二氧化碳制取的研究 教学设计（一）
教学设计思想
本课题主要研究实验室中如何制取二氧化碳。本课直接给出了实验室中制取二氧化碳的化学反应原理，然后采用活动与探究的方式，对比氧气的实验室制法，来研究实验室中制取二氧化碳的装置，这是本课题的教学重点和难点。利用教材已给出确定气体发生装置和收集装置的因素，可将学生分成小组，从反应物的状态、反应条件、气体密度与空气的大小比较和是否与水反应等方面来比较实验室中制取二氧化碳和氧气的异同。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。
内容分析
本课题内容在教材第109—112页。本课题主要教学内容是实验室中制取二氧化碳的反应原理；探究实验室中制取二氧化碳的装置；如何利用设计的装置制取二氧化碳。
教学目标
知识与技能
1．描述实验室制取CO2的反应原理，列举所用的药品；
2．解释选用试剂、装置及收集方法的原因。
过程与方法
1．通过对获得二氧化碳气体的途径的讨论与分析，探究实验室制取二氧化碳的理想药品，树立多角度、多层次的观察和分析问题的意识；
2．通过对二氧化碳和氧气有关性质的比较，分析装置的不同，初步确立实验室制取气体的一般思路和方法；
3．通过设计、组装实验装置，体验、反思和完善设计，增强基本实验技能。
态度与价值观
通过开展探究活动，激发集体协作的意识。
教学重、难点及突破
重点
1．实验室制取二氧化碳的原理；
2．实验装置的设计与选择；
3．二氧化碳的收集方法及验满；
4．实验室制取二氧化碳的操作顺序；
5．实验室制取氧气、二氧化碳气体的比较。
难点
实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、制取方法以及检验方法。
教学突破
1．实验室制取二氧化碳的整个过程包括二氧化碳的实验装置的设计与选择、操作顺序以及二氧化碳气体的制取、收集及验满，可让学生进行自主探究，这样有利于学生理解实验室制取气体的思路和方法。
2．实验最后要引导学生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。
课时安排
一课时
教学过程
一、实验室制取二氧化碳的原理（约 分钟）
教师活动 学生活动
1．导入：可以生产二氧化碳的化学反应有很多，请大家根据我们上节课学过的知识回忆并总结一下。在学生回答的基础上给予补充：除了大家说的那两种反应之外，石灰石高温分解、大理石（或石灰石）与稀盐酸在常温下反应以及蜡烛、木柴、酒精等含碳物质的燃烧都可产生二氧化碳气体。 思考，回答：碳在氧气（或空气）中燃烧以及碳在高温下还原金属氧化物都可以生产二氧化碳气体。
2．提问：以上反应中哪类反应适合在实验室里制取二氧化碳气体 （不急于让学生回答） 思考，讨论
3．提问：根据前面学过的实验室制取O2的方法，设计实验室制取CO2的思路是什么 回忆，讨论回答：应从使用的药品、原理、装置、操作等几方面来设计思路
4．强调指出：有二氧化碳产生的化学反应不一定都适用于实验室制取二氧化碳，，这里首先要考虑可操作性，在可操作的前提下，再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是否利于收集等。分析以上几种反应是否适于实验室制取二氧化碳。 认真听见，思考，记录
5．讲述：因此实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应来制取二氧化碳气体，操作简便。展示药品大理石（或石灰石）和稀盐酸。板书化学方程式：CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+ H2O 观察药品色态：大理石是白色固体；石灰石是灰色固体；盐酸是无色液体。了解到大理石或石灰石的化学成分是碳酸钙，化学式为CaCO3。
二、实验室制取二氧化碳气体（约 分钟）
教师活动 学生活动
1．讲述：任何实验装置的设计都是由反应物的状态、反应时所需的条件、反应过程和生成物的性质等方面的因素决定的。请大家先来回忆一下实验室制取氧气的反应原理、所选用的药品和装置。 听讲，回忆，思考。
2．让学生参考实验室制取氧气的实验装置的设计思路来设计一套最佳的制取二氧化碳气体的实验装置。为学生提供实验仪器：大试管、烧杯、锥形瓶、酒精灯、长颈漏斗、带导管的双孔塞、导气管、玻璃片、集气瓶、水槽等。 教师在学生实验过程作适当指导，提供几个问题让学生在实验过程思考：（1）怎样检验生产的气体是二氧化碳 （2）二氧化碳能溶于水，密度比空气大，根据它的这两个特点，我们应该如何收集二氧碳 （3）二氧化碳是五色气体，是否收集满了观察不到，如何验满 （提示：氧化碳不支持燃烧）根据实验器材进行构思，对几种制取二氧化碳实验的设计形成最初模式。
3．根据上述提供的实验器材提问：（1）根据实验室制取CO2所用药品的状态、反应条件及气体的性质，应选用上述哪些仪器制取CO2？（2）上述仪器中，哪些可以作为反应器？（3）这些仪器应如何组装成实验室制取CO2的装置 分3—5人一小组，积极讨论，得出：（1）大试管（或锥形瓶或平底烧瓶）、长颈漏斗、带导管的双孔塞、导气管、玻璃片、集气瓶。（2）大试管、锥形瓶或平底烧瓶。（3）分组讨论，并设计出实验装置。
4．点评学生设计出的实验装置，选出最佳实验装置。讲述：可根据实验室的条件以及你所要制取气体的量来选择容器。若制取的量少，可选用试管；量多时，可选用其它大容量的容器。提问：长颈漏斗下端管口以及导管的位置与液面有何关系 听教师的点评，反思，修改装置，思考并回答：（1）长颈漏斗下端管口必须插入到液面以下，否则产生的气体会从长颈漏斗口跑掉。（2）导管伸入容器内无需太长，更不能插入到液面以下；若伸入到液面以下，气体就无法从导管口排出。
5．让学生用自己设计出来的实验装置进行二氧化碳气体的制取实验，要求最后每组都要收集满一瓶二氧化碳气体。教师在学生实验过程作适当指导，提供几个问题让学生在实验过程思考：（1）怎样检验生产的气体是二氧化碳 （2）二氧化碳能溶于水，密度比空气大，根据它的这两个特点，我们应该如何收集二氧碳 （3）二氧化碳是五色气体，是否收集满了观察不到，如何验满 （提示：二氧化碳不支持燃烧） 讨论实验方案，参考教材第111页进行实验，同时思考教师的问题：（1）将产生的气体通入澄清石灰水中，若产生白色沉淀，则表明生成的气体是二氧化碳：CO2+Ca（OH）2==CaCO3↓+H2O；（2）采用向上排空气法收集；（3）由于二氧化碳不支持燃烧，我们可以采用燃烧的木条置于集气瓶口来验满。
6．提问：实验室制CO2为什么用石灰石（或大理石）和稀盐酸来反应 能不能把大理石换成碳酸钠，用稀硫酸或浓盐酸代替稀盐酸 现在请大家动手做实验，通过观察实验现象来分析解决这个问题。 边实验边讨论，观察实验现象回答：碳酸钠跟稀盐酸反应十分剧烈，迅速产生大量气泡；石灰石跟稀硫酸反应，开始有气泡产生，过一会气泡逐渐减少，以至反应停止；浓盐酸的挥发性很强，会导致氯化氢气体混入产生的二氧化碳气体内。
7．总结实验操作中的注意事项：（1）按实验要求装配好仪器。（2）检验装置的气密性。（3）加入块状石灰石（或大理石）的方法。（4）由长颈漏斗加入稀盐酸并控制加入速度。（5）收集气体的正确方法。（6）掌握验满、检验二氧化碳的基本方法。 听讲，思考，识记。
三、实验室制取气体的注意事项（约 分钟）
教师活动 学生活动
1．提问：（1）实验室制取O2应该选择哪种装置 （2）观察制取O2、CO2这两种气体的装置有何异同，并完成以下表格（见板书）。 回忆实验室制取氧气的装置，思考，归纳，比较，用列表法回答（见板书）。
2．引导学生结合实验室制取氧气和二氧化碳气体这两个实验，总结实验室里制取气体应注意的事项。 思考，归纳，总结（进一步领悟物质的性质与制法之间的内在联系）：（1）选择适当的反应，包括反应物和反应条件。（2）选择合适的实验装置。（3）需验证所制得的气体。
3．投影课堂练习提，指导学生完成。 完成课堂练习题，巩固本课知识。
板书设计：
课题2 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、实验室制取气体的注意事项
1．实验室制取氧气、二氧化碳气体的比较
气体 O2 CO2
反应原理 双氧水催化分解、高锰酸钾受热分解 块状大理石与稀盐酸反应
化学方程式 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
发生装置
收集装置
检验方法 带火星的木条复燃 使澄清的石灰水变浑浊
2．实验室制取气体的注意事项二氧化碳制取的研究 教学设计（二）
教学目标
知识和技能：
（1）简述实验室中制取二氧化碳的反应原理；
（2）探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳；
（3）总结归纳实验室中制取气体的思路和方法。
过程和方法：
（1）通过对获得二氧化碳气体的途径的讨论与分析，探究实验室制取二氧化碳的理想药品，树立多角度、多层次的观察和分析问题的意识；
（2）通过对二氧化碳和氧气有关性质的比较，分析装置的不同，初步确立实验室制取气体的一般思路和方法；
（3）通过设计、组装实验装置，体验、反思和完善设计，增强基本实验技能。
情感态度和价值观：
（1）增强对化学实验的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣；
（2）树立相互合作、勤于思考、大胆实践的科学精神。
课型
新授课（学生实验探究活动课）
教学重点、难点
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
难点：从实验室制取气体的思路出发，学习二氧化碳的实验室制取方法
教学方法
分组实验法、实验探究法。
教学过程
[教学引入] 我们前面探究了氧气的实验室制法，今天我们来探究二氧化碳的实验室制法。请同学们把昨天发的探究方案拿出来。
[讨论与交流] 同学交流“探究方案”上的参考信息。
[活动与探究]
1．探究实验室制二氧化碳的理想原料
2．探究实验室制取二氧化碳的装置：
“探究方案”中各组实验操作时具体的装置：（可用自制仪器，也可选用桌上给定的某些仪器。注：学生事先不知道桌上给定有哪些具体仪器。）
每组桌上均有的仪器：玻璃导管、橡皮管、集气瓶、玻璃片、水槽
每组桌上提供的不同仪器分别为：
第一组：烧杯、过滤漏斗
第二组： 烧杯、破试管、铜丝、单孔橡皮塞
第三组：U型管、单孔橡皮塞、铁架台（带铁夹）、橡皮塞
第四组：平底烧瓶、单孔橡皮塞
第五组：锥形瓶、双孔橡皮塞、分液漏斗
第六组：试管、单孔橡皮塞、铁架台（带铁夹）
第七组： 锥形瓶、双孔橡皮塞、长颈漏斗
第八组：锥形瓶、单孔橡皮塞、注射器
第九组：带支管的烧瓶、橡皮塞
第十组：锥形瓶、单孔橡皮塞
3．实验室制二氧化碳的实践操作——制备并收集一瓶二氧化碳。
4．验证气体是二氧化碳。
[交流与展示]： 同学交流展示本组实验装置，讨论实验成败原因，并总结归纳实验最佳装置。
[比较与归纳]： 比较实验室制取氧气和制取二氧化碳的方法，归纳实验室制取气体的思路和方法。
[联想与反思]：同学与小组评价自己所设计和开展实验的情况，与同学合作进一步完善所设计的实验。写出实验探究报告。
“实验室制取二氧化碳的探究和实践”案例——化学实验探究课
班 组 组长 组内成员 探究时间
一、探究时参考信息：
1．碳酸钠（Na2CO3）和大理石或石灰石的主要成分碳酸钙（CaCO3）等碳酸盐均能与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）等酸反应生成二氧化碳。
2．二氧化碳的性质信息：（从生活经验和已有事实推测）
（1）把燃烧的木条放入二氧化碳中，木条 ，说明 。
（2）打开汽水瓶盖可观察到 ，这个事实说明二氧化碳在水里的溶解性： 且二氧化碳能与水反应。
（3）向石灰水中吹气，现象为 ，说明二氧化碳能与石灰水中的氢氧化钙[Ca（OH） 2]反应。
3．铜与稀盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）等酸不反应。
4．在标准状况下，二氧化碳的密度为1.977g/L，空气密度为1.293g/L。
二、探究内容：
1．探究实验室制二氧化碳的理想原料：（重点比较反应速度快慢）
可供选择原料有：石灰石（主要成分CaCO3）、碳酸钙粉末（CaCO3）、碳酸钠粉末（Na2CO3）、稀盐酸（有效成分HCl）、稀硫酸（有效成分H2SO4）。可供选择的仪器有：点滴板（或自制点滴板或试管）、胶头滴管、药匙。
步骤（可以用图式表示）：
观察记录：
结论：
2．探究实验室制取二氧化碳的装置：
（1）从下列给定的仪器（也可以从其它未给出的仪器）中选择适当仪器，以小组为单位，你们能设计几组制取二氧化碳的装置，画出它们的简图。并比较几组装置的优缺点，交流谈谈这样设计的理由。
设计的几组装置为：（可用装置图表示）
（2）用自制仪器或代用品或其它仪器设计的装置：
（3）实验操作时具体的装置：
3．实验室制二氧化碳的实践操作——制备并收集一瓶二氧化碳
（1）制取二氧化碳的操作步骤：
（2）验满方法：
4．验证气体是二氧化碳的操作：
现象为：
5．同学交流展示本组实验装置，讨论实验成败原因，并总结归纳实验最佳装置。
6．比较实验室制取氧气和制取二氧化碳的方法，归纳实验室制取气体的思路和方法。
实验室制取气体的思路和方法 制O2 制CO2
