二氧化碳的实验室制法教学设计

1、二氧化碳的实验室制法教学设计 兴化市文正实验学校 冯长东一、教材地位和作用     本节课在沪教版初中化学课本第二章第三节，在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。本节知识的学习较容易，重点是能力训练。学生在前面已学习过氧气实验室制法，具备一些气体制备的实践经验，各项实验技能也已具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引

2、发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结等环节完成整个探究。二、教学目标 1、知识目标：(1)了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。 (2)了解实验室制取气体的方法和设计思路。 2、能力目标：通过实验室里制取氧气的方法和设计思路，探索实验室制取二氧化碳的药品和实验装置，让学生初步学习科学探究的基本过程（提出假设，实验探究，获得结论）和方法，体验化学实验方法的科学性；能进行初步的科学探究活动。 3、情感目标： 通过实验、问题讨论，培养学生求实、创新、合作的科学品质。通过师生间、学生间合作学习，研究性学习，体验探究成功的乐

3、趣，激发学生探究欲。三、教学重难点及突破     教学重点：探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置的选择，并利用设计装置制取二氧化碳。重点突破：通过提问让学生思考教材中已知能产生二氧化碳的反应，师生共同确定实验室制取二氧化碳的药品；演示碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石与稀盐酸及稀硫酸的反应确定反应原理，并提醒学生注意不能用浓盐酸和硫酸；课前布置学生设计实验装置到课堂展示，让部分学生到台上演示实验，教师针对学生演示指出实验注意事项。       教学难点：探究实验室制取二氧化碳的实验装置。难点

4、突破：通过引导学生回忆实验室制取氧气的实验装置图，让学生分析对比两套装置，从而确定实验室制取二氧化碳的实验装置。四、学情分析新课程中涉入了大量的实验探究，在前面知识的学习学生也感受了实验探究、讨论、归纳等方法，这为本课的实验探究打下了基础。学生已经学习过氧气的实验室制法，对于气体的制法与收集较为熟悉，懂得气体的收集方法与物理性质有关，并且学生懂得要制取某种物质，必须通过含有该物质元素的其它物质通过化学变化或物理变化来实现，如何制取二氧化碳学生很快想到的是木炭的燃烧，碳酸、碳酸氢铵等物质加热分解，除了看书之外不会想到用大理石与盐酸反应来制取，所以要在课前安排学生查览资料，收集能产生二氧化碳的物质

5、。 学生通过实验探究和教师的演示实验，加上教师的引导，调动好学生的积极性，不断提供动脑的问题情景，提供动手的练习机会，让每个学生参与到学习中来是上好本节课的关键。五、教学设计思路  教材中直接给出了实验室制取二氧化碳的药品，这样学生虽能一下子记住所用药品，但是过后接触到其它能够产生二氧化碳的药品时可能会混淆，故本人在开始设计了一组对比实验，探究实验室制取二氧化碳的反应原理，又初充介绍为什么不用浓盐酸或硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳。而有关发生装置、收集装置的选择则采用探究的方式进行。具体设计如下： 让学生列举所知道的能生成二氧化碳的反应，分析学生所举例子后直截了当介绍

6、实验室制取CO2的药品、通过演示实验探究反应原理，并投影出相关化学反应式的书写。通过比较演示的方式提醒学生不能用浓盐酸或硫酸来代替稀盐酸制取CO2 ，原因是浓盐酸具有挥发性使制得的气体不纯，硫酸与碳酸钙反应后产生的硫酸钙微溶于水，会阻止硫酸与碳酸钙进一步发生反应，反应无法彻底进行，也不好用碳酸钠代替石灰石或大理石。从而归纳出实验室在选择药品制取气体时应注意的事项。由此确立学生从多角度多层次观察和分析问题的意识。 引导学生回忆实验室制取氧气的两套装置，学生讨论并思考如下问题：A、实验室制取气体的装置由哪几部分组成？B、确定气体发生装置时应考虑哪些因素？C、收集气体一般有哪两种方法？D、确定气体收

7、集装置时应考虑哪些因素？通过氧气和二氧化碳相关性质的比较，了解制备氧气与二氧化碳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与方法。在教学中本人将相关比较以表格形式列出，用媒体展示，一边引导学生回忆氧气制取的装置，一边归纳出实验室制取气体的方法，用表格归纳出方法并投影出来。 投影教材有关实验仪器。让学生设计实验方案并选择相关仪器进行实验。本人在组织课堂的同时，依据投影上的注意事项适时提醒学生注意正确操作。如：A、长颈漏斗末端插在液面下。B、导管伸入锥形瓶不能过长。C、收集气体时应用向上排空气法，不能用排水法（CO2溶于水）。D、检验气体是否集满的方法。E、检验C02气体的方法

8、。整个过程让学生体验、反思和完善实验设计，掌握基本技能，体现师生互动。 随堂小结，让学生对该节内容进行小结，并指导学生完成随堂练习且当场讲评。最后布置分层作业（必做题，选做题），让不同层次的学生都得到提高。六、教学和学法指导教法指导：考虑到初中学生好奇、好动、好强的心理特点，并且这几年随着新课改的层层开展，学生有一定的探索、研究问题的能力。因此在解决反应原理和实验装置的选择这两个重点问题上，主要采用类比、实验探究的教学策略。通过设置问题，创设情景，鼓励学生积极动脑、动手、参与、合作，给每个学生提供广阔的空间，力求让学生在和谐、愉快的氛围中进行研究学习，体验到学科的乐趣。在整个教学过程中，以学生

9、的主动探索为主，教师的引导、点拨为辅，充分利用多媒体辅助教学，从而激发学生的求知欲望，提高课堂效率。总起来说就是“实验探究”为主，情境激学、启发讨论、多媒体动态展示为辅。学法指导：本节课主要采取学生自主探究，同时配上图片、视频和课件等电教手段进行教学。学生主要以动手实验，观察演示实验进行讨论、交流，再结合老师的指导、点评最终完成教学目标。注重指导学生实施“六字方针”：听、做、思、说、议、乐。听-听得明白；做-做得准确；思-敢思会思；说-表达完整；议-学会交流；乐-乐于探究。七、教学过程1.新课导入：一首生日快乐歌，祝愿我们大家永远快乐，一个小小心愿，但愿都能实现，一块甜甜的蛋糕，祝福大家生活永

10、远甜蜜。（幻灯片切到蛋糕图片）这些蛋糕的细孔是怎样形成的呢？原来，面包、馒头发酵时产生了二氧化碳，二氧化碳使面包、馒头生成了许多小孔，这样我们吃的时候感觉很松软很可口。面包发酵会产生二氧化碳，那么我们实验室里如何制取二氧化碳呢？今天我就和大家一起研究二氧化碳的实验室制法。（设计意图：通过图片、生日歌，创设问题情境，调动学生的积极性，活跃课堂气氛）【板书：二氧化碳的实验室制法】2.知识回顾过渡：在第二单元，我们曾研究过实验室制取氧气的方法，请同学们观看大屏幕，回忆相关知识。（1）学生回顾（媒体呈现表1、图1）表1：实验室制取氧气的知识回顾药 品KMnO4MnO2H2O2溶液和MnO2反应原理KM

11、nO4 K2MnO4+MnO2+O2H2O2 H2O+O2反应物状态固体固体、液体反应条件加热不需加热发生装置AB收集装置C或D验证方法用带火星的木条伸进瓶内，木条复燃，则该气体是氧气。验满方法用带火星的木条放在瓶口，木条复燃，则证明已满。图1：供选择的实验装置（2）教师总结：由刚才的知识回顾，我们可以得出，反应原理、制取装置、实验操作，是研究实验室制取气体的主要内容，具体的研究思路是，确定制备气体的反应原理，也就是确定反应物及反应的化学反应原理确定气体的制取装置，气体制取的装置包括发生装置和收集装置两部分，发生装置确定的依据是？收集装置确定的依据是？实验操作，在操作中，如何验满和检验？接下来

12、，我们就沿着这一思路来研究二氧化碳气体的实验室制取。（ 设计意图：前后知识产生联系，实现思维的迁移）3.探究活动1：探究实验室制取二氧化碳的反应原理（1）提问：在我们所学过的反应中，有哪些反应可以产生二氧化碳呢？实验室里能选用这些反应来制备二氧化碳吗？（2）师生活动（投影）议一议表2：能够产生二氧化碳气体的反应点燃生成二氧化碳的反应能否用于实验室制取二氧化碳及理由1点燃C+O2 CO2不能，制得的气体可能不纯2石蜡+氧气 二氧化碳+水不能，制得的气体可能不纯3H2CO3 H2O + CO2不能；反应比较难控制4NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2不能；制得气体可能不纯 （3

13、）教师讲述：很遗憾，我们所熟悉的这些能够产生二氧化碳的反应，因为生成的气体可能不纯、反应很难控制等原因，没能入选实验室制备二氧化碳的反应。下面，我们能不能根据馒头的发酵原理得到我们实验室制取二氧化碳的方法。介绍发酵原理，告诉同学们，原来一些酸性物质会和像碳酸氢钠、碳酸钙这类物质反应生成二氧化碳，让我们通过一组较为粗略的对比实验，看看哪些反应适用于实验室制取二氧化碳？（设计意图：通过对各种反应优越点的讨论交流，初步感知实验室制取二氧化碳应具备的基本要求，开阔了学生眼界和知识面，让学生学会比较和筛选。） （4）教师演示实验投影实验内容（投影）做一做图2：三个对比实验的示意图教师讲述：在进行实验时，

14、要注意：我事先已准备好碳酸钠和碳酸钙分别约5g放入试管中；现在我只要向三支试管中分别倒入约相同体积等浓度的稀盐酸或稀硫酸；我们在实验时要注意观察和对比三个反应中气泡产生的快慢。学生填写实验报告（投影）说一说表3：石灰石、碳酸钠与稀盐酸、稀硫酸反应的对比实验实验药品实验现象1.稀盐酸和碳酸钠粉末产生气泡，速率很快2.稀盐酸和块状石灰石产生气泡，速率适中3.稀硫酸和块状石灰石产生气泡，速率缓慢并渐止引导学生分析哪种反应适用于实验室制取二氧化碳气体想一想 讲述：针对上述实验现象，同学们想一想，实验室里制取二氧化碳的最佳反应是？整理实验原理的确定因素（投影）理一理讲述：由此可知，确定实验室制取气体的反

15、应原理时，我们要就以下因素加以综合考虑：制得的气体较纯；反应容易控制；反应速率适中等。由于石灰石和稀盐酸的反应符合上述几点要求，因此，我们将该反应确定为实验室制取二氧化碳气体的反应【板书：一、反应原理】 （5）投影反应原理CaCO3+ HCl CaCl2+H2CO3 ；H2CO3 H2O+CO2总反应的化学反应式：CaCO3+ HCl CaCl2+H2O+CO2（6）边投影边讲述：该反应的反应物是石灰石和稀盐酸，石灰石的主要成分是碳酸钙；稀盐酸的主要成分是氯化氢和水，大理石的主要成分也是碳酸钙，因此，也可以用大理石来替代石灰石【板书：石灰石（或大理石）和稀盐酸】该反应的原理是：石灰石或大理石中

16、的碳酸钙与稀盐酸中的氯化氢反应，生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，很容易分解成二氧化碳和水。将第一个反应式中的碳酸用水和二氧化碳加以替换，这样就得到了该反应总的化学反应式【板书：CaCO3+ HCl CaCl2+H2O +CO2】（设计意图：充分利用对比实验，突出几种方法的优越点，达成选取制取二氧化碳药品的共识，在学生讨论的基础上，教师对重要知识点加以梳理，使学生形成强化概念）4.探究活动2：探究实验室制取二氧化碳的装置。过渡：确定了实验室制取二氧化碳的原理，接下来，我们该研究什么呢？【板书：二、制取装置】（1）师生活动（投影）相信你会思考提问1：确定二氧化碳的发生装置时要考虑哪些因素？请一位同学

17、说一说这两个方面的情况。由此可推知，实验室制取二氧化碳的发生装置和哪一个反应的发生装置相似。【板书：发生固液、不加热】（设计意图：通过前面两种气体发生装置的对比，使学生能总结出气体制取的一般思路，同时也养成分析、比较、归纳的能力）提问2：确定二氧化碳的收集装置时要考虑的因素又有哪些？由此可推知，收集二氧化碳气体应该采用向上排空气法。【板书：收集向上排空气】（设计意图：从氧气的收集方法入手，引出确定收集方法应考虑气体的溶解性、密度等因素的一般思路）过渡：带着刚才的思考结果，我们来做一回选择。（2）师生活动（投影）相信你会选择现提供如下装置，你会选择怎样的发生和收集装置来制取二氧化碳呢？图3：供选

18、择的实验装置学生选择。提问2：C装置中用到了长颈漏斗，该仪器的作用是什么？值得提醒的是：用长颈漏斗时，要注意其下端要插入液面以下形成液封，否则气体要从长颈漏斗中逸出。过渡：如果实验室里没有长颈漏斗和锥形瓶，我们能找到其它仪器来替代吗？（3）师生活动（投影）相信你会变通在实验室制取二氧化碳时，下列仪器中：哪些可以代替长颈漏斗？_哪些可以代替锥形瓶？_图4：供选择的仪器学生选择（注意提醒学生：分液漏斗的下端不需要插入液面以下）。（设计意图：学生们相互合作，挖掘仪器本身的功能（如注射器、烧瓶等），设计实验方案，并培养其语言表达能力，能准确介绍方案，评价优缺点，形成科学思维、评价）6.探究活动4：制取

19、一瓶二氧化碳气体过渡：刚才的活动情况表明，同学们对实验室制取二氧化碳装置的认识已经到了能选择、会变通的地步，如果给出实验仪器，相信同学们也一定能够设计出实验装置来。愿意试一试吗？实验前，我们还必须明确两个问题，一是实验的步骤，二是操作的要点（1）学生回忆操作步骤（投影）相信你会操作按要求连接好仪器检查装置的气密性装入药品（先加固体，后加液体）收集并验满气体【板书：实验步骤连、查、装、收】（2）讲述：至于相关的操作要点，我们一起来回顾一下！链接：讨论所用发生装置气密性的检查方法（投影）相信你会反思学生讨论、回答、结论：先将导管一端浸入水中，然后双手捂住锥形瓶外壁，如果导管一端有均匀气泡冒出，则说

20、明装置的气密性良好（要点：一浸二捂三气）。（设计意图：鼓励学生积极动手参与、反思实验探究活动，使学习过程更加生动形象，最大限度地激发学生潜在的主动性和创造性，让学生成为探究活动的主体。）（3）讲述：我们用的是向上排空集气法收集二氧化碳，如何知道二氧化碳收集满了呢？链接：师生活动（投影）相信你会对比验满：用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明气体已经集满。验证：将气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，则证明气体是二氧化碳；（4）教师强调：通过对比，我们找到了两者的不同，验证二氧化碳用的是澄清的石灰水，验满二氧化碳用的是燃着的木条【板书：验证澄清的石灰水；验满燃着的木条】（设计意图：引导学生学会对比，实现知识的迁移，并为二氧化碳性质的简介做好铺垫）（5）学生实验，教师巡回指导。（6）请两位同学汇报实验成果。现在老师想请两位同学汇报一下实验成果。（一名学生）你准备用什么方法说明你收集到的气体是二氧化碳？好，给大家演示一下！（另一名学生）你收集到的二氧化碳气体充满集气瓶了吗？你怎么知道的？把你刚才的验满方法也给大家演示一遍。好，刚才两位同学的成果汇报都很精彩，让我们把掌声送给他们！（设计意图：倡导学生在