《实验室制取二氧化碳》教学设计.doc

实验室制取二氧化碳教学设计 一、教学分析（一）教学内容分析本节课实验室制取二氧化碳，是科学出版社义务教育课程标准实验教科书·化学九年级上册第五章第二节的内容。二氧化碳的实验室制法是初中化学应重点掌握的内容，是中考必考的知识点。本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占地位十分重要，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、收集方法等思路的最佳素材。学好本节内容对学生今后继续学习元素化合物知识，提高化学实验技能及科学探究能力都有深远的影响。本节知识的学习相对比较容易，学生在掌握氧气实验室制法的基础上运用“自主、合作、探究”的学习方式可以迎刃而解。（二）教学对象分析学习能力：学生已经学习过氧气的实验室制法，具备一定的“气体的制备与收集”的实践经验。初步具备了“根据药品选择发生装置，根据气体的相关性质选择收集装置”的实验技能与方法，懂得气体的收集方法与物理性质有关。如何制取二氧化碳是学生所期望学习的内容，学生容易想到木炭的燃烧等反应途径，不会想到用大理石与稀盐酸反应来制取，所以课前要安排学生做好预习，阅读教材，查阅资料，搜集能产生二氧化碳的物质的相关信息。科学能力：多数学生对学习化学特别是实验探究产生了浓厚的兴趣，但往往对探究的目的、过程和结论缺乏理性的思考，需要教师适时启发、引导和点拨。抓住气体制取的基础知识，正确处理信息并学会知识迁移是培养学生分析问题和解决问题能力的关键。社会能力：九年级学生逐步树立了爱护环境、珍惜资源、合理使用化学物质的观念，具有一定的社会调查能力，关注与化学有关的社会问题，形成了保护环境、珍爱生命、关注化学与社会发展的意识。学生基本情况：整体素质参差不齐，一个班级约50人，其中10人左右较优秀，基础较差的学生近15人，中等水平学生约25人。针对这一情况，考虑学生的可接受性，把握学生学习的“最近发展区”，确定教学内容。首先，让学生根据学案进行预习，并设计实验方案。其次，在教学过程中将问题设置化整为零，层层推进，抓好双基，因材施教。最后拓展延伸，设计个性化学习内容，让较优秀的学生在常规基础上跳一跳就能摘到果实。本节课教学时间重点放在实验室制取二氧化碳的反应原理和实验装置的确定，采用异质分组的方式开展合作探究，使不同层次的学生都有成功的体验。（三）教学环境分析根据教学内容、学习者特征和学校实际情况，选择多媒体教室。教师利用化学平台（东师理想初中化学虚拟实验软件）制作多媒体课件辅助教学。二、教学目标（一）知识与技能目标1掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和制取方法；2了解实验室制取气体的一般思路和方法。（二）过程与方法目标1通过实验室制取氧气的思路和方法，探究实验室制取二氧化碳的药品、反应原理和实验装置；2能运用比较、归纳等方法对获取的信息进行加工和知识迁移；3初步学习科学探究的基本过程和方法，能正确评价和合理设计实验室制取二氧化碳的实验方案，进行初步的科学探究活动。（三）情感、态度与价值观目标1通过实验探究，培养求实创新的科学精神和善于合作的学习品质；2激发学生学习化学的好奇心和探究欲，体验科学探究的乐趣，形成持续不断的学习化学的兴趣。 三、教学重点、难点重点：1实验室制取二氧化碳的反应原理和实验装置；2利用设计的装置制取二氧化碳。难点：1正确评价和合理设计实验室制取二氧化碳的实验方案；2实验室制取气体的一般思路和方法。四、教学策略与方法 （一）教学策略 在课堂教学中通过“自主、合作、探究”学习方式充分体现“教师为主导，学生为主体”的“学教并重”教学设计原则，让学生真正参与到教学过程中来。突出重点：通过预习让学生思考已知的能产生二氧化碳的反应，进行对比分析，师生共同确定实验室制取二氧化碳的药品。利用模拟实验对比演示碳酸钠粉末与稀盐酸、稀硫酸，大理石与稀盐酸、稀硫酸、浓盐酸的反应，从而归纳实验室在选择药品制取二氧化碳时应注意的事项。突破难点：氧气制取的研究是二氧化碳制取研究的基础，二氧化碳制取的研究是氧气制取研究的延伸和拓宽。有关发生装置、收集装置的选择采用真实实验探究的方式进行，通过引导学生回忆实验室制取氧气的实验装置，讨论分析、比较归纳，确定实验室制取二氧化碳的实验装置。（二）教学方法 演示实验、探究实验与模拟实验相结合。具体思路：创设情境讨论能生成二氧化碳的反应讨论实验室制备二氧化碳的药品及反应原理回忆实验室制取氧气的方法及装置确定实验室制取二氧化碳的装置教师演示实验学生合作探究二氧化碳的制取课堂小结巩固练习布置作业。实验仪器与药品：烧杯、试管、集气瓶、橡胶管、锥形瓶、长颈漏斗、橡皮塞（双孔和单孔）、弯导管、酒精灯、铁架台、玻璃片、镊子、火柴、木条、稀盐酸、石灰石（大理石）、碳酸钠粉末、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水。五、教学过程（教学环节及整合点）教学环节目 标与内 容教 学 活 动设 计意 图整合点与软 件教 师 活 动学 生 活 动创设情境导入新课由“二氧化碳的用途”引入制法。明确学习目标。【多媒体课件】展示四幅图片：人工降雨、制冷剂、灭火、绿色植物进行光合作用所需要的物质是二氧化碳。【过渡】我们在前面已经探究了氧气的实验室制法，今天来探究二氧化碳的实验室制法。【猜谜语】学生回顾二氧化碳的性质和用途。树立科学的物质观：用途体现性质，性质决定用途和制法。想知道二氧化碳是如何制得的。利用图片和谜语创设情境，寓教于乐，使化学与生活密切联系，使学生感知身边的化学物质二氧化碳。与已学知识相衔接，为探究新知识做准备。多媒体课件（图片素材：创设情境，激发学习兴趣）思辨交流讲授新课药品选择【提问】制取二氧化碳可以采用什么方法呢？如果在实验室制取二氧化碳能否采取这些方法呢？【小结】碳和含碳化合物燃烧可以产生二氧化碳，但这样产生的二氧化碳既不纯净也难以收集。【讲授】实验室通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳。【提问】能否用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳呢？能否用稀硫酸或浓盐酸代替稀盐酸和大理石或石灰石反应制取二氧化碳呢？【模拟实验】利用化学平台演示虚拟实验（四组对比）。【小结】用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，制得的气体较纯，反应条件容易满足，反应速率适中。【思考】在实验室中应如何安全方便地制取二氧化碳呢？【表达交流】从教材和搜集资料中得到的制取二氧化碳有关途径，如：木炭燃烧、人呼吸、煤燃烧等。从能源和环保、操作是否简便、安全角度，对多种途径进行筛选，表达交流，各抒己见。【得出结论】实验室制取二氧化碳不能用上述方法。书写化学方程式，了解反应原理。3+2222【观察对比】四个试管中气泡产生的快慢。试管产生气泡速率很快；试管产生气泡速率适中；试管产生气泡速率缓慢微弱并渐止；试管有白雾现象。让学生搜集提炼信息，发挥学生主观能动性。 教材中直接给出实验室制取二氧化碳所用药品，但当接触到其它能产生二氧化碳的药品时可能会混淆。通过对比实验，归纳实验室在选择药品制取二氧化碳时应注意的事项。树立从多角度、多层次观察分析、解决问题的意识。多媒体动画演绎原理，启发思维：通过微观模拟，变不可见为可见，变抽象为直观，提高学生的学习兴趣和理解能力，调动学习积极性。多媒体课件（动画素材：化学平台模拟实验、反应原理微观模拟：对比优化，演绎原理）比较归纳求同存异装置选择：发生装置收集装置【过渡】我们已确定了实验室制取2的药品及反应原理，下面我们探究的重点应放在哪里？【多媒体课件】表格归纳。通过回顾实验室制取氧气的有关知识，判断实验室制取二氧化碳的发生装置。【得出结论】实验室制取二氧化碳的发生装置图：该装置适合固液常温反应。【提问】确定了发生装置，收集二氧化碳应该采用什么方法呢？能否像制取氧气一样，采用排水法或者向上排空气法？【思考】1.实验室制取气体的装置由哪几部分组成？2.确定气体发生装置时应考虑哪些因素？3.收集气体一般有哪两种方法？4.确定气体收集装置时应考虑哪些因素？【讨论交流】实验室制取二氧化碳采用块状固体大理石或石灰石与液态稀盐酸反应，不需要加热。【思考】因为二氧化碳可溶于水，所以不能采用排水法收集。由于二氧化碳密度比空气大，所以可采用向上排空气法收集。创设问题情境，设难质疑，引起思辨。引导学生回忆实验室制取氧气的两套装置，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的发生装置和收集装置的异同。“自主、合作、探究”主动建构实验室制取二氧化碳的制备与收集装置。突出、强化教学重点，突破、化解教学难点。多媒体课件（文本素材：表格归纳实验室制取二氧化碳的有关知识点）检验方法【提问】回顾实验5-7：二氧化碳与石灰水的反应现象及化学方程式？【完成学案】回答现象，书写化学方程式。温故知新，纵横联系。多媒体课件（模拟实验，再现情境）验满方法【提问】回顾实验5-5：二氧化碳的性质，回顾氧气的验满方法，思考二氧化碳的验满方法。【思考回答】 利用“二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧”的性质。比较异同，强化记忆。探究实践学以致用演示实验【教师演示】实验室制取二氧化碳【学生观察】跃跃欲试规范演示，示范引领。以实验为载体，激发学生的探究兴趣。真实实验情 境探究活动：制取二氧化碳请学生动手进行二氧化碳的制取。【实验步骤】1按要求连接好仪器并检查装置气密性；2装药品（先固后液），连接装置；3收集气体；4检验是否二氧化碳；5验满；6. 拆除装置。【巡视指导】进行过程评价和活动表现评价。【探究活动】小组合作，自主探究，完成学案及探究报告。学生实施实验方案，在使用自己设计组装的装置制备气体的过程中，体验、反思，并完善实验设计方案，掌握基本技能，体验成功的乐趣。真实实验情 境拓展延伸迁移建构实验室制取气体的一般思路【巩固提升】比较实验室制取氧气和二氧化碳的方法：制气体的发生装置（反应药品的状态、反应原理、反应条件），制备气体的收集装置（气体密度、气体溶解性、气体是否与水反应）及检验气体的方法（利用气体的化学性质）。归纳实验室制取气体的一般思路和方法。【展示交流】讨论实验室制取气体在选择仪器组装装置时，要考虑哪些因素？【比较归纳】实验室制取气体的一般思路和方法：选择药品选择装置收集气体检验气体。学思结合，使学生养成善于思考、仔细观察、勤于动手、敢于创新的学习习惯，达到举一反三的目的。多媒体课件（文本素材：归纳实验室制取气体的一般思路）【拓展延伸】你能否再设计几套制取二氧化碳的方案？能否利用家庭里的生活代用品设计并完成制取二氧化碳气体的实验？ 【迁移建构】一装置多用、多装置一用。【创设情境】虚拟实验情境，启迪思维，鼓励小组合作探究，进行自我评价、他人互评。激发学生创新精神。提高发散思维能力、迁移能力。学生自己操作媒体进行学习，满足学生表现成功的欲望。在家庭实验中产生积极的情感体验，体现生活中的化学知识魅力，分享成功的喜悦。多媒体课件（利用化学平台，学生选择个性化的学习内容）小结归纳【多媒体课件】表格归纳：实验室制取氧气和二氧化碳的药品、反应原理、仪器装置、收集、检验、验满。【盘点收获】梳理知识点知识链知识网归纳总结，复习巩固，强化记忆。改变传统的教师包揽课堂小结的做法，让学生自己表达所学、所感、所悟。多媒体课件（模拟再现）课堂练习【多媒体课件】精讲精练，中考指南。变式训练，举一反三。巩固练习，训练复习，强化记忆。多媒体课件（变静为动）课后作业【纸笔作业】教材习题 5.2 6 、8 【实践作业】厨房化学：1.探究鸡蛋壳的主要成分。2.面碱与醋反应并熄灭燃着的蜡烛。多元化、分层次，理论和实践相结合，将课堂学习向课后延伸。结束语本节课，同学们不仅学到了一些化学知识，也提高了相应实验技能。有了知识载体，方法引路，情感升华，我相信，我们必将在化学学习的道路上一路探索，一路高歌，一路收获！充满激情，催人奋进！六、板书设计课题2 实验室制取二氧化碳一、药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸二、反应原理：3+2222碳酸盐与酸发生复分解反应三、仪器装置：发生装置 固液气 四、收集方法：向上排空气法（二氧化碳密度比空气密度大）五、检验方法：将气体通入澄清石灰水中，振荡，澄清石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳。六、验满方法：用燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳已满。七、教学反思1本节课我运用了新课程理念，以学生为主体，把课堂还给学生。首先明确学习目标是实验室制取二氧化碳气体，以问题驱动的形式，层层推进，让学生参与讨论，分析达到学习目标所需要解决的问题如何选择药品、设计装置以及操作中的注意事项，带着问题，点拨指导，适时施教。引导学生采取分析讨论、比较归纳、评价交流等方式逐一解决，水到渠成，体验成功的喜悦。教学中创造机会让学生学会与人合作交流，学会如何让他人接受自己的观点并赢得对方的支持，进一步培养了学生的合作意识。2信息技术与学科教学内容进行了有效整合与实施，5个环节共挖掘了8个有价值的整合点（3个创新点），有效地利用了多媒体课件辅助教学。创新点：利用化学平台虚拟实验，对比优化，演绎原理；变不可见为可见，变抽象为直观；营造环境，设计个性化学习内容。3本节课教学目标的预设与有效达成还有一定的距离。首先，由于课堂时间有限，学生表达交流的深度不够。以往曾尝试过多种讲解方法，包括边实验边讲解，把常规实验和虚拟实验相结合等。“我听见的，我忘记了；我看见的，我知道了；我做过的，我理解了”，充分说明了学生在“做科学”中所领悟到的知识会更深刻。因此，课堂教学中应让学生多参与实验探究活动，亲身体会化学学习的乐趣，让更多的学生喜欢学习化学。其次，教学过程中教师对学生“自主、合作、探究”学习方法的指导在一定程度上调控不够，部分学生不明确合作学习中自己承担的角色。最后，“学困生”主动表达交流的意识不强，因此对“学困生”要加强指导与鼓励，引导弱势学生主动去质疑、释疑，相信精诚所至，金石为开。4今后在指导学生“自主、合作、探究”学习的过程中，充分发挥小组长的带动作用，主持小组合作学习。培养学生学会倾听，思索他人发言的关键点并做出评价，促进师生、生生互动交流；在交流和碰撞中不断完善自己的认识，产生新的想法；学会理解尊重他人，共享他人的思维方法和成果。勿把“科学探究”人为拔高，用过高的探究水平和性质来看待学生的探究性学习。不要过于关注和挑剔探究的操作方法和操作技能，否则，容易导致学生的好奇心和探究欲望在一定程度上的丧失，而应把着眼点放在学生“基本科学素养”的提高上。 八、学案设计 实 验 室 制 取 二 氧 化 碳 【学习目标】 学习实验室制取二氧化碳的原理、方法，实验室制取气体的实验装置的探究。【学习重点】 实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法。【学习难点】 从实验室制取氧气的思路出发，学习二氧化碳的实验室制取方法。【课前热身】 猜谜语：同学们，有一种物质，农民伯伯说它是“植物粮食”；消防官兵赞美它是“灭火先锋”；建筑师们却称它为“粉刷匠”；环境学家却指责它是造成全球变暖的“罪魁祸首”，你们猜这种物质是什么呢？ 【知识准备】 结合生活经验和已有知识，列举你所知道的能生成二氧化碳的反应，能用化学方程式表示的写出有关的化学方程式。 【问题驱动】1实验室用什么药品制取二氧化碳？2实验室用何种装置制取并收集二氧化碳？3如何检验生成气体是二氧化碳？    4用什么方法检验二氧化碳集满？【探究实验】 实验室制取二氧化碳的方法1实验常用的药品是  石灰石或大理石 和 稀盐酸                   2化学方程式为（原理）3+22223实验所用仪器有锥形瓶（或广口瓶）、长颈漏斗、集气瓶、玻璃片、导管、双孔胶塞、试管、火柴、小木条，药品有石灰石或大理石、稀盐酸、澄清的石灰水。4实验操作步骤（1） 连接装置，检查装置 气密性 。 （2） 在左边锥形瓶中先装入适量块状 石灰石或大理石 ，然后通过长颈漏斗加入稀盐酸；产生的气体通过 导气管 收集到右边的集气瓶中。现象：大理石逐渐减少，大理石表面有 大量气泡 产生。（3） 用 向上排空气法 收集一瓶二氧化碳，理由是 二氧化碳的密度比空气大，能溶于水且与水反应 。（4） 检验气体是否为二氧化碳：将气体通入 澄清石灰水 中，石灰水 变浑浊 。（5） 检验二氧化碳是否集满，用 燃着的木条 平放在集气瓶 口部 ，木条 熄灭 ，证明二氧化碳已集满。 然后盖好玻璃片， 正 放在实验台上。 5实验拓展：思考 有哪些检查装置气密性的方法？（开放性问题）（1）检查装置气密性时，先从长颈漏斗向锥形瓶中注入水，没过长颈漏斗下端管口，再将导管插入盛有水的烧杯中，双手握住锥形瓶外壁，如果管口有气泡冒出，说明装置气密性良好。（2）用弹簧夹夹紧橡胶管，然后从长颈漏斗中加水，形成液封，如果其中的液面保持不变，说明装置气密性良好。 【小结归纳】氧 气二氧化碳反应原理药品高锰酸钾 或 氯酸钾与二氧化锰的混合物过氧化氢溶液与二氧化锰的混合物石灰石（大理石）和稀盐酸条件需加热不需加热化学方程式说明用过氧化氢或氯酸钾制取氧气时，需加少量二氧化锰作催化剂，加快反应速率。制取二氧化碳时，选用大理石或石灰石与稀盐酸，而不宜用碳酸钠（反应速率太快，不利于收集）、浓盐酸（浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯）、稀硫酸（反应会逐渐停止）。发生装置装置类型固固 加热 型固气固液 常温 型 固液气装置图注意事项 固固加热型：试管口应略向下倾斜，以防止产生的水蒸气在试管口冷凝后倒流到试管底部引起试管破裂；试管中的导管伸入试管内不宜过长，否则会妨碍气体的导出；铁夹应夹在距试管口1/3处。 固液常温型：长颈漏斗末端应伸入液面以下，形成液封，以防止产生的气体从长颈漏斗口上端逸出，导致无法收集到气体；锥形瓶中的导管伸入瓶内不宜过长，否则会妨碍气体的导出；(简记为“长进短出”）可用试管、烧瓶、广口瓶等仪器来代替锥形瓶，可用分液漏斗来代替长颈漏斗。收集装置收集方法排水法 或 向上排空气法向上排空气法选择依据氧气不易溶于水，且密度比空气密度略大。二氧化碳能溶于水，并与水发生化学反应，且密度比空气密度大。注意事项用排水法收集时，集气瓶要装满水，导管要伸入集气瓶口，便于操作和观察集气情况。无论是向上排空气法，还是向下排空气法，导管一定要伸到接近集气瓶的底部，便于排尽集气瓶内的空气。检验方法将带火星的小木条伸入集气瓶中，小木条复燃。将气体通入澄清的石灰水，振荡，澄清石灰水变浑浊。()2232O验满方法将带火星的小木条平放在集气瓶口部，木条复燃，则气体已满。用燃着的小木条平放在集气瓶口部，木条熄灭，则气体已满。【巩固练习】一、选择题  1实验室制取二氧化碳所用的方法是 （  B  ）    A煅烧石灰石   B大理石与稀盐酸   C木炭燃烧   D碳酸分解  2下列气体中只能采用向上排气法收集的是 （  C  ）    AH2          BO2           C2            DO2和2  3能检验出集气瓶中已充满二氧化碳的方法是 （  D  ）    A倒入澄清石灰水并振荡      B用沾有石灰水的玻璃棒放在集气瓶口    C用点燃的木条插入集气瓶中  D用点燃的木条放在集气瓶口  4实验室制取二氧化碳时应选用的一组仪器是 （  D  ）A长颈漏斗、广口瓶、导管、集气瓶、水槽B长颈漏斗、烧瓶、导管、集气瓶、酒精灯C长颈漏斗、锥形瓶、导管、集气瓶、水槽D长颈漏斗、大试管、导管、集气瓶、玻璃片二、填空题 5实验室制取二氧化碳时用稀盐酸而不用稀硫酸是因为稀硫酸与碳酸钙反应后产生的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面，阻止稀硫酸与碳酸钙发生反应，反应无法继续进行。若使用浓盐酸，则所制得的二氧化碳气体中会混有氯化氢。不宜用碳酸钠与稀盐酸反应，是因为 反应速率过快，不易控制，不便于收集 。 6盛放石灰水的试剂瓶内壁上附着的白膜是碳酸钙，应用稀盐酸清洗。反应的化学方程式()2232O，3+222 2 。7请结合下列装置图回答气体的实验室制法有关问题： A B C D E（1）写出图中带有标号仪器的名称： a 试管； b 长颈漏斗； c 集气瓶 。（2）实验室制取气体时，选用A、D装置可制取并收集氧气_；选用B、E装置可制取并收集氢气。（3）实验室制取二氧化碳，应选择的发生装置是 B ,收集装置是 D ，选用该收集装置的理由是 二氧化碳的密度比空气大且能溶于水 。（4）实验室制取二氧化碳常选用的药品是： 石灰石或大理石 和 稀盐酸 ，选择上述药品的理由是 反应速率适中，便于收集 ，写出实验室制取二氧化碳的化学方程式3+2 222。（5）汽车尾气中一氧化氮是一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大（接近），在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体。根据以上信息，判断实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是 C 。8（开放性试题）老师拿了两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，取少量试剂在试管中混合，立即产生一种无色气体，请你探究此气体是什么物质？方案如下：猜想实验步骤现象和结论此气体可能是 氧气  将带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃 ，该气体为氧气。产生此气体的化学方程式可能是 2H2O2=2H22 。猜想实验步骤现象和结论此气体可能是 二氧化碳 将气体通入澄清石灰水中，振荡 澄清石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳。产生此气体的化学方程式可能是 3+2222 。猜想实验步骤现象和结论此气体可能是 氢气  点燃 该气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，其燃烧产物为水，该气体为氢气。产生此气体的化学方程式可能是 2442 。12 / 12