步骤;(2)收集二氧化碳的方法;(3)验满的方法。

培养学生的动手能力。

环节

四、课堂小结，拓展延伸

教师活动

学生活动

设计意图

【提出问题】实验室制取气体的一般思路是什么?

师生共同交流，得出如下思路：确定反应原理——设计实验装置(包括反应装置和收集装置)——进行实验——收集气体——检验气体——验满。

整体认识气体的实验室制法。

【课堂练习】

⑴ 实验室常用固体亚硫酸钠和稀硫酸反应来制取SO2气体，已知SO2是无色有毒的气体，密度比空气大，能溶于水。则实验室制取SO2气体的发生装置应选用_____，收集装置应选用_____。

⑵ 实验室用无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物加热制取甲烷。甲烷的密度比空气小，难溶于水。则实验室制取甲烷气体的发生装置应选用_____，收集装置应选用_____。

(已知空气的平均相对分子质量为29，各元素的相对原子质量为 H： 1 C：12 O ：16 S： 32 )

先独立思考，然后交流表达得出结论。

培养学生运用所学知识解决新问题的知识迁移能力。

【拓展延伸】用家庭厨房中的物品设计一套制取二氧化碳的装置。

(提示：纯碱是碳酸钠，器具可以考虑用输液器的塑料软管)

课后完成

培养学生的创造性思维。

第二篇：探究实验室里制取二氧化碳的装置教学设计

实验室制取常见气体的装置探究

教学设计

教学目标：

1、知识技能：通过对实验室制取常见气体的发生和收集装置的探究，掌握选择发生和收集装置的依据

2、过程方法：通过对装置设计原理的思考，提高自身的逻辑思维能力。通过认识实验装置的改装，提升创新能力;通过对装置优点的阐述，提升自身的语言表述能力。

3、情感态度：从设计装置、组装的过程中获取成就感，进一步增强学习化学的自信心;通过小组合作探究学习，提高学生之间的合作能力。教学重点：探究实验室里制取常见气体的装置教学难点：装置的设计思路

主要教具：Smart notebook 电子白板

教学内容

一、导入：

教师提问：同学们回顾上册课本所学到的气体有哪些?

学生回答：氧气、氮气、稀有气体、氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等教师：我们重点学习了氧气、二氧化碳的实验室制法;那同学们结合学案中内容，完成实验室制取常见气体的一般思路学生回答：

设计意图：初步导入，让学生把重点回到实验室制取常见气体教师：板书药品反应原理装置检验方法验满方法

教师：那我们这节课，重点介绍一下实验室制取常见气体的装置设计

设计意图：再次导入，进入本节课主题;循序渐进式导入，让学生对实验室制取气体有一个框架式的思维模式

二、自主学习，回忆重现:

1、学生小组完成第一部分[自主学习，回忆重现]中的后两个内容学生：回答[选择发生装置和收集装置的依据] 教师：展示电子白板，配合学生进行展示，并进行小结设计意图：以学生为主，教师适时点拨，增强学生自主能力。教师提问：当无法比较某气体和空气密度大小时，怎么解决? 学生回答:根据空气的平均相对分子质量“29”，然后用气体的相对分子质量和 “29”去比较

教师：点拨，如果气体相对分子质量和空气非常接近，则不能用排空气法来收集设计意图：通过密度问题，加深知识的难度，使学生更好、更深入的理解问题的本质。

三、探究学习： A、选择相应的装置填空

教师：展示白板内容，选择相应的序号移动到相应的位置上。生：小组讨论，结合学案回答一系列问题

设计意图：通过小组合作讨论，巩固学习对发生装置和收集装置的选择、判断。 B：拼图游戏：

师：展示白板内容，列举出常见的仪器(给出实验仪器名称)，同学们选择合适的仪器，组合成自己所想的制取某种气体的装置，并加以说明。

生：小组讨论，并派出代表在电子白板上演示，并说明是实验室制取哪种气体的装置。

师：待多组学生展示并说明后，从中选择适当的发生装置(主要固液常温型)，对其优点加以分析。

设计意图：通过认识实验装置的组装与改装，提升学生的创新能力;通过对装置优点的阐述，提升自身的语言表述能力。 C：游戏：男生女生向前冲

师：白板展示游戏转盘，说明规则，学生选择未知题目，进行作答生：回答，并解释说明

设计意图：在未知题目的情况下，让学生回答未知问题，增强其自信心，并以游戏形式展现，增强其学习化学的兴趣。

四：课堂小结：简单回顾，选择发生装置与收集装置的依据(板书) 五：课后巩固练习：学案中巩固练习

设计意图：四道习题，各有千秋，所需要注意的问题各不相同，目的，增强学生掌握知识的广度与深度。六：板书：

实验室制取常见气体的装置探究

教学设计

李俊瑞宁河区芦台三中

第三篇：实验室制取二氧化碳及探究二氧化碳性质的实验

实验时间：年月日实验人：

一、用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳

实验器材：锥形瓶、双孔橡皮塞、长颈漏斗、带胶皮的导管、集气瓶、水槽、铁架台附铁夹、

矿泉水瓶

实验药品：稀盐酸、石灰石(碳酸钙)

实验步骤：1.按照要求将实验室制取二氧化碳的简单装置组装好;

2.将导管通入水槽，检查装置的气密性;

3.在锥形瓶中用药匙装入少量石灰石，塞上橡皮塞，并倒入适量稀盐酸

4.将导管通入集气瓶中，使用向上排空气法收集二氧化碳

5. 一段时间后将点燃的木条放在集气瓶口木条熄灭，说明二氧化碳已经收集满

6.取出导管，用毛玻璃盖住瓶口，共收集两集气瓶及一矿泉水瓶二氧化碳;

实验原理：

二、验证二氧化碳的物理性质

实验器材：烧杯、阶梯蜡烛

实验药品：收集到的一集气瓶二氧化碳

实验步骤：1.用火柴引燃放在烧杯中的阶梯式蜡烛;

2.将集气瓶口的毛玻璃移开顺着烧杯口将集气瓶倾斜，使二氧化碳气体进入烧杯实验现象：第一次实验时，上面的蜡烛先熄灭，下面的蜡烛后熄灭;第二次实验时，下面的

蜡烛先熄灭，上面的蜡烛后熄灭。

现象分析：由于第一次从烧杯有蜡烛的一面倾倒二氧化碳气体，所以上面的蜡烛先熄灭，下

面的蜡烛后熄灭;第二次实验时从烧杯没有蜡烛的一面倾倒二氧化碳气体，由于

二氧化碳的密度比空气大，故二氧化碳沉入烧杯底部，下方的蜡烛先熄灭。

实验结论：1.二氧化碳一般不支持燃烧;2.二氧化碳的密度比空气大。

三、验证二氧化碳的化学性质

实验器材：水槽、酒精灯

实验药品：收集到的一矿泉水瓶二氧化碳、足量水、收集到的一集气瓶二氧化碳、用石蕊试

液染成紫色的干燥纸片

实验步骤：1.将矿泉水瓶瓶口打开，迅速倒入适量的水，然后迅速盖上瓶盖;

2.拿住瓶盖进行震荡并观察。

3.移开集气瓶口的毛玻璃，用镊子夹持纸片放入集气瓶中，

4.将纸片放在点燃的酒精灯上烘烤，

5.将纸片蘸水之后重新伸入装有足量二氧化碳的集气瓶中，

实验现象：矿泉水瓶变瘪，二氧化碳气体和水反应，生成一种极不稳定的液体，此液体很快

又重新分解成气体和无色的液体。第三步纸片微微变红;第四步中纸片重新变回紫色;第五步纸片明显变红。

实验猜想：生成的液体可能是碳酸，而碳酸由于不稳定又会分解成水和二氧化碳。石蕊试液

和二氧化碳反应不明显，而蘸水之后反应明显，可能是石蕊试液可以和碳酸反应。实验结论：二氧化碳能和水反应生成碳酸，反应的化学方程式为：

碳酸又会重新分解成水和二氧化碳，反应的化学方程式为：

四、实验小结：

收集矿泉水瓶中的二氧化碳的时候出现了失误而这次实验也充分说明了平时的动手能力还有待加强，今后学习化学不仅要注重理论的学习，更要注重实践操作。下次实验之前应该吸取本次实验的经验教训，好好预习并准备实验，不要在实际实验的时候浪费时间。

第四篇：《二氧化碳的制取》教学反思

颜秉升

《二氧化碳的制取》是九年级化学教材中的重点内容。本节重点是实验室制取二氧化碳的原理和装置，难点是实验室制取二氧化碳的原理。这次教学本着以“发展学生的能力”为根本原则，采用引导---探究教学法，以培养学生创新能力为宗旨来组织教学，设计了“复习回顾，引导探索,开拓应用”的以学生为主体的教学程序。利用多媒体、实验和实物展示等手段，创设问题情境，引导探究，使学习过程更加形象生动，最大限度地激发学生潜在的主动性和积极性，让学生成为积极的参与者。

在导入新课时，教师利用多媒体的动画制作展示馒头由小变大的过程，并组织学生小组讨论馒头由小变大的原因是：馒头在受热情况下发生反应生成二氧化碳气体，气体排出的时候会在馒头中形成一个一个的小洞。有些同学就可能产生疑问：“二氧化碳是如何产生的呢?”带着这一问题再展示馒头的制作过程为：和面、发酵、加碱(碳酸钠)、气蒸。学生根据已有的生活经验不难得出二氧化碳的产生是与发酵、加碱(碳酸钠)有关。这样就顺其自然地引出如何制取二氧化碳的研究课题。那么二氧化碳是如何制取的呢?它究竟需要什么原料来制取呢?针对这些问题，教师组织学生继续探究，要寻找制取二氧化碳的原料应考虑哪些因素?同学们讨论归纳出：实验室制取气体的原料应从反应条件的难易、反应速度的快慢、反应原料是否易得、是否便于收集等因素考虑。之后同学们列举了所学过的能生成二氧化碳的反应，如：木炭燃烧、碳还原氧化铜、蜡烛燃烧、酒精燃烧、人的呼吸等。然后从反应条件的难易、反应速度的快慢、是否便于收集等因素进行小组讨论，同学们在讨论中慢慢感悟出它们都不是实验室制取二氧化碳的最理想原料。通过在“问”中“学”、“学”中“问”，就会把学生引入问题情境中去，触发学生产生弄清未知事物的迫切愿望，诱发出自主探求的思维活动，让学生对新知识产生浓厚兴趣，启动学生思维闸门，从而至始至终保持认真、主动的态度，激发学生的学习乐趣。

在探究实验室制取二氧化碳所用的原料时，教师根据学生已学的知识，组织小组讨论下列问题：根据质量守恒定律判断下列固体与液体相互可能发生反应生成二氧化碳气体是哪几组物质。固体：二氧化锰(MnO2)、四氧化三铁(Fe3O4)、氯化钠(NaCl)碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钙粉末(CaCO3)、大理石(CaCO3)、，液体：稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)。学生们对这个问题会展开激烈的争论,根据质量守恒定律在化学反应前后元素种类不变的原理，同学们很快就能得出结论是：稀盐酸分别与碳酸钠、碳酸钙粉末、大理石反应或稀硫酸分别与碳酸钠、碳酸钙粉末、大理石反应都可能生成二氧化碳气体。然后再以小组为单位对六组药品进行实验，要求认真观察实验、记录现象、讨论分析找出实验室制取二氧化碳气体的理想原料。学生们通过实验观察、对比分析、讨论交流从反应速度的快慢、是否便于收集等因素展开讨论得出：稀盐酸与碳酸钠粉末反应太快、难以控制、无法收集;稀硫酸与大理石反应刚开始有气泡产生一会儿反应停止，不能收集到气体;稀盐酸与大理石混合反应速度较快、易于控制，所以它们是制取二氧化碳气体的理想原料。有的同学甚至还会提出能否用浓盐酸代替稀盐酸呢?对此教师可出示一瓶浓盐酸打开瓶盖让同学们观察、讨论找出答案。接着教师再提出问题：“通过上面学习要求大家以小组为单位，讨论怎样才能制取并收集一瓶二氧化碳气体?并联系实验室制取氧气的内容进行观察对比，思考讨论选择气体发生装置与收集装置应考虑哪些因素?”根据前面已学知识进行对比发现制取这两种气体所用原料的状态和反应条件都不相同，这两种气体的密度与溶解性也不一样，所以它们所采用的发生装置与收集方法也是不同的。讨论得出：选择装置应考虑反应物的状态、反应条件、生成物的物理性质(密度、溶解性)等因素。在对比观察中认识到实验室制取二氧化碳的理想原料，了解了气体制取装置的选择依据。

在探究实验室制取二氧化碳装置活动中，每个实验桌上都提供了注射器、底部有洞的破试管、锥形瓶、平底烧瓶、广口瓶、烧杯、试管、集气瓶、长颈漏斗、U型管、橡皮管、单孔橡皮塞、带支管的烧瓶、玻璃导管、漏斗、铜丝、水槽、酒精灯、分液漏斗、双孔橡皮塞、铁架台等仪器。要求学生动手操作，选取上述某些仪器或生活代用品或其它仪器，设计出几组装置来制取二氧化碳?在选择仪器时应注意哪几方面的问题?相互间讨论交流认为哪组装置是最理想的装置?为什么?哪一组装置与众不同?”此问题一出，同学们个个跃跃欲试，大胆思维、讨论比划、尝试，力图设计多组装置，力求自己设计的装置有所创新。同学们根据已有经验和所学知识设计了各种各样装置，有的装置简单方便、易于操作;有的装置构思巧妙、富有创意;有的装置充分利用废弃仪器化废为宝;有的装置却是错误百出等等。然后组织学生们展示作品、相互讨论、相互交流，共同推选出几组比较有创意的实验装置供同学们学习参考。所以在学生的自主学习中，要留给学生广泛的思维空间，要积极鼓励学生大胆的超越创新，不要把学生看成被动接受知识的对象，要尊重每一个学生的个性和人格，不要损害学生的自尊心和创造力。

通过对制取二氧化碳气体的原料、装置、步骤的研究，最后请同学们用自己设计的实验装置制取、收集、验证二氧化碳气体。等到实验结束后，每一小组派一个代表上来展示实验成果，分析实验成败以及原因，小结、汇报自主学习的收获。结果发现有的同学很快就收集到一瓶二氧化碳气体，而有的同学则没能获得成功，主要原因有:所加的药品不能反应(用硫酸做原料)、能反应却收集不到气体(装置气密性没有检查或装置气密性不够好)、药品量不足、实验步骤不准确、长颈漏斗末端没有伸入液面下等等。通过实验以及对实验成败的分析，同学从中认识到自己设计实验装置优缺点,同时也掌握了实验步骤和有关的注意事项，然后通过反思交流、取长补短重新调整与改进实验装置，最终取得实验成功。这样既锻炼了学生动手操作的实验能力、又不断增强学生的自主学习意识，还培养学生归纳、概括的能力。

当然，在教学中也暴露了不足。由于平时学生动手机会较少，学生在探究实验中比较混乱，个别组无法准确得出探究的结论，一节课内完成这么多的探究实验有点仓促，不利于学生实验能力的进一步提高，同时学生的语言表达能力还要不断培养。但不论怎样在本节课学习中学生还是大有收获的。