人教版（五四学制）化学八年级全册 第六单元 课题2 二氧化碳制取的研究 教案

二氧化碳制取的研究
［教学目标］
⑴了解实验室中制取CO2的反应原理。
⑵探究实验室中制备CO2的装置。
⑶了解实验室中制取气体的思路和方法。
［教学重难点］
探究实验室中制取CO2的装置，并制取CO2。
［教学准备］演示实验
［课时安排］：2课时
［教学过程］
第 课时
［复习引入］：抽两同学上来书写化学方程式：
C＋O2CO2
2C＋O22CO
C＋2CuO2Cu＋CO2↑ →条件是高温，也不好控制
我们实验室能否采用碳燃烧和木炭还原CuO的方法来制取较纯净的CO2 另外人呼吸时也会呼出CO2，采用呼气的方法来制取行不行？
［过渡］：前面我们学习了O2的制取，今天我们按照实验室制取O2的思路“反应原理、发生装置、收集装置、检验等”来探究CO2的制备。
［板书］：一、实验室制取CO2的反应原理
［投影］：资料：含碳酸根离子的化合物〔如碳酸钠Na2CO3、大理石或石灰石主要成分是CaCO3等〕能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸(H2SO4)反应生成二氧化碳。
〖探究〗：①石灰石+稀盐酸；②石灰石+稀硫酸；③Na2CO3+稀盐酸；观察现象，判断哪一种方案较好？
现象：石灰石与HCl反应速度适中；CaCO3与H2SO4反应逐渐变慢；Na2CO3与酸反应瞬间结束，不便收集。
结论：1、药品：大理石或石灰石(主要成分是CaCO3)与稀盐酸。
注意：石灰石/大理石≠碳酸钙(CaCO3)，稀盐酸≠HCl
①不用Na2CO3，因为Na2CO3粉末与稀盐酸反应速率太快，来不及收集。
②不用稀硫酸，因为稀硫酸与大理石反应生成微溶物(CaSO4)，覆盖在大理石表面，使反应不能继续进行。
③不用浓盐酸，因浓盐酸有挥发性，会使生成的二氧化碳气体不纯。
2、反应原理：
［讲解］：碳酸钙与盐酸反应：
3(固)+2(液)===2+23(碳酸)
碳酸不稳定易分解：H2CO3===H2O+CO2↑
总的化学方程式：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
［设问］：我们如何设计一套完整的装置制取CO2
［板书］：二、实验室制取CO2的装置
CO2和O2的实验室制取及相关性质比较：先填O2归纳后填CO2(P.114)。
制取原理 反应物状态 反应条件 发生装置
CO2 稀盐酸与大理石(或石灰石)反应 固体+液体 常温 固-液常温型
O2 加热高锰酸钾 固体 加热 固-固加热型
加热氯酸钾 固体 加热，催化剂
分解过氧化氢溶液 液体 常温，催化剂 固-液常温型
A、固-固加热型　　 　　B、固-液常温型
［归纳］：根据实验室里制取O2的装置的选择，归纳选择发生装置应考虑的因素。
1、气体发生装置：P.113。
选择依据： EQ \B\lc\{(\a\al(反应物的状态：,反应条件(是否加热、加催化剂),))
［思考］：实验室制取二氧化碳应选用怎样的装置？为什么 (填上表)
CO2：固-液常温型
2、气体的收集装置：P.114。先填O2归纳后填CO2(P.114)。
气体的密度与空气的比较(大或小) 是否溶于水，是否与水反应 收集方法
CO2 比空气大(44>29) 溶于水，与水反应 只能用向上排空气法
O2 比空气略大(32>29) 不易溶于水，不与水反应 向上排空气法、排水法
［归纳］：归纳选择气体收集装置应考虑的因素。P.114。
选择依据： EQ \B\lc\{(\a\al(密度,溶解性：不易溶于水，不与水反应──排水集气法,))
［思考］：根据CO2的密度(Mr)、溶解性，可采用什么样的收集方法？(填上表)
CO2：只能用向上排空气法。(不能用排水法)
［思考］：①Zn(固)+H2SO4(液)=ZnSO4+H2↑已知氢气难溶于水，相对分子质量为2，选用什么发生装置？有哪些收集方法？
②2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)===CaCl2+NH3↑+H2O已知氨气极易溶于水，相对分子质量为17，选用什么发生装置？有哪些收集方法？
［设计］：根据上述分析，试设计制取二氧化碳的装置。
以下仪器可供设计制取二氧化碳的装置时选择，你也可以另选或自制仪器，还可以利用代用品。(P.114图)。
［思考］：(1)如果想制取较多的二氧化碳怎么办？(试管→锥形瓶/平底烧瓶/广口瓶)
(2)反应过程中想随时给“斟”点酸，又该怎么办呢？(单孔塞→双孔塞，长颈漏斗(液封))
(3)如何控制反应速率、得到平稳的气流 ( 双孔塞，分液漏斗，不液封)
(4)生活用品，为我所用 (矿泉水瓶、注射器)
(5)一般不能选用的仪器：烧杯、酒精灯、斜勾状导管、水槽，为什么？
［分析小结］：各装置的原理、优缺点。
长颈漏斗：下端要液封。优点：可以方便添加液体药品。
分液漏斗：下端不液封。优点：可以控制反应速率(得到平稳的气流)。(可用Na2CO3)
［作业］：
第 课时
［复习］：实验制取CO2气体的药品、原理、装置、收集
抽写P116.3化学方程式，复习点评总结各步转化中可能存在多个反应。
［讲解］：补充讲解各种改进装置及优点。
自选仪器：注射器、塑料瓶(配橡胶塞)、有孔塑料板、烧杯、破底试管、U形管、漏斗、具支试管、抽拉铜丝。植物油液封排水收集装置。
［思考］：(1)如何才能控制反应的发生和停止 (试管中增加有孔塑料板、弹簧夹、长颈漏斗、或用U型管、破底试管等)
(2)如何使用多功能瓶？(向上排空气法、排水？)
使用有孔塑料板(U形管)+弹簧夹、破底试管：可以控制反应的发生和停止。
多功能瓶：向上排空气法收集时，验满时应将燃着的木条伸到短管口处。
［过渡］：如何利用我们设计的装置制取CO2气体，需要哪些步骤
三、制取CO2的步骤：一查二装三注入，四固(简易装置)五收六撤除
1．检查装置的气密性；
2．加入药品(先固后液)；
3．固定装置：简易装置
4．制取并收集气体。
5．验满方法：用燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭，则满，反之则不满。
6．撤除回收。
［思考］：如何验证所制出的气体是CO2
四、CO2气体的检验：
检验：将气体通入澄清石灰水中，如果石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2。
注：O2的验满和检验都是用带火星的木条，而CO2的验满是用燃着的木条，检验是用澄清石灰水。
［实验］：制取并收集一瓶CO2，并检验。
［总结］：实验室里制取气体的一般思路和方法：反应原理、实验装置、检验方法。
五、CO2的工业制法：
煅烧石灰石：CaCO3CaO+CO2↑
［练习］：P.116，练习与应用：1、2、3、5、6。(6题碳酸钙为纯净物)
［作业］：
O2的量不好控制，过多是杂质，过少会生成CO
简易装置
O2、CO2
CO2
O2
CuO/Fe2O3
HCl
抽拉
铜丝
大理石
稀盐酸
铜丝网
破底试管
广口瓶
有孔
塑料板
弹簧夹
植物油
水
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