基于认知冲突初探二氧化碳捕集之道学案.docx

PAGE

PAGE1

学案

子项目任务一基于认知冲突初探二氧化碳捕集之道

【任务】通过观察一瓶CO2和阅读教材P138，归纳总结CO2的物理性质和用途。

物质

颜色

气味

状态（常温、常压）

用途

CO2

无色

无臭

气体

问题1、阅读教材P138，归纳总结干冰的用途。

干冰可以做制冷剂；食品保鲜和运输；医疗上血液制品和疫苗的储存和运输；人工增雨等。

活动1探究二氧化碳的密度是否比空气大

问题2、请同学们以小组为单位，设计实验探究相同条件下二氧化碳的密度是否比空气大？并将实验方案图画在小白板上。

方案1方案2方案3方案4

方案1：气球中充空气，放入烧杯中，向烧杯中倾倒二氧化碳，气球飘起来。如果气球中是二氧化碳，放在空气中会下沉。说明二氧化碳的密度比空气大。

方案2：托盘天平两边各放1个烧杯，调节平衡，向一个烧杯中倾倒二氧化碳，天平指针向装二氧化碳的烧杯那边偏转。说明二氧化碳的密度比空气大。

方案3：利用杠杆原理，左右各套一个塑料袋，调节平衡。向1个塑料袋中倾倒二氧化碳，倾倒二氧化碳这边下沉。说明二氧化碳的密度比空气大。

方案4：阶梯蜡烛中倾倒二氧化碳，下面的蜡烛先熄灭。说明二氧化碳的密度比空气大。

实验6-3

如左图所示，将二氧化碳气体慢慢倾倒入烧杯中，观察现象并分析。

现象

蜡烛由下至上地熄灭

分析

二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。密度比空气大

活动2探究二氧化碳是否有氧化性

实验步骤

取一段用砂纸打磨后的镁条，先在酒精灯火焰上点燃，再立即伸入一瓶装满二氧化碳的集气瓶中。观察并记录实验现象。

现象

发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，且混有黑色颗粒。

反应原理

【思考】这两种方法适用于捕集大气中的二氧化碳吗？（提示：请同学们从原料的价格以及是否易得、反应中能源的消耗、产物是否清洁可利用等视角分析。）

不适合。镁条太贵。木炭还原氧化铜反应条件是高温，能耗大，且产生的一氧化碳有毒，对环境有污染。

氧化性子项目任务二基于控制变量深探二氧化碳捕集之道

氧化性

活动3探究二氧化碳是否溶于水

实验6-4

如左图所示，向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的1号塑料瓶中加入100ml水，立即旋紧瓶盖，振荡。观察现象并分析。

现象

塑料瓶变瘪

分析

二氧化碳能溶于水

氧化性1

氧化性

1

活动4探究二氧化碳是否与水反应

实验步骤：向1号塑料瓶中滴加适量紫色石蕊溶液，观察现象。

实验现象：1号塑料瓶中溶液变红。

提出问题：是什么物质使紫色石蕊溶液变红的呢？。

猜想与假设：猜想1水使石蕊溶液变红，猜想2二氧化碳使石蕊溶液变红，猜想3二氧化碳和水反应生成的新物质使石蕊溶液变红。。

设计实验验证猜想

验证猜想

设计实验方案

现象

结论

猜想一

H2O

①

纸花不变色

水不能使紫色石蕊溶液变红

猜想二

CO2

②

纸花不变色

二氧化碳不能使紫色石蕊溶液变红

猜想三

CO2与H2O反应生成的新物质

③

纸花变红

CO2与水反应生成酸使石蕊溶液变红

6.实验结论：二氧化碳与水反应生成的酸，为碳酸（H2CO3），碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色。。

写出CO2与水反应的化学方程式CO2+H2O=H2CO3。

问题3、根据以上对二氧化碳性质的探究，能用水捕集二氧化碳吗？可以，二氧化碳能溶于水且与水反应。

实验步骤

先将第③朵变红的纸花用镊子取出，再用吹风机吹干，观察现象。

现象

纸花由红色变成了紫色

结论

说明碳酸不稳定，易分解，受热分解更快。

反应原理

H2CO3=CO2↑+H2O

7.

问题4、除了可利用二氧化碳能溶于水且与水反应的性质来捕集二氧化碳，我们还能用什么物质来捕集二氧化碳呢？澄清石灰水、氢氧化钠溶液

子项目任务三基于可视化再探二氧化碳捕集之道

活动5探究二氧化碳是否与澄清石灰水、氢氧化钠溶液反应

实验步骤

1.分别向盛满二氧化碳的2号、3号塑料瓶中加入100ml澄清石灰水和100ml氢氧化钠溶液，迅速旋紧瓶盖，振荡，观察并记录实验现象。

2.比较1号、2号、3号塑料瓶的变化。

现象

①2号塑料瓶中澄清石灰水变浑浊，且塑料瓶变瘪；②塑料瓶变瘪程度由大到小分别是：3号2号1号。

结论

澄清石灰水和氢氧化钠溶液均能与二氧化碳反应。

反应原理

CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O(检验CO2)

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O(吸收CO2)

澄清石灰水

澄清石灰水

2