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《二氧化碳制取的探究》教学设计


《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; 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。

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

1.通过分析和探究实验室制取和收集二氧化碳的方法,对学生进行具体问题具 体分析的辨正唯物主义教。 2.培养理科学习中严密的逻辑思维能力。

价值 观 3.通过相关实验的探究分析,激发学生探究的兴趣。

【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培养。 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。 观察、思考 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 学生们感到惊奇,但是大家 中注入约 1/3 体积的水后,立即拧紧 很快明白了其中的道理,这是因 瓶盖,用力振荡,发现瓶子也慢慢变 为封闭的塑料瓶内盛有热空气, 瘪了。 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, 这时学生们有点迷惑了,教师趁 软塑料瓶自然就变瘪了。 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, 学生们模仿教师的实验后, 大家试验一下吧!” 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 小组活动, 组内讨论、 交 道的能生成二氧化碳的反应, 流。学生提出的方法有: 能写出化学方程式的写出化 学方程式。 (1)碳在氧气或空气中 燃烧; 教师鼓励学生利用 “头脑 风暴” 法,搜索尽可能多的 (2)一氧化碳在空气或 反应。 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

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

培养学生运用已有知识 解决实际问题的能力。

体?说明你的理由。

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。

【提出问题】 请同学们利 小组同学利用点滴板完 用所提供的仪器和药品,探 成上述实验,并得出结论: 究: 石灰石与稀盐酸、 石灰石 与稀硫酸、碳酸钠与稀盐酸、 (1)碳酸钠无论与哪种 碳酸钠与稀硫酸的反应, 哪个 酸反应, 速度很快, 不易收集; 培养学生实验探究的意 更适合在实验室里制取二氧 识和能力。 化 碳? (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; 概括学生讨论,得出结 论: 在实验室里制取二氧化碳 (3)只有石灰石与稀盐 的最佳药品是石灰石和稀盐 酸的反应速度适中, 反应在持 酸;其反应原理是: CaCO3 续进行,收集起来也很方便。 + 2HCl = CaCl2 + H2O + [来源:学科 CO2↑。

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。

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

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

存在的问题:

(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)

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。

并得出如下图所示的几种可 行性装置:

【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 培养学生的动手 化碳气体, 并在教师引导下进行交 能力。 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。

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

整体认识气体的实 验室制法。

满。

【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


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