初中化学常见气体的制取和净化专题教案

初中化学常见气体的制取和净化专题教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能熟练掌握氧气、二氧化碳等常见气体的制取原理、实验装置、收集方法及验满方法。理解气体制取过程中仪器的选择依据，学会根据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置，根据气体的性质选择合适的收集装置。掌握气体净化和干燥的方法，了解常见气体净化和干燥装置的特点及使用方法。2.过程与方法目标通过对常见气体制取和净化实验的分析与操作，培养学生的实验设计能力、动手操作能力和观察分析能力。引导学生运用对比、归纳等方法，总结不同气体制取和净化的异同点，提高学生的归纳总结能力和知识迁移能力。3.情感态度与价值观目标通过实验探究活动，激发学生学习化学的兴趣，培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。让学生认识到化学实验在化学学习中的重要性，增强学生的创新意识和实践能力。

二、教学重难点1.教学重点氧气、二氧化碳的制取原理、实验装置、收集方法及验满方法。气体制取装置和收集装置的选择依据。常见气体的净化和干燥方法。2.教学难点根据不同的实验要求，灵活选择合适的气体制取和净化装置。对气体净化和干燥过程中试剂选择及先后顺序的理解。

三、教学方法讲授法、演示法、实验探究法、讨论法相结合

四、教学过程

（一）导入（5分钟）通过多媒体展示一些涉及气体制取和应用的图片或视频，如医院给病人输氧、火箭发射、温室气体的排放等，引导学生思考这些气体是如何制取的，从而引出本节课的主题初中化学常见气体的制取和净化。

（二）知识讲解常见气体的制取（20分钟）1.氧气的制取过氧化氢分解制氧气原理：过氧化氢（$H_2O_2$）在二氧化锰（$MnO_2$）的催化作用下分解生成水（$H_2O$）和氧气（$O_2$），化学方程式为$2H_2O_2\stackrel{MnO_2}{=\!=\!=}2H_2O+O_2↑$。实验装置：固液不加热型，仪器包括锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导管、集气瓶等。收集方法：排水法（因为氧气不易溶于水）或向上排空气法（因为氧气的密度比空气大）。验满方法：排水法收集时，当集气瓶口有气泡冒出时，说明氧气已收集满；向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气已收集满。氯酸钾分解制氧气原理：氯酸钾（$KClO_3$）在二氧化锰（$MnO_2$）的催化作用下，加热分解生成氯化钾（$KCl$）和氧气（$O_2$），化学方程式为$2KClO_3\stackrel{MnO_2}{\triangle}2KCl+3O_2↑$。实验装置：固固加热型，仪器包括试管、酒精灯、铁架台、导管、集气瓶等。收集方法和验满方法与过氧化氢分解制氧气相同。高锰酸钾分解制氧气原理：高锰酸钾（$KMnO_4$）受热分解生成锰酸钾（$K_2MnO_4$）、二氧化锰（$MnO_2$）和氧气（$O_2$），化学方程式为$2KMnO_4\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}K_2MnO_4+MnO_2+O_2↑$。实验装置：固固加热型，为防止高锰酸钾粉末进入导管，在试管口要放一团棉花。其他仪器与氯酸钾分解制氧气相同。收集方法和验满方法同前。2.二氧化碳的制取原理：大理石（或石灰石）与稀盐酸反应生成氯化钙（$CaCl_2$）、水（$H_2O$）和二氧化碳（$CO_2$），化学方程式为$CaCO_3+2HCl=\!=\!=CaCl_2+H_2O+CO_2↑$。实验装置：固液不加热型，仪器包括锥形瓶、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞、导管、集气瓶等。收集方法：向上排空气法（因为二氧化碳的密度比空气大，且能溶于水）。验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满。

通过对比氧气和二氧化碳的制取，引导学生总结出根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据气体的性质选择收集装置的方法。

（三）实验探究气体制取的操作（20分钟）1.分组实验将学生分成若干小组，每组完成氧气或二氧化碳制取的实验操作。教师巡视指导，确保学生正确操作，注意安全。2.实验步骤及注意事项以过氧化氢分解制氧气为例：检查装置的气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶外壁，若导管口有气泡冒出，则装置气密性良好。装药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰，再通过长颈漏斗加入过氧化氢溶液。收集气体：根据选择的收集方法进行收集。实验结束：先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂。二氧化碳制取实验的步骤及注意事项：检查装置气密性：用弹簧夹夹紧胶皮管，向长颈漏斗中加水，形成一段水柱，一段时间后水柱不下降，则装置气密性良好。装药品：先在锥形瓶中加入大理石（或石灰石），再从长颈漏斗加入稀盐酸。收集气体：用向上排空气法收集。验满：将燃着的木条放在集气瓶口验满。3.实验总结实验结束后，各小组派代表汇报实验结果及遇到的问题，教师进行总结和点评，强调实验操作中的关键步骤和注意事项。

（四）知识讲解气体的净化和干燥（15分钟）1.气体净化的原理和方法原理：根据气体中杂质的性质，选择合适的试剂将杂质除去。方法：吸收法：利用某些物质能与杂质发生化学反应而将其除去。例如，用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳中混有的氯化氢气体，化学方程式为$HCl+NaOH=\!=\!=NaCl+H_2O$。转化法：将杂质转化为所需的气体。例如，将一氧化碳中混有的二氧化碳通过灼热的碳层，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，化学方程式为$CO_2+C\stackrel{高温}{=\!=\!=}2CO$。2.气体干燥的原理和方法原理：利用干燥剂吸收气体中的水分。方法：酸性干燥剂：如浓硫酸，可干燥酸性气体（如$CO_2$、$SO_2$、$HCl$等）和中性气体（如$O_2$、$H_2$、$N_2$等），不能干燥碱性气体（如$NH_3$）。碱性干燥剂：如生石灰、碱石灰等，可干燥碱性气体（如$NH_3$）和中性气体，不能干燥酸性气体。中性干燥剂：如无水氯化钙，可干燥大多数气体，但不能干燥氨气（因为会与氨气反应生成$CaCl_2·8NH_3$）。3.气体净化和干燥装置洗气瓶：用于盛放液体试剂，气体从长导管进入，短导管导出。例如，用氢氧化钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢气体时，洗气瓶中盛放氢氧化钠溶液。干燥管：用于盛放固体干燥剂，气体从大口端进入，小口端导出。例如，用碱石灰干燥氨气时，干燥管中盛放碱石灰。

通过实例分析，让学生理解气体净化和干燥试剂的选择及装置的使用方法。

（五）课堂练习（15分钟）1.实验室用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制取氨气（$NH_3$），氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。则制取氨气应选择的发生装置是（），收集装置是（）。2.某气体中可能含有$H_2$、$CO$、$CO_2$、$HCl$中的一种或几种。将该气体依次通过硝酸银溶液、澄清石灰水、浓硫酸、灼热的氧化铜、无水硫酸铜、澄清石灰水。观察到硝酸银溶液变浑浊，澄清石灰水第一次不变浑浊，第二次变浑浊，无水硫酸铜变蓝。则该气体中一定含有（），一定不含有（），可能含有（）。3.请设计一套实验装置，用于制取并净化干燥的氧气。学生独立完成练习，教师巡视指导，然后请学生回答，教师进行点评和讲解，巩固所学知识。

（六）课堂小结（5分钟）引导学生回顾本节课所学内容，包括常见气体的制取原理、实验装置、收集方法、验满方法以及气体的净化和干燥方法。请学生谈谈自己在本节课中的收获和体会，教师进行总结和补充。

（七）布置作业（课后完成）1.完成课本上相关的练习题。2.设计一个实验方案，制取并收集一瓶纯净干燥的二氧化碳气体。3.思考：如果要制取一种密度比空气小且难溶于水的气体，应如何选择实验装置？

五、教学反思通过本节课的教学，学生对初中化学常见气体的制取和净化有了较为系统的认识和理解。在教学过程中，采用实验探究法让学生亲身体验气体制取的过程，培养