初中化学《二氧化碳制取的研究》教学反思

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1．使学生掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和操作方法，提高学生分析和解决实际问题的能力。
2：学会实验仪器的选择。
重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置和操作方法
难点：从实验室制取气体的设计思路出发，研讨实验室制取二氧化碳气体的方法。
教学过程：
在化学课程改革中倡导科学探究，要和化学学科的特点即实验紧密结合起来。化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。制取气体实验技能是初中化学实验的重点和难点。根据《标准》，H2的制取实验不要求了，初中的气体制取实验只有O2和CO2。O2的制取在第二单元中已介绍过，所以本单元安排课题2二氧化碳制取的研究，在学生已学过的O2的制取的基础上，探究气体的制备问题。CO2和H2的制取无论是从反应物的状态，还是从反应条件等都有许多相似之处。由于H2的制取实验不要求，所以完全让学生探究CO2的制取是有困难的。因此，教材给出了实验室中制取二氧化碳的化学反应原理、确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素、CO2和O2制取实验及相关性质比较，在此基础上，给出了一些仪器，由学生自己来组装制取二氧化碳的装置，并利用装置制取二氧化碳。因此，课题2重在让学生掌握实验室中制取气体的思路和方法。
思考：写出制取二氧化碳的反应式：C + O2 点燃 CO2
C+ 2CuO  高温 2Cu + CO2↑      2C+ Fe3O4 高温 3Fe + 2CO2↑
问：实验室制取氧气的反应原理是什么？
［生答后总结］实验室制取氧气的原理是利用高锰酸钾在加热条件下得到氧气或用过氧化氢（用二氧化锰做催化剂）制取氧气。
当用固体反应，需要加热产生气体时，可采用高锰酸钾在加热条件下制取氧气的装置；当用固体与液体反应，不需加热生成气体时，可采用制取什么样的的装置。
一：实验室制取二氧化碳的反应原理：常用大理石或石灰石和稀盐酸制取。反应原理：碳酸盐跟酸反应，生成二氧化碳。CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2↑
(1)  石灰石跟稀盐酸反应，现象：块状固体不断溶解，产生大量气泡。(石灰石跟稀硫酸反应，开始有气体产生，过一会儿气泡逐渐减少，以至反应停止。)
(2)碳酸钠跟稀盐酸反应十分剧烈，迅速产生大量气体。石灰石跟稀盐酸反应比碳酸钠缓和，也能生成大量气体。用硫酸代替盐酸跟石灰石反应，虽能产生二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水。它会覆盖在块状石灰石表面，阻止碳酸钙跟硫酸接触。而碳酸钠跟盐酸反应太快，生成的二氧化碳不容易收集。因此，实验室里通常是用石灰石跟稀盐酸反应来制取二氧化碳的。
二：实验室制取二氧化碳的装置：〔讨论〕
1．怎样确定制取气体的装置？为什么可以用这样的装置制取二氧化碳？
2．为什么只采用向上排空气法收集二氧化碳？
3．装置中的长颈漏斗能否用普通漏斗代替？可用其他仪器代替锥形瓶吗？
〔讲解〕
　　1．实验室制取气体的装置是根据所需药品的状态，反应条件来确定的。制取二氧化碳的反应物石灰石（或大理石）是固体，盐酸是液体，反应是在常温下进行的。反应前可以将固体置于锥形瓶中，液体在制取时从长颈漏斗中注入，液体与固体接触时生成的气体经导气管导入集气瓶中。
　　2．由于二氧化碳的密度大于空气又能溶解于水，所以用这样的装置来收集二氧化碳。
　　3．为了避免产生的气体从漏斗中逸出，必须使长颈漏斗的管口在液面以下，而普通漏斗颈太短不合适。锥形瓶在装置中作为容器，可以用其他（如大试管、烧瓶、广口瓶）口径大小适宜的容器代替
1：制二氧化碳可选用         收集气体可选用              。
2：长颈漏斗为什么要插入液面？
3：这个装置的气体发生部分可以用来制取氢气，因为制氢气用的药品状态与制二氧化碳的相同，反应也不需要加热。但收集方法不同，因为氢气的密度小于空气，又难溶于水     〔讨论〕1．长颈漏斗可否用普通漏斗代替？
2．锥形瓶可否用别的仪器代替？
3．能否用浓盐酸或稀硫酸代替稀盐酸来制取二氧化碳？为什么？4．根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？5．如何检验二氧化碳是否收满？
(讲解)练1．不能用普通漏斗代替长颈漏斗，因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气体会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口必须在液面以下才能达到密封的效果。
　　2．锥形瓶可以用大试管、广口瓶等玻璃仪器代替。
　　3．浓盐酸具有较强的挥发性，使得收集到的二氧化碳气体中含有氯化氢而不纯。稀硫酸和碳酸钙反应，发生如下反应：CaCO3＋H2SO4＝CaSO4＋H2O＋CO2↑
　　　　4．因为气体的收集方法主要取决于气体的密度及其在水中的溶解性。二氧化碳可溶于水并生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，故可采用向上排气法收集。
　　5．根据二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则二氧化碳已收满。
实验室制取氧气、二氧化碳比较

 

氧气

二氧化碳

反应原理

2KMnO₄ ^加热 K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑

2H₂O₂ 2H₂O +O₂↑

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

发生

装置

      A                    B                    C

       

制取氧气（用高锰酸钾在加热）可用A，用过氧化氢制取可用B，制CO₂用C

收集方法

向上排空气法、排水法

向上排空气法

检验方法

用带火星木条伸入集气瓶中，若木条复燃该气体是氧气

将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊说明该气体是CO₂