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二氧化碳制的研究

教学目标

知识与技能：掌握实验室制取二氧化碳的药品、原理、步骤、验满及检验的方法。

过程与方法：通过实验培养学生观察能力和动手操作能力。

情感态度与价值观：树立实事求是的科学态度。

教学重难点：

实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置及制取方法的学习。

从实验室制取氧气的设计思路和方法出发，学习二氧化碳的实验室制法。

教学过程:

在之前的学习中，我们已经知道，实验室制取氧气有三种方法，哪位同学能说一下这三种方法分别是什么呢？（同学们回答是分解高锰酸钾、分解氯酸钾和分解过氧化氢溶液三种方法）

人和其它动植物在呼吸的时候会吸进去氧气，呼出二氧化碳，那么实验室又是如何制取二氧化碳的呢？

要制取一种气体，我们首先应考虑哪些反应能生成这种气体，然后再通过分析它的原料来源，操作是否简单，制得气体纯度等方面去选择合适的方法。

同学们回忆一下，都有哪些反应能生成二氧化碳？

（同学们回答：有木炭在充足的氧气中燃烧，木炭还原氧化铜，天然气燃烧等）

那么这些反应作为实验室制取二氧化碳的原理是否合适呢？

木炭只有在氧气充足时燃烧才会生成二氧化碳，这时氧气很容易过量，从而导致制得的二氧化碳不纯。木炭还原氧化铜需要在高温条件下，操作有点复杂。而天然气燃烧同样面临氧气过量的问题，且天然气燃烧会同时生成水蒸气，若氧气不足木炭或天然气燃烧会生成一氧化碳，同样会导致制得的二氧化碳不纯。

除了上述这些反应，还有一种反应也可以生成二氧化碳。

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3

碳酸不稳定，会分解生成二氧化碳和水。所以总的方程式为：

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

但是若用纯碳酸钙与稀盐酸反应也面临一个问题，反应太快了，不利于我们收集气体，那怎么办呢？若碳酸钙不纯，则可以降低反应速率。

大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，它们还有杂质，所以它们与稀盐酸的反应速率就适中。因此，在实验室里我们就选择大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳。

实验室里常用的酸除了稀盐酸还有稀硫酸，能不能用稀硫酸来与大理石或石灰石反应制取二氧化碳呢？实际上这是不行的。因为稀硫酸与大理石反应会生成硫酸钙，而硫酸钙是微溶物，会附着在大理石表面，阻止反应进一步发生，因此我们很难持续大量的得到二氧化碳。

通过刚才我们的分析，我们可以得出：

实验室制取二氧化碳的药品为：大理石（或石灰石）与稀盐酸

实验原理为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

我们之前学习实验室制取氧气时已经学习过，一套完整的实验装置应包括发生装置和收集装置。在选择发生装置时应考虑反应物的状态和反应条件。收集方法包括向上排空气法、向下排空气法和排水集气法。选择收集装置时应考虑气体的密度及溶解性等。

发生装置：

收集装置：

下面我们一起来完成课本114页2的表格。

完成表格并得出结论：发生装置可选后两个，收集装置选第一个。

最后同学们想一下，我们该如何验满及检验二氧化碳呢？

用燃着的木条放在集气瓶口验满。

用澄清石灰水来检验二氧化碳。

整个实验的思路我们已经理清，下面我们就先来制取一瓶二氧化碳。

老师演示实验，并讲解实验注意事项：

检查装置气密性。

装药品。（先装大理石，再加稀盐酸。）

连接及固定装置。（按从下到上，从左到右顺序连接。）

验满。

检验二氧化碳。

最后，同学们自己动手制取一瓶二氧化碳。

同学们已顺利制取一瓶二氧化碳，总结制取气体的一般思路和方法：

确定制取气体的化学反应原理，即在实验室条件下，选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。

确定制取气体时应采用的实验装置，包括发生装置和收集装置。

确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。

四、板书设计：

二氧化碳制取的研究

一、实验药品

大理石（或石灰石）与稀盐酸

二、实验原理

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

三、实验装置

发生装置：

收集装置：

四、老师演示及学生操作实验

五、课后反思：

在学生学习的过程中，实验课是比较能引起学生学习兴趣的，学生们都急切地想动手操作实验。但我们应先让学生理解设计实验的思路，在实验过程中能认真观察并积极思考。尽量让学生做到内行看门道，避免出现外行看热闹的情况。同时，做实验时也应让同学们规范操作，注意安全。