8.3 二氧化碳实验室制法 教案

课题名称： 二氧化碳的实验室制法 主要参考教科书版本：北京出版社
教学指导思想
新课程改革明确提出义务教育阶段的化学课程要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界变化规律；指出化学是一门以实验为基础的科学，在教学中应创设以实验为主的科学探究活动，引导学生在观察、实验、交流讨论活动中学习化学知识，体验科学探究的过程，提高科学探究的能力。基于上述观念，根据本节课的特点和学生的认识发展规律，在进行“二氧化碳的实验室制法”内容教学时，本节课的教学基于以下的指导思想:
1.关注学生的已有经验。
根据学生已有知识、实验探究基础，设计本节课的三个环节，第一环节是探究实验室制备二氧化碳的药品，第二环节是探究实验室制备二氧化碳的发生装置，第三个环节是探究二氧化碳的收集方法和检验方法。这三个环节都依据学生的已有经验---氧气的实验室制备和二氧化碳的性质，以及学生已有探究的经验。
2.通过分析、对比、探究让学生体验气体制备时药品和装置的选择一般方法。
对气体制备方法认识最有效的认知手段就是通过自主探究、体验，本节课的教学将通过对二氧化碳实验室制法所用药品和装置的探究实验，使学生通过自己的观察、讨论、探究的基础上总结概括出二氧化碳的实验室制法，从而形成气体实验室制法药品和装置选择的一般方法和简单规律。
3.重视课堂教学中的师生互动。
现代课堂教学强调探究学习、自主学习和合作学习，这些学习方式落实到具体的课堂教学中离不开师生互动。在本节课的教学中，将通过实验过程中产生的现象、问题、困惑等引发学生的积极思考，激发学生探究的欲望等实现师生活动过程。
4.以化学基础知识教育学生, 培养学生的基本技能和能力。
坚持进行启发式教学, 注意激发学生的学习兴趣, 培养初步掌握科学的学习方法??在教学中教师要处理好知识、技能和能力的关系”。
教学内容分析
1.课程标准对“二氧化碳的实验室制法”要求
“二氧化碳的实验室制法”在课程标准中属于“身边的化学物质”主题中的二级主题“我们周围的空气”中的主要内容。课程标准要求学生“初步学习二氧化碳的实验室制取方法”。要求学生结合氧气的制取和收集装置，推理分析确定制取气体的发生和收集装置的因素，又需要优化装置，由感性到理性的学习。本节内容与课程标准中的三个主题都有联系。
主题
对本节内容的教学要求
科学探究
完成基础的学生实验；二氧化碳的实验室制取。
身边的化学物质
初步学习二氧化碳的实验室制取方法；了解自然界中的碳循环。
物质的化学变化
初步形成“在一定条件下物质可以转化” 的观点。
2.“二氧化碳的实验室制法”在教材中的地位和作用
本节课内容位于北京版化学九年级上册的第十单元“碳和碳的化合物”，本单元由“碳单质”“二氧化碳的性质与用途”“二氧化碳的实验室制法”三节组成，该节是本单元第三节，随着学生知识增长，学生借助二氧化碳这个台阶，除了完成二氧化碳的实验室制取，同时也在过程中完成实验室制取气体的一般思路的生成，实现了知识上从具体到一般，方法上从个例到通法的的提升，本节课也将对学生的化学基本实验、实验探究能力产生影响。
3. 教材对“二氧化碳的实验室制法”内容的处理
本节教材由三部分内容组成，第一部分是实验室制备二氧化碳药品的选择。该部分结合学生已有经验（产生二氧化碳的反应）和资料信息，通过学生的观察、记录、分析，引导学生得出实验室制备二氧化碳最适宜药品并归纳选择制备某种气体的药品一般考虑因素，从而初步实现药品选择的由具体到一般的第一次提升；第二部分是实验室制备二氧化碳发生装置的选择。本部分在学习实验室制备二氧化碳药品的选择基础上，学生探究二氧化碳的发生装置和收集装置。依据复习学案中学生对氧气实验室制法的复习和初步归纳提升，使学生从反应物状态和反应条件角度初步认识二氧化碳实验室制法的简易装置，再通过组内实验室制备二氧化碳发生装置的设计，逐步深化对发生装置和评价装置角度的认识。第三部分是实验室制备二氧化碳的收集方法。该部分结合学生已有的经验，确定二氧化碳的收集方法和验满方法。
4. “二氧化碳的实验室制法”的教学价值
通过本节内容的学习，通过分析、对比、探究让学生体验气体制备时药品和装置的选择一般方法。以具体知识为主线，关注隐藏在具体知识背后的能力主线，使学生既减少机械识记，增大意义识记，而且能够自我形成严整的知识体系，使学生的既有增长点，又有生长力。使学生掌握解决问题的一般方法作为教学的最根本任务。
学生情况分析
学生已有认识
本节知识的学习比较容易，学生在前面学习的氧气的实验室制法和二氧化碳的性质和用途，使学生已经具备了一些气体制备的实践经验和二氧化碳的收集、检验等相关知识，经历氧气、水两种常见物质的探究学习和分子、燃烧、质量守恒定律等学习过程中探究活动的开展，各项实验技术和探究方法等对于二氧化碳实验室制法进行探究的能力也已经具备，二氧化碳实验室制法药品的确定，学生在前面学习元素化合物知识和实验室制取氧气的基础上经过实验对比、分析即可完成；发生装置的确定则是在氧气制取的基础上经过讨论便可初步解决，本节的深化点就在发生装置的设计和评价；收集装置的确定对于学生已经了解二氧化碳的性质，没有任何难度。
2．学生学习障碍点
本节学习重点是二氧化碳的制取。对于药品的选择，学生通过对比，可能认为快速产生二氧化碳的好，如何突破这个错误认识，存在一点问题，而且选择实验室制备气体的一般原则的得出，需要学生自己生成有一定难度；在发生装置的设计上，对于利用压强能随开随用，随关随停的原理理解，个别学生会存在障碍。难点二氧化碳制取知识背后的学生思维提升，将具体的知识提升为普遍规律，这无疑也是学生归纳提升的难点。
教学目标
【知识与技能】
(1)了解实验室制取二氧化碳的反应原理，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。
(2)了解实验室制取气体的方法和设计思路。
【过程与方法】
通过探究实验室制取二氧化碳的过程，初步学会运用观察、实验分析、评价等方法，让学生初步体验化学实验的方法的科学性；归纳实验室制取气体的一般思路和方法。
【情感态度与价值观】
（1）通过实验、问题讨论、小组方案设计，培养学生求实、创新、合作的品质。
（2）通过探究活动，学生在较为轻松的气氛中完成知识的学习，保持了良好的学习情绪和兴趣。
教学重点、难点
【教学重点】
实验室制取二氧化碳原理、装置、操作的探究。
【教学难点】
实验室制取和收集二氧化碳的装置的探究；归纳实验室制取气体的一般思路。
教学流程图
教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
环节一
回顾
已有
经验
激发
认识
兴趣
4min
【提问】通过复习和学案一的完成，请说说实验室制取气体通常从几方面去研究？
【展示学案】制取氧气的经验及学习过的得到二氧化碳的反应。
【提问】你认为上述方法都适合实验室制取氧气吗？并说明理由。
【提问】用于实验室制备气体的反应通常具备什么特点？
药品、反应原理、发生装置、收集装置、验满、检验方法等
碳燃烧、一氧化碳燃烧、甲烷燃烧（含碳可燃物燃烧）；呼吸作用；高温煅烧石灰石（化学方程式计算）；大理石和稀盐酸（质量守恒定律）；碳还原金属氧化物；一氧化碳还原金属氧化物。
【结论】原料易得、条件简单和气体纯净，
已有知识引课
评价：是否适合用于实验室制二氧化碳
教师有意识将学生所说的方法归纳整理，使学生认识到元素守恒。
初步认识实验室制备气体药品选择的一般规律和原则。
环节二
运用
参考
资料
探究
制备
原理
18min
【展示资料】①常温下，含有碳酸根离子的物质与酸反应生成二氧化碳。②实验室常用的含碳酸根离子的物质有：碳酸钠、石灰石、大理石（主要成分是碳酸钙）。③实验室常用的酸有：稀盐酸、稀硫酸。④药品价格：碳酸钠：1300-1600元/吨
石灰石：60-150元/吨
【引导】请设计实验探究实验室制二氧化碳的药品。
【提问】通过刚才的实验和实验间的对比，你有什么发现和结论？
【提问】既然我们一致认为大理石和稀盐酸反应适合实验室制备二氧化碳，那你能试着写出该反应的化学方程式吗？
【提问】实验室制备气体的药品选择一般考虑哪些因素呢？
阅读资料，并设计实验，选择制取二氧化碳的药品。
实验，并及时记录实验现象。
生1：大理石与稀盐酸反应比较适合实验室制取二氧化碳。
生2：粉末反应太快了，不好控制。
生3：……
生1：CaCO3+2HCl=
CaCl2+H2O+CO2↑
小组内思考并讨论
自己发现：实验室制备气体在药品选择方面一般考虑哪些因素。
通过对比分析，确定了实验室制取二氧化碳的药品是稀盐酸和大理石。
引导学生把已有知识同陌生知识进行比较，学生先是无意的知识对比，产生新知识，进而希望以此为起点发展成为学生有意的学习行为。
培养学生基于资料，获取信息，提取有用信息，得出结论的能力。
引导学生自我发现，应用元素守恒、化合价代数和为零，综合实验现象等推测。
得出结论：实验室制备气体一般考虑元素守恒、气体纯净、 条件简单、廉价易得、速度适中等因素。
环节三
问题
情境
驱动
设计
装置
方法
20min
【提问】已知二氧化碳实验室制取所用的药品，依据药品状态和反应条件，结合实验室制氧气的发生装置的相关知识，请你用现有实验仪器和用品组装你认为可行的实验室制二氧化碳的发生装置。
【展示】
【启发】将图三装置中加入大理石并注入稀盐酸，在长颈漏斗处放燃着火柴。
【提问】你有什么新的认识？
【展示】
【提问】如何改进装置,使其能像前者那样容易控制，最好随开随用,随关随停?
【温馨提示】温馨提示：无非就是依靠外力或者其自身的某种作用力使二者分离。
【小结】发生装置的原则
【提问】怎样把制取出来的二氧化碳气体收集起来？
【提问】收集装置的选择一般依据气体的哪些性质？
【提问】如何验满？依据是什么?
【小结】验满
【设问】想不想试一试我们的装置？
【提问】请思考一下，在进行制备之前，我们还需要进行什么操作？如何检查装置气密性？
【提问】通过今天的学习，你有什么收获？
用现有仪器和用品设计组装实验室制二氧化碳气体的发生装置。
小组展示设计装置。
观察实验，体验装置的易错点
认识到长颈漏斗处漏气，长颈漏斗一定要伸入液面以下。
在教师的温馨提示下，设计并说明设计思路，
通过对比，分析讨论装置的异同点，体验装置的不断优化。

找到装置优化的基本思路。
思考氧气的收集和二氧化碳的性质，选择合适的集气装置。
密度、溶解性
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条立即熄灭，则二氧化碳已满。
回答：想
检查装置气密性
设计检查气密性的方法。
反思今天的收获。
通过学生实验
1．得出二氧化碳的发生装置。
2．设计装置，体验设计的不断优化和评价的角度。
逐级递进：
----简易装置
----随时加酸
----随开随用，随关随停
3．找出不同组装置的异同点，进行比较，找出实验室制取气体选择发生装置的原则和优化点。
认识气体收集方法的选择方法。
为下节课的学生实验做好铺垫。
借助二氧化碳的制取，完成实验室制取气体的一般思路。
环节四
归纳
提升
方法
实际
情景
应用
3min
【提问】已知：氯气通常情况下为有强烈刺激性气味的黄绿色的有毒气体。 密度比空气大2.5倍，可溶于水，难溶于饱和食盐水。自来水生产中通常用适量的氯气杀菌消毒。实验室制取氯气的原理如下：4HCl(浓)+MnO2
====MnCl2+Cl2↑+2H2O
如何选择装置？依据是什么？
【总结并板书】没有学过的气体，我们也能组装出正确的制气装置，原因是什么？
掌握方法远比记住一两个具体知识点更重要。
回答问题
方案讨论
组装实验室制取氯气的装置
体验从具体到一般，从个例到整体的方法
利用今天的知识，解决陌生问题，提炼方法，知识迁移。
真正体验并形成实验室制取气体的一般思路。将显性知识背后的隐形线索明朗化。
板书设计
实验室制备气体的一般方法
反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 元素守恒 气体纯净 条件简单
廉价易得 速度适中
依据：反应物的状态 反应条件
发生装置：
优化：简便易行 便于控制

只能用
收集
和
验满

检验 澄清石灰水 变浑浊 特性
教学特色
1.关注学生的已有经验。
根据学生已有知识、实验探究基础，设计本节课的两个环节，第一环节是探究实验室制备二氧化碳的药品，第二环节是探究实验室制备二氧化碳的发生和收集装置；两个环节都依据学生的已有经验---氧气的实验室制备和二氧化碳的性质，以及学生已有探究的经验。
2.通过分析、对比、探究让学生体验气体制备时药品和装置的选择一般方法。
对气体制备方法认识最有效的认知手段就是通过自主探究，体验，本节课的教学引导学生从纷繁复杂的化学变化中，通过对比分析，找到适合用于实验室制备二氧化碳的反应，又通过不断搭建台阶，在学生通过自己的设计、讨论、探究的基础上总结概括出二氧化碳的发生装置，在不断完善优化过程中，体验这些装置的相同之处和不同之处，从而建立装置设计的角度，建构设置装置的一般思路和方法。
3.重视课堂教学中的师生互动
现代课堂教学强调探究学习、自主学习和合作学习，这些学习方式落实到具体的课堂教学中离不开师生互动。在本节课的教学中，将通过实验过程中产生的现象、问题、困惑等引发学生的积极思考，激发学生探究的欲望等实现师生互动过程。