课题3 二氧化碳的实验室制取
第1课时
一、教学目标
1.通过探究活动了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置。
2.初步学习二氧化碳的制取、检验、验满等操作。
3.了解实验室制取气体的一般思路与方法。
二、教学重难点
重点：二氧化碳制取的反应原理、实验装置。
难点：实验室制取气体的一般思路与方法。
三、教学准备
教学PPT。
试剂和器材：稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、石灰石（或大理石）、澄清石灰水、锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、试管、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡胶塞、水槽、酒精灯、火柴。
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境 引入新课 【回顾】我们已经学习过氧气的实验室制法。请回忆一下，在实验室里制取氧气的方法有哪几种？ 高锰酸钾(KMnO4)分解制取氧气 过氧化氢制取氧气 【讲述】二氧化碳是植物光合作用的主要原料，也为我们的地球带来了绿色生机。其实二氧化碳还有很多的用途，被广泛应用于工业、农业、生活中的很多方面。 【提问】那么，在实验室里如何制取二氧化碳呢？ 【过渡】这节课我们就来学习实验室如何制取二氧化碳。 倾听，并思考。 通过回顾已学知识，创设情境，引出新的问题，使学生产生强烈的求知欲，并且体现了从生活走向化学的思想。
环节二 新课讲解 一、实验室里制取二氧化碳的化学反应原理 【提问】联系所学知识和生活常识，列举你知道能生成二氧化碳的反应。 【总结】 1.碳/一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳； 2.木炭/一氧化碳还原氧化铜，生成铜和二氧化碳； 3.蜡烛燃烧会生成二氧化碳； 4.生物体的呼吸会产生二氧化碳。 【追问】说一说这些反应是否适合实验室制取二氧化碳？为什么？ 【总结】 1.碳/一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，如果利用这两个反应会造成生成的气体不纯，因为木炭可能会不完全燃烧； 2.木炭/一氧化碳还原氧化铜，虽然有二氧化碳气体生成，但是这两个反应的条件是高温或加热，条件要求高，而且一氧化碳还原氧化铜还可能造成生成的气体不纯； 3.蜡烛燃烧虽然会有二氧化碳生成，但也会造成生成的气体不纯； 4.生物呼吸会产生二氧化碳、水蒸气等，生成的气体也不纯。 【过渡】那实验室到底如何制取二氧化碳气体呢？请同学们阅读下面的资料，从资料中提取有效信息。 【展示】PPT展示资料和反应原理。 提示：碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。H2CO3 = CO2↑+ H2O 【提问】上述四个反应都能用来制取二氧化碳吗？ 【过渡】通过同学们刚才的回答，老师发现同学们也不太确定，实验是检验真理的唯一标准，那下面老师演示这四个实验，请同学们观察现象，并填写表格。 【演示实验】演示碳酸钠与稀盐酸、稀硫酸、石灰石与稀盐酸、稀硫酸反应的实验。 【引导交流】现在请一名同学汇报结果，其他同学可补充。 【总结】 【总结】碳酸钠粉末与稀盐酸、稀硫酸反应太快，来不及收集气体，大理石和稀硫酸反应产生少量气体，一会儿后反应就停止了，也不适合。所以石灰石和稀盐酸反应是这几个反应中最合适的选择。 【提问】问题1.实验室制取二氧化碳，可选择的最佳试剂组合是？理由是什么？ 问题2.确定实验室里制取二氧化碳的化学反应原理时，需要考虑哪些因素？ 【总结】问题1.最佳试剂组合是石灰石和稀盐酸；理由：较易反应、反应速度适中、生成的气体纯净、易于收集、操作简便、原料廉价易得等。 问题2.需要考虑：反应是否易于操作、原料是否易得、生成的气体是否易于收集、反应条件是否易于达到等等。 【总结】所以实验室里制取二氧化碳的试剂是稀盐酸与石灰石（或大理石，主要成分都是碳酸钙）；反应的方程式为CaCO3 + 2HCl＝CaCl2 + CO2↑+ H2O。 注意事项：这里需要同学们注意的是 ①不能用浓盐酸，易挥发，使制得气体不纯； ②不能用稀硫酸，生成的CaSO4会覆盖在石灰石（或大理石）表面，阻止反应继续进行； ③不能用CaCO3粉末或Na2CO3代替大理石，反应太快，不易收集。 【过渡】如何设计实验室里制取二氧化碳的装置？ 分组交流讨论，可能举出下列实例：动植物呼吸、木炭、石蜡等在氧气中燃烧等。 分析各反应制取二氧化碳的优缺点。 阅读资料，提取信息。 回答能或不能。 观察实验现象并填写表格。 思考并回答问题。 倾听并记忆，同时修正自己的观点。 倾听并记忆。 通过提问，帮助学生回忆旧知识，从而引出新知识。 培养学生进一步思考问题的能力。 培养学生的阅读能力和提取信息的能力。 通过演示这四个实验让学生观察，既培养了学生动脑的习惯，又培养了学生科学探究的能力，激起学生学习兴趣。 通过两个设问，帮助学生梳理确定实验室里制取二氧化碳的化学反应原理时，需要考虑的因素。 通过讲述帮助学生记忆实验室制取二氧化碳的试剂和反应原理，并说明需要注意的几个关键点。
二、实验室里制取二氧化碳的装置 【讲解】 确定气体发生装置的依据 从实验窒制取气体的原理出发，根据反应物的状态（如固体与固体、固体与液体、液体与液体等)、反应条件（如是否需要加热、使用催化剂等）来确定气体发生装置。 【合作探究】完成下表。 【总结】 【讲解】 确定气体收集装置的依据 根据气体的性质选择气体收集万法（排空气法或排水法），确定气体收集装置。 【合作探究】完成下表。 【总结】 【合作探究】 连接仪器，设计装置 设计制取二氧化碳的装置时可供选择的仪器如下，同学之间互相讨论和交流，分析各自设计的装置的优缺点，选择一套你认为最佳的装置。 【组织活动】请同学们根据桌面上的仪器参考下面实验装置和实验步骤分组制取二氧化碳气体。 【展示】展示实验装置、步骤。 【讲解】制取过程，需要注意： 1.长颈漏斗应伸入液面以下，起液封作用，防止气体从漏斗口逸出。 2.伸入集气瓶中的导气管口应位于集气瓶底部。 3.不能用排水法收集，因为二氧化碳可溶于水。 4.收集满的集气瓶，盖好玻璃片正放在桌面上。 【提示】 1.实验中注意安全。 2.小组组员之间要合理分工。 3.注意节约药品，不要浪费。 【提问】请根据二氧化碳的性质讨论： 问题1.怎样检验生成的气体是二氧化碳？ 问题2.用集气瓶收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？ 【总结】 问题1.将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2。 问题2.将燃着的木条置于集气瓶口附近，若木条熄灭，则证明CO2已收集满。 【指导阅读】请同学们阅读课本P148页方法导引，总结实验室里制取气体的一般思路和方法。 【总结】实验室里制取气体的一般思路和方法 倾听并记忆。 分组交流、讨论，并填表。 倾听、并修正自己的观点。 倾听并记忆。 分组交流、讨论，并填表。 倾听、并修正自己的观点。 学生设计装置，同学之间互相讨论和交流。 学生分组进行实验。 倾听，并记忆。 思考讨论，并回答。 倾听，并记忆。 阅读课本，提取信息。 讲解确定气体发生装置的依据。 通过填表，让学生了解如何确定二氧化碳、氧气的发生装置。 讲解确定气体收集装置的依据。 通过填表，让学生了解如何确定二氧化碳、氧气的收集装置。 通过开放性的设计实验，以及互相讨论和交流，激发学生参与问题探究的积极性。 运用动手实验，培养学生实验探究能力，激发学生参与问题探究的积极性。 通过两个问题，让学生学会利用二氧化碳的性质检验、验满二氧化碳，同时初步学习二氧化碳的检验、验满等操作。 培养学生阅读能力，提取关键信息能力。
环节三 拓展延伸 【展示】展示二氧化碳的工业制法。 观看并记忆。 通过分析古诗，帮助学生认识二氧化碳的工业制法，拓展学生的知识面。
随堂作业 PPT展示。 做题。 通过习题巩固本节所学知识。
环节四 课堂小结 展示PPT第29页。 倾听并理解。 帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。
五、板书设计
课题3 二氧化碳的实验室制取
第1课时
一、制取原理
试剂：稀盐酸与石灰石（或大理石）
原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O
二、制取装置
发生装置：固液常温型
收集装置：向上排空气法
三、二氧化碳的检验、验满
检验：将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2
验满：将燃着的木条置于集气瓶口附近，若木条熄灭，则证明CO2已收集满
5 / 5(共30张PPT)
—— 第六单元 碳和碳的氧化物 ——
课题3 二氧化碳的实验室制取
第1课时
1.通过探究活动了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置。
2.初步学习二氧化碳的制取、检验、验满等操作。
3.了解实验室制取气体的一般思路与方法。
学习目标
重点
难点
高锰酸钾(KMnO4)分解制取氧气：
其他制取方法：
过氧化氢制取氧气
二氧化碳是植物光合作用的主要原料，除此之外，二氧化碳还被广泛应用于工业、农业、生活中的很多方面。
用于灭火
做气体肥料
实验室里如何制取二氧化碳呢？
联系所学知识和生活常识，列举你知道能生成二氧化碳的反应。
01
碳/一氧化碳在氧气中燃烧生成二氧化碳
02
木炭/一氧化碳还原氧化铜，生成铜和二氧化碳
C + O2 CO2
点燃
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
高温
03
蜡烛燃烧会生成二氧化碳
蜡烛+氧气 二氧化碳+水
点燃
04
生物体的呼吸会产生二氧化碳
气体不纯
条件要求高；
气体不纯
气体不纯
气体不纯
说一说这些反应是否适合实验室制取二氧化碳？为什么？
思考讨论
2CO + O2 2CO2
点燃
CO + CuO Cu + CO2
△
含碳酸根离子的化合物（如Na CO3、CaCO3）能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）在常温下反应生成CO2气体。
资料信息
NaCl、CaCl2易溶于水、CaSO4微溶于水
反应原理
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
请同学们阅读资料信息。
上述四个反应都能用来制取二氧化碳吗？
提示：碳酸很不稳定，容易分解生成二氧化碳和水。
H2CO3 CO2↑ + H2O
观察实验，写出实验现象。
演示实验
实验内容 现象
碳酸钠和稀盐酸反应
碳酸钠和稀硫酸反应
石灰石和稀盐酸反应
石灰石和稀硫酸反应
大量气泡，反应很快
大量气泡，反应很快
大量气泡，反应速率适中
少量气泡，反应一会停止
实验记录
石灰石和稀盐酸。
实验室制取二氧化碳，可选择的最佳试剂组合是？理由是什么？
确定实验室里制取二氧化碳的化学反应原理时，需要考虑哪些因素？
请思考
以下问题
问题1
问题2
反应是否易于操作
原料是否易得
生成的气体是否易于收集
反应条件是否易于达到
思考讨论
理由：较易反应、反应速度适中、生成的气体纯净、易于收集、操作简便、原料廉价易得等。
……
试剂：稀盐酸与石灰石（或大理石）
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2↑ + H2O
原理：
实验室里制取二氧化碳的化学反应原理
主要成分都是碳酸钙。
① 不能用浓盐酸，易挥发，使制得气体不纯；
② 不能用稀硫酸，生成的CaSO4会覆盖在石灰石（或大理石）表
面，阻止反应继续进行；
③ 不能用CaCO3粉末或Na2CO3代替大理石，反应太快，不易收集。
注意
如何设计实验室里制取二氧化碳的装置？
合作探究
实验室里制取二氧化碳的装置
确定气体发生装置的依据
发生装置
反应物的状态
反应条件
是否需要加热、使用催化剂等
固体与固体反应
固体与液体反应
液体与液体反应
……
合作探究
实验室里制取二氧化碳的装置
确定气体发生装置的依据
固固加热型 固液常温型
气体 制取原理 反应物的状态 反应条件 发生装置
类型
二氧化碳 稀盐酸与石灰石 （或大理石）反应
氧气 高锰酸钾分解
过氧化氢分解
石灰石为固体
稀盐酸为液体
常温
加热
固体
实验室里制取二氧化碳的装置
MnO2作催化剂
液体
固液常温型
固固加热型
固液常温型
成果展示
确定气体发生装置的依据
合作探究
实验室里制取二氧化碳的装置
确定气体收集装置的依据
收集装置
气体的密度
气体的溶解性
密度比空气的大
密度比空气的小
向上排空气法
向下排空气法
难溶或微溶于水，且不与水反应
排水法
不与空气发生反应
密度与空气相差较大
合作探究
实验室里制取二氧化碳的装置
确定气体收集装置的依据
向上排空气法 向下排空气法 排水法
气体 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
二氧化碳
氧气
易溶于水，且与水反应
难溶于水，且不与水反应
实验室里制取二氧化碳的装置
向上排空气法
向上排空气法
成果展示
确定气体收集装置的依据
大
大
排水法
实验室里制取二氧化碳的装置
连接仪器，设计装置
合作探究
设计制取二氧化碳的装置时可供选择的仪器如下，同学之间互相讨论和交流，分析各自设计的装置的优缺点，选择一套你认为最佳的装置。
合作探究
分组利用手中的仪器制取并收集二氧化碳气体。
实验步骤：
查
连接装置，并检查装置的气密性。
装
从锥形瓶口装入石灰石（或大理石）。
加
从长颈漏斗中加入稀盐酸。
实验装置：
收
用向上排空气法收集气体。
注意事项：
方法导引
长颈漏斗应伸入液面以下，起液封作用，防止气体从漏斗口逸出。
1
伸入集气瓶中的导气管口应位于集气瓶底部。
2
收集满的集气瓶，盖好玻璃片正放在桌面上。
4
不能用排水法收集，因为二氧化碳可溶于水。
3
温
馨
提
示
1.实验中注意安全。
2.小组组员之间要合理分工。
3.注意节约药品，不要浪费。
思考讨论
怎样检验生成的气体是二氧化碳？
将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是CO2。
用集气瓶收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满了二氧化碳？
将燃着的木条置于集气瓶口附近，若木条熄灭，则证明CO2已收集满。
请根据二氧化碳的性质讨论：
问题1
问题2
检验二氧化碳的方法
证明是否集满的方法
方法导引
确定反应原理
反应物
反应条件
发生装置
收集装置
实验室里制取气体的一般思路和方法
设计实验装置
验证气体
反应的速率大小
产生的气体是否易于收集、是否纯净
实验操作是否简单、安全
实验过程是否会产生污染
试剂的价格
……
拓
展
小
课
堂
千锤万凿出深山，
烈火焚烧若等闲。
粉骨碎身浑不怕，
要留清白在人间。
《石灰吟·于谦》
CaCO3 CaO + CO2↑
高温
化学方程式：
二氧化碳的工业制法
C
1.下列反应常用于实验室制取二氧化碳的是（ ）
A．高温煅烧石灰石
B．石灰石与稀硫酸反应
C．大理石与稀盐酸反应
D．木炭在氧气中燃烧
煅烧石灰石需要较高的温度，实验室难以达到；
石灰石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙，覆盖在石灰石表面，会阻止反应进一步进行；
木炭燃烧产生的气体不易收集，且容易引入其他杂质。
2.实验室制取CO2有以下步骤：①连接好装置；②向试管中加入几小块石灰石；③向试管中加入适量稀盐酸；④检查装置气密性；⑤收集产生的气体；⑥用燃着的木条检验瓶中是否充满CO2，以上操作按由先至后的顺序排列，正确的是（ ）
A．①②③④⑤⑥ B．①④②③⑤⑥
C．①③②④⑤⑥ D．③①②④⑤⑥
B
制取二氧化碳的操作步骤：连接仪器 检查装置气密性
加入固体药品 加入液体药品 用向上排空气法收集
用燃着的木条验满。
3.如图，下列实验不能达到目的的是（ ）
A．能成功制取并收集二氧化碳
B．若试剂为足量澄清石灰水，则可检验二氧化碳
C．可用于收集二氧化碳，气体应从a端进，b端出 D．可用于证明二氧化碳密度比空气大，且能灭火
A
4.下列是初中化学实验中，一些常用于制备和收集气体的装置。请按要求填空：
（1）图中仪器X的名称是 。
（2）装置B可以用于实验室制备二氧化碳气体，请写出该反应的化学方程式： ；用B装置进行实验操作时，液面高度至少应该在 （填“a”或“b”）处。
长颈漏斗
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
a
4.下列是初中化学实验中，一些常用于制备和收集气体的装置。请按要求填空：
（3）如果用D装置收集O2，验满时应将带火星的木条放在 （填“④”或“⑤”）处。
（4）图F是用“碎碎冰”软塑料管自制的气体发生装置，利用该装置来制取CO2气体，药品加入完毕后（药品量如图F），为了使反应发生，接下来的操作是 。
⑤
挤压软塑料管
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了：
试剂：稀盐酸与石灰石（或大理石）
发生装置：固液常温型
课题3 二氧化碳的实验室制取
第
1课
时
01
确定反应原理
02
03
验证气体
设计实验装置
收集装置：向上排空气法
检验：澄清石灰水
验满：燃着的木条
原理：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
再见
