课题2 二氧化碳制取的研究公开课参赛课教案

《二氧化碳制取的研究》教学设计

江苏省锡山高级中学实验学校

付佳

【教材分析】

《二氧化碳制取的研究》是人教版九年级化学上册第六单元的《碳和碳的氧化物》课题 2 “二氧化碳制取的研究”的内容。本节课是初中生第一次系统学习和研究气体发生装置的选择、组装以及气体的制取方法、收集措施、验证步骤。通过之前第二单元《课题３：制取氧气》的学习，学生知道了O2实验室制法的两套装置，这些知识都为本节课的教学打下了知识基础。本节课着重体现化学知识的应用，让学生在旧知识的基础上，面对新问题时，能主动尝试着从化学角度运用所学的知识和方法，寻求解决问题的途径，从而培养学生对化学知识的应用能力。

本单元教学内容，属于课程标准中的一级主题“身边的化学物质”，二级主题“生活中常见的化合物”中的内容。充分结合学生已有经验、社会生活实际、人与自然的关系和学科的发展，选取了最基础、学生能力和知识建构最需要的相关知识，兼顾了涉猎物质的广度和核心物质的深度，为学生能力发展的情感、态度与价值观形成提供了重要载体。在教学实际中，要充分发挥该主题载体和素材的作用，将探究能力培养和化学观念形成有机地融合其中，注重渗透学科的社会价值，重视学习方法的逐步形成。本节课内容难度不大，许多知识学生都比较熟悉，也比较感兴趣。

【学情分析】

这个年龄的学生有较强的求知欲和求实的科学态度，并且掌握了一定的学科知识和学科学习思的方法，且多数学生有初步的学以致用的学习意识，对身边熟悉的事物，特别是那些熟悉而不了解，容易产生极大的兴趣。很多学生对知识的了解不仅仅局限在教材里面，可以鼓励他们多说说自己想法。

在本单元之前，学生学习了氧气，并对氢气有所认识，知道了碳、氢、氧是组成物质世界的三大主要元素。以前在学习制氧气的过程中已经了解了实验过程，化学实验是研究和认识物质及其变化规律的一种重要的科学方法。因此学会观察实验，并能根据实验现象得出结论是十分必要的。学会对实验方案进行正确的评价，主要从以下几个方面入手：方案是否科学、合理、严密；是否安全；操

作是否简便易行；所选用的药品、仪器、装置是否经济，实验现象是否明显；是否对环境造成污染等。

【指导思想和理论依据】

本单元所涉及的知识点有：金刚石、石墨、C60、二氧化碳制取的研究、二氧化碳和一氧化碳性质，本节课更加注重于对实验研究，研究气体发生装置的选择、组装以及气体的制取方法、收集措施、验证步骤。前面已经用了1个课时来了解碳的基础知识，本节课从实验角度让学生来研究制取二氧化碳的过程，也为学生走进实验室去制取二氧化碳打下了良好的基础。

本节课虽然涉及到的知识很多，但是都是在以前知识的基础上一点点的引导学生，学生以小组合作自主探究的方式来学习。初中学生的思维特点是以经验型的逻辑思维为主，理解抽象的概念和结论往往需要借助生动直观的形象和已有生活经验的支持。本课题教材的编排正是根据学生的这个认知特点，以活动与探究的方式来研究实验室制取二氧化碳的问题。根据学生和教材的特点，本设计运用新课程的基本理念，以建构主义理论为指导，因此我利用学生学过的实验室制取氧气的实验来创设情景，激发他们对实验室制取二氧化碳产生浓厚的兴趣和探究欲望，同时确定二氧化碳制取过程需探究的问题，并利用实验室提供的仪器药品进行探究。在探究过程中教师适时引导学生进行抽象和概括，最终让学生掌握二氧化碳的实验室制法，并了解实验室制取气体的思路和方法。整个过程突出自主、合作、探究的学习方式，让学生充分体验学习成功的乐趣。

【教学方式】

讲授法、启发式教学、小组合作讨论、实物演示、课件辅助，自制教具拼接。

【教学流程】

引入新课

生活中常见的碳酸饮料来引入二氧化碳知识

回顾实验室制氧气

通过讨论总结回顾实验室制氧气的过程。

实验室制二氧化碳原理

通过三组对比实验研究合适的制二氧化碳的方法。

实验室制取二氧化碳过程

知识迁移从制氧气到制二氧化碳

知识的拓展

生活小实验以及课堂练习。

课堂小结

【教学目标】

１．知识与技能

（1）熟练掌握根据化学式计算。

（2）熟练掌握根据化学方程式计算。

（3）能够对图像和图表问题进行计算。

（4）学会运用质量守恒定律以及元素守恒定律进行计算。

２．过程与方法

通过几组习题训练活动，培养学生知识运用能力、运算能力以及和同学们之间的交流合作能力。

３．情感态度和价值观

培养学生运用已掌握的知识进行简单化学计算能力，初步树立科学探究的意识，进一步激发学生学习化学的兴趣。

三、教学重点、难点

１．教学重点

（1）根据化学式计算

（2）根据化学方程式计算

（3）会利用质量守恒定律和元素守恒来进行计算。

（4）能对图标图标类型的问题计算。

２．教学难点

多种计算综合的综合计算。

【教学过程】

【引入】炎热的夏天，如果你喝了瓶可乐会觉得格外的凉爽，你知道这是谁的功劳么？

【学生】CO2的功劳。

【教师】碳酸饮料喝到身体里，CO2排出体外带走热量。今天我们一起来对二氧化碳的制取进行研究。

（设计意图：从实际生活出发来引入新课，可乐是学生很喜欢喝的一种饮料而且也是大家都非常熟悉的一种饮料，从而激发学生学习本节课的兴趣，引入本节课主人公“二氧化碳”，从而引入本节课二氧化碳制取问题。）

【教师】在目前的学习过程中，我们已经对某种气体的制取有了了解，是哪种气体呢？

【学生】氧气。

【讨论并完成表格】引导学生回顾氧气制取的研究，一起来完成表格。

药品

高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰）

过氧化氢溶液和二氧化锰

反应原理

发生装置

收集装置

向下排空气法

实验步骤

查 装 定 点 收 离 熄

检验方法

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

用带火星的木条伸到瓶口，木条复燃，则收集满。

分析过程：制取气体的发生装置由反应物状态和反应条件决定。

比如反应物固固需要加热的话选择下图装置

比如反应物固液不需要加热选择下图装置

制取气体的收集装置由气体的溶解性和密度决定

不溶于、不易溶于水、难溶于水、且不和水反应选择图1 排水法

密度比空气大选择图2 向下排空气法

密度比空气小选择图3 向上排空气法

而氧气密度比空气大且不溶于水所以选择图1和图2装置都可以。

检验方法和验满方法，利用了氧气的助燃性也是化学性质。

(设计意图：引导学生回顾已有的知识，已有的知识能够给新知识的学习做了良好的铺垫。) 【教师】如何制取二氧化碳呢？第一步做什么？接下来呢？ 【学生】回答实验室制取氧气的过程。 【教师】一边评价，一边整理。

1.

药品及反应原理

2.

选择装置

发生装置

收集装置

3.

制取气体

CO2的检验

CO2的验满

【教师】首先我们要选择药品，目前学习过生成CO2的化学反应，大家来整理下。

【学生】整理生成CO2的化学反应。

【教师】实验室制取二氧化碳药品选取的原则：①反应条件是否容易达到；②收集的气体是否纯净；

③装置、操作是否简单；④原料是否易得、价廉。

⑤反应速度适中,便于控制

……

请学生根据情况分析用哪种方法来制CO2。

【学生】

已学过的能生成二氧化碳的化学反应

能否用于实验室制取CO2及 1

理由

不能，制得的气体不纯

不能，呼出的气体不纯

不能，反应条件较难满足

?

2

人的呼吸作用

3

4

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

…

【教师】展示资料：含碳酸根离子的化合物能与稀盐酸（HCl)或稀硫酸（H2SO4) 常温下反应生成CO2气体。这种化合物例如碳酸钠Na2CO3，以及大理石或石灰石主要成分CaCO3。

下面请大家用三组实验来探究究竟哪种方法更好呢？邀请三名同学同时进行实验，然后进行分析。

编号

1 Na2CO3粉末

和稀盐酸

快速产生大量气泡，

反应剧烈。

不适合

实验内容

实验现象

实验分析

2 块状石灰石

和稀盐酸

产生大量气泡，

速率比较适中。 反应一会儿就停止

适合实验室制取二氧化碳气体。

不适合

3 块状石灰石

和稀硫酸

【教师】

我们用哪种方法来制CO2呢？

【学生】那我们选用块状石灰石（大理石）和稀盐酸来制CO2。

反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3 碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。

H2CO3= H2O+CO2↑（以引入碳酸饮料为例。）

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（设计意图：通过比较来选择药品，比直接了解实验室制氧气更直观，学生从理论的设计到实际的实验观察，充分调动了学生的感官，加深理解，从而得出实验原理，印象更加深刻。）

【教师】接下来我们来分析下装置：比如发生装置我们应该选择哪种？

【学生】固固不加热装置。

【教师】收集装置，我们应该怎么样选择呢？大家打开教材P114小字，阅读下。

【学生】空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29，则这种气体的密度比空气大；如果小于29，则密度比空气的小。

二氧化碳密度比空气大，应该选择用向上排空气法。

【教师】探究2：实验室制取二氧化碳装置的选择。

小组合作：选择所需的仪器组织实验室制取二氧化碳的反应装置（包括发生装置和收集装置）尽可能多的设计不同的发生装置。

让学生去设计装置，在学案上选择出来，交流研讨。

展示教具，让学生在黑板上拼出来。

主要分为三种：

（设计意图：使用实物教具还是有很大的优点，比如单双孔橡皮塞的设置方面实物拼接图更加明显，讲解也更加方便，也增加了课堂的兴趣。）

【总结】（1）反应容器+单孔导管

（2）长颈漏斗+单孔橡胶塞

（3）针筒+单孔橡胶塞

【比较】优缺点：（1）装置简单，但不便于加液体药品。

（2）便于随时添加液体药品。

（3）可以控制反应速率。

【教师】装置已经选好了，现在我们来进行实验，第一步你想什么做呢？

【学生】检查装置气密性。（原理：形成密闭体系，改变压强看明显现象。）

【教师】如何来检查装置气密性呢？

【学生】总结一些办法。

【教师】先加水，没过漏斗下端口，形成了密闭体系，改变压强看明显现象，我们把导管夹好，液体倒入水中，液面不下降，检查好气密性加药品。加药品要注意什么呢？

【学生】从长颈漏斗加稀盐酸，稀盐酸下端口一定要没过长颈漏斗，防止生成的气体从长颈漏斗溢出。

【教师】如何验证我们制的是二氧化碳？

【学生】将生成的气体通入澄清石灰水。（导管要插入集气瓶底部。）

【教师】接下来我们应该做什么呢？

【学生】验满：用燃着的木条放到集气瓶口观察火焰熄灭，收集到二氧化碳气体，药品还在反应，你有什么想法？能不能设计一个实验，能够控制反应的开始和停止。

（设计意图：调动学生已有认知基础，建立新旧知识的桥梁，学生已经掌握实验室制取氧气的过程，因此能够让学生在已有知识的基础上来进行实验室制取二氧化碳的过程。）

小结：实验室制取二氧化碳

（1）

反应原理；

（2）

装置图（3）

收集方法：向上排空气法

（4）

检验方法：通入澄清石灰水变浑浊。

（5）

验满方法：燃着的木条伸直瓶口木条熄灭。整理实验室制取气体的一般思路和方法。

反应原理：原料及化学反应方程式。

制取装置： 1.发生装置---反应物的状态和反应发生的条件。

2.收集装置---气体的密度、溶解性以及气体是否与水反应。

验证、验满方法：利用气体的性质。

【教师】课后动手：利用家里的物品，设计并完成制取二氧化碳气体的实验。（提示：面碱主要是碳酸钠，食醋中含有醋酸，器具可以考虑用输液器的塑料软管等）

（设计意图：巩固本课时所学内容 ,并将课堂学习向课后延伸。将学习的知识应用的到实际生活中去，巧妙的融合了化学和生活的关系。）

【教师】练一练：1、下列制取二氧化碳的装置有哪些错误？

A.

长颈漏斗下端管口没有插到液面以下。B.导气管插到液面以下。C.用向下排气法收集。D.导管没有插到接近集气瓶底部。

【板书设计】

二氧化碳制取的研究

一、实验室制取二氧化碳的反应原理

二、实验室制取二氧化碳气体

1.

设计实验装置

2.

制取二氧化碳

3.

检验二氧化碳

4.

验满

三、实验室制取气体注意事项

【教后反思】 《二氧化碳制取的研究》教学设计

本节课知识的学习是以学生为主体，教师为主导，在实验的基础上，让学生获取新的知识。

一、提供实验材料，让学生多动手实验

化学课以实验为主，化学实验是研究和认识物质及其变化规律的一种重要的

科学方法。因此学会观察实验，并能根据实验现象得出结论是十分必要的。如何设计实验，准备实验材料，能够用实验材料满足学生的想法才是更加需要注意的。初中的学生对实验课是十分期待的，但是也许兴奋会让学生没有去注意实验的细节，所以教师应该引导学生在实验过程中要细心耐心。同时在实验过程中给予学生最大的帮助，让学生热爱科学实验，喜欢科学实验，在实验中习得新知。而学生在动手实验中，从学生的目光中看出了学生对科学的兴趣。正是利用这种学生的兴趣，让学生更加热爱科学。所以我利用公开课前去制作了等比例扩大的实物教具，在课前把它们贴在黑板上，以备课上使用。使用实物教具还是有很大的有点，比如单双孔橡皮塞的设置方面实物拼接图更加明显，讲解也更加方便。

二.引导学生小组合作学习，在交流讨论中提高学生能力。

这节课的实验采用小组协作，小组协作进行讨论，设计仪器组装，分工合作。在这个过程中，大家更了解团队合作的重要性。在小组合作中提升了学生的交流能力，同时也鼓励学生提出自己的意见，激励学生在自己的任务中任务完成，提高学生的责任心，激发了学生的小组荣誉感。小组合作往往对于学生有更好的帮助。可以引导学生在小组探讨交流中总结并比较实验室制取氧气、二氧化碳气体的异同点，使学生能逐渐把握住实验室制取气体的设计思路。

三.坚持以“学生为主体，教师为主导”的教育思想。

在这节课的多个活动中，教师都给予学生一定的思维空间和观察时间。让学生跟随着教师的引导，使实验达到了预期效果。随后引导学生一步步来完成实验，让学生先复习实验室制取氧气的实验装置，分析制取二氧化碳与制取氧气所用反应物的状态、反应条件以及生成物的性质，让学生在小组内或小组之间进行交流，并能说出理由，并从中选出正确的和最佳的设计装置，使学生通过比较加深对实验的认识和理解。教师通过引导让学生从想知道为什么，然后去实验，在实验过程中探究结果。完全体现了学生为主体的思想，在教师的引导下，完全激发出了学生学习这节课的兴趣。

四、拓展实验思维，提高实践能力

本节课非常注重拓展学生的思维，运用多媒体课件展示多个实验仪器，组织学生讨论如何再组装一个可以制取二氧化碳的装置，并说出它的优点。在最后设计的家庭实验利用家里的物品，设计并完成制取二氧化碳气体的实验。巩固本课

时所学内容 ,并将课堂学习向课后延伸。将学习的知识应用的到实际生活中去，巧妙的融合了化学和生活的关系。把本节课内容不仅仅局限在课本里面，也得到了升华。