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《二氧化碳制取的研究》教学案例


《二氧化碳制取的研究》教学案例
一、教学目标 1.知识与技能 (1)了解实验室制取二氧化碳的反应原理和方法,知道二氧化 碳的检验和验满方法; (2)能设计出实验室制取二氧化碳的简易装置,了解实验室制取 气体的一般思路。 2.过程与方法 (1)通过二氧化碳和氧气有关性质的比较,了解制备二氧化碳和 氧气时,其发生装置与收集装置的异同,初步确立实验室制取气体的 一般思路和方法

; (2)让学生在组装并使用自己设计的装置制取气体的过程中, 体验、反思和完善实验设计,初步掌握基本实验技能,树立多角度、 多层次观察和分析问题的能力。 3.情感、态度与价值观 (1)增强学生对化学实验的好奇和探究欲,激发学习化学的兴 趣; (2)培养学生善于合作、勤于思考、严谨、勇于创新、大胆实 践的科学精神。 二、教学重点难点 1.教学重点:采用活动与探究的方式研究实验室中制取二氧化碳 的反应原理、仪器装置,并利用设计的装置制取二氧化碳

2.教学难点:从实验室制取气体的一般思路出发,学习二氧化碳 的实验室制法 三、教具、学具准备 1.教具准备: ⑴ 多媒体教学系统及课件(Flash 制作); ⑵ “空瓶变瘪”趣味实验用品:空塑料瓶和盛满二氧化碳的塑料 瓶各一只、热水瓶、水槽; ⑶ 制取二氧化碳的装置两套(展示所用):锥形瓶、双孔塞、 长颈漏斗、导管、集气瓶、玻璃片;大试管、单孔塞、导管、集 气瓶、玻璃片、铁架台; ⑷ 实物投影仪 2.学具准备: ⑴ “空瓶变瘪”趣味实验用品:空塑料瓶一只、盛有水的大烧 杯一只; ⑵ 探究实验室制取二氧化碳原理的相关仪器: 点滴板、 胶头滴管、 镊子、药匙; ⑶ 设计方案所用:教材中备选仪器的复印图片(每张小纸片一 种仪器,每种仪器图 3~4 张以备在不同组合中使用)、双面胶、小 剪刀;

⑷ 实验室制取(简易装置)及收集、检验、验满二氧化碳的 相关仪器:大试管、单孔塞、导管、集气瓶、玻璃片、铁架台、 试管、火柴等; ⑸ 药品:石灰石、碳酸钠、稀盐酸、稀硫酸、澄清石灰水 四、教学过程

教学 教师活动 环节 在引入新课时,采用空瓶变 瘪的实验,既是为了激发兴 趣,也是创设情景,提出问 题。 观察、思考 具体实施过程:课前,教师 引入 新课 学生活动

设计 意图 既是为 了引课, 也是为 了让学 生对亲 自制取

准备了一只空饮料瓶,向其 学生们感到惊奇, 但是大 一 瓶 二 中倒入半瓶热水后倒掉,然 家很快明白了其中的道 氧 化 碳 后迅速拧紧瓶盖,将其浸入 理, 这是因为封闭的塑料 产 生 迫 冷水中,瓶子马上变瘪了。 瓶内盛有热空气, 当它遇 切需要, 冷后体积缩小, 瓶内气压 在 任 务 然后教师又拿出一只事先 减小, 在外界大气压的作 驱动下, 收集满二氧化碳的饮料瓶, 用下, 软塑料瓶自然就变 为 探 究 对同学们说:“刚才我用热 瘪了。 二氧化

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!” 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 。

碳的制 法作好 铺垫。

这时,教师说:“其实老师 的瓶子和大家的不一样,我 由于大部分学生已经预 的瓶子里面装有一种‘神 习过,很快大家就回答 秘’的气体,而大家的瓶子 说: “二氧化碳”。也有 里面只是空气。我瓶子里的 同学回答是氧气或氮气 气体,一遇见水呀,就哧溜 的, 但马上被其他同学否 溜钻进去很多――能溶于 定了, 在前面学过这两种 水,所以密封的瓶子里面气 气体都是难溶于水的。 压也会减小,当然就会变瘪

了。”教师接着发问:“大 家能猜一下这是什么气体 此时,学生们跃跃欲试, 吗?” 急切地想知道怎样才能 让自己的瓶子里装满二 氧化碳。

“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?”

提问:如何才能得到一瓶纯 小组活动, 组内讨论、 交 在已有 净的二氧化碳呢? 流, 一小组代表回答, 其 知识经 他小组补充或抢答。 课件投影如下内容: 列举 提出 你所知道的能生成二氧化 问题 碳的反应,能写出化学方程 式的写出化学方程式。鼓励 学生利用“头脑风暴”法, 搜索尽可能多的反应。 步学会 综合分 析问题、 理论联 学生初 验的基 础上, 使

系实际, 在备课时考虑到学生的可 能答案有:碳在氧气或空气 中燃烧;一氧化碳在空气或 氧气中燃烧;木炭还原氧化 铜;蜡烛燃烧;碳酸钠与稀 盐酸的反应(《质量守恒定 律》中有该实验)、石灰石 或大理石与稀盐酸反应(某 些学生已预习,下同);一 氧化碳还原氧化铜;?? 小组讨论在实验室条件 在课件中事先将这些隐藏 下是否可行,从反应条 在表格中,根据学生的回答 件、 药品来源、 操作是否 一一点出,投放在大屏幕 简便、 气体是否便于收集 上。 等方面综合考虑。 有些反 应制得的二氧化碳不纯, 提问:哪些反应能方便快捷 有些反应条件要求过高, 地得到较纯净的二氧化碳 有些操作不简便, 有些难 呢? 于收集等, 被同学们一 一否决。 寻找出 可能适 合的反 应药品。

师生讨论结果:碳酸钠与稀 盐酸的反应、碳酸钙与稀盐 酸的反应能制得较纯净的 二氧化碳。但它们的反应速 度如何、气体是否易于收集 呢?让我们通过实验进行 探究。

石灰石与稀盐酸、石灰石与 分组在点滴板上完成上 对 于 含 稀硫酸、碳酸钠与稀盐酸、 述实验, 并得出结论: 碳 碳酸根 碳酸钠与稀硫酸的反应,哪 酸钠无论与哪种酸反应, 的 化 合 个更适合在实验室里制取 速度很快, 不易收集; 石 物与酸 二氧化碳。 探究 之气泡越来越少, 慢慢停 的反应, 实验 止了反应; 只有石灰石与 引 导 学 稀盐酸的反应速度适中, 生 关 注 反应在持续进行, 收集起 其 反 应 师生讨论后,得出结论:在 来也很方便。 实验室里制取二氧化碳的 最佳药品是石灰石和稀盐 酸 物状态、 反应条 件、 反应 速度等, 灰石与稀硫酸的反应开 产 生 二 始时有气泡产生 ,但随 氧 化 碳

从而通 师(播放课件):实验室制 取二氧化碳的反应原理及 相应的化学方程式 过实验 确定实 验室制 取二氧 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O+CO2↑ 化碳的 反应原 理和最 适合药 品。 组织讨论选用什么样的制 推导出二氧化碳的实验 取和收集装置,播放课件 室制法与实验室中用双 “氧气的实验室制法”中列 氧水与二氧化锰制氧气 表:反应原理、所需药品、 有共同点, 都是 “固+液 ⑴ 设 温 计 故 方 知 案 新 元《氧气的制取》 钾或氯酸钾加热分解制 取氧气的装置。 同时还需 要讨论收集方法, 通过与 氧气对比, 再联系二氧化 引导学生复习回顾第二单 的装置, 而不能用高锰酸 可以用与之相同或相似 知新。 方法、检验方法等。 热” 。 因此制取二氧化碳 比, 温故 仪器装置、收集方法、验满 →气,且反应不需要加 联系对

碳的物理性质, 学生们很 快就得出结论: 二氧化碳 只能用向上排空气法收 集。 从教材第 111 页备选仪器图 中选取合适的仪器,设计并 组装制取二氧化碳的装置。 之所以 提供纸 片让学 生粘贴 师:让我们玩一个“拼图游 戏”――用印有仪器图的小 纸片尽可能多地拼接、粘贴 ⑵ 成几套制取并收集二氧化 设 碳的装置,也可以另选仪器 将组装起的成套装置用 组装, 主 计 或代用品手绘设计图,比比 双面胶粘贴在白纸上, 在 要是考 方 看哪个小组设计得最快、最 实物投影上展示, 不同组 虑 这 本 案 多、最好。 之间互相交流、补充完 身 属 于 善。 播放课件,拖曳仪器图,演 示组装过程,评价、鼓励各 小组成功之处并纠正学生 装置图中的错误,特别是向 上排空气法收集气体时导 设计实 验, 类似 于建筑 中的图 纸, 再者 如果将 让学生 模拟, 而 未用实 物仪器

管应伸入集气瓶底部,这一 点在装置图中就不被很多 学生所注意。

所有备 选仪器 都提供

一 师生讨论之后,共同评选出了最优化装置(锥形瓶、 出来, 双孔塞配长颈漏斗)和最简单装置(大试管、单孔塞) 则 受 实 各一套。 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, 故而采 用纸片 模拟法。

最优化装置

最简单装置(铁架台未画出)

相关问 题与 “温 故知新” 中氧气 制法一 致, 使学 讨论二氧化碳制取中的 生 在 这 如下问题: 反应原理、 所 种形式 播放课件,组织讨论列表 交流 “二氧化碳的实验室制法” 法等, 以提升对二氧化碳 的 表 格 提升 实验室制法的认识, 使之 中 进 行 更加全面、系统。 联系对 比、 梳理 整合, 更 易于建 构自己 的知识 体系, 做 到交流 提升。 动手 前期讨 需药品、 仪器装置、 收集 对称、 问 方法、 验满方法、 检验方 题 相 似

实践

论的诸 如反应 原理、 药 指导学生完成实验室制取 二氧化碳的操作 品选用、 仪器装 学生小组合作: 用最简 置 及 收 单的装置制取并收集一 集 方 法 瓶二氧化碳, 练习验满和 等 都 像 检验方法, 然后用软空塑 “ 纸 上 料瓶收集一瓶二氧化碳 谈兵”, 并倒入约 1/3 体积水, 重 是为动 复课前 “空瓶变瘪” 实验。 手实验, 真正在 实验室 里制取 并收集 二氧化 碳打下 基础。 另 外, 让学 生重做 “空瓶

变瘪” 实 验, 也算 是做到 了首尾 呼应。 完成实验后,课件中投影展示如下题目: 完成有 关知识 ⑴ 实验室常用固体亚硫酸钠和稀硫酸反应来制取 与 方 法 SO2 气体,已知 SO2 是无色有毒的气体,密度比空气 的训练, 大,能溶于水。则实验室制取 SO2 气体的发生装置应 对 实 验 选用_____,收集装置应选用_____。 室制取 气体的 ⑵ 实验室用无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物加热 一 般 方 迁移 制取甲烷。甲烷的密度比空气小,难溶于水。则实验 法 和 思 应用 室制取甲烷气体的发生装置应选用_____, 收集装置应 路 进 行 选用_____。 合理演 绎, 提高 (已知空气的平均相对分子质量为 29,各元素的相对 学 生 的 原子质量为 H: 1 C:12 O :16 S: 32 ) 迁移应 用能力, 并对学 生进行

达标测 试。


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