2021学年基础实验2 二氧化碳的制取与性质教学设计

第2章 身边的化学物质

基础实验2  二氧化碳的制取与性质 教案

教学目标

一、知识与技能

1.掌握二氧化碳的物理性质和化学性质；

2.知道自然界中二氧化碳的循环，温室效应跟二氧化碳含量的升高有关；

3.了解二氧化碳的主要用途。

二、过程与方法

1.通过图片、影像资料、实验等获取有关二氧化碳的相关知识，培养学生的观察、分析、归纳整理的能力。

2.通过实验探究，锻炼学生的实验操作能力。

教学重点

掌握二氧化碳的物理性质和化学性质。

教学难点

二氧化碳与水反应的实验探究。

新课引入

问题引入：课件出示与二氧化碳有关的五个关键词：温室效应、汽水、植物粮食、人工降雨、灭火，请学生猜猜是什么物质。    

教学过程

（一）二氧化碳的性质

[教师介绍]二氧化碳的状态变化

 视频展示干冰升华；图片展示干冰的应用。

[活动探究一]：二氧化碳与汽水（在教师指导下学生分组合作探究）

（1）展示几种常见含二氧化碳的饮料。

（2）观察汽水标签，发现二氧化碳和碳酸。（教师提问）为什么有些二氧化碳饮料成分中没有标注“二氧化碳”却标了“碳酸水”？

（3）打开汽水瓶盖，观察现象。

（4）在两只洁净试管中各倒入少量蒸馏水。倒掉一部分汽水，塞上带导管的单孔橡皮塞，轻轻晃动汽水瓶，将二氧化碳通入其中一只装有少量蒸馏水的试管中。

 （5）往两只试管中分别滴入几滴石蕊试液，观察颜色。

 （6）加热通过二氧化碳的那只试管中的溶液。观察现象。

  [教师引导]

[交流讨论]归纳出二氧化碳与水的反应，碳酸分解反应。

[活动探究二]：二氧化碳的检验。

  将汽水中产生的二氧化碳通入澄清石灰水中。观察现象。

[教师指导]:利用该原理检验二氧化碳。总结该反应的文字表达式。

[实验演示]：二氧化碳熄灭蜡烛。学生观察记录现象，分析实验说明了二氧化碳具有哪些性质。

[师生总结]二氧化碳的物理性质、化学性质和用途。

（二）二氧化碳的制取

[引言]上节课学过二氧化碳的实验室制法，本节课再作进一步的研讨。先请同学们回答以下问题。

1．实验室里用什么药品制取二氧化碳？写出有关反应的化学方程式。

[回答]实验室里用稀盐酸跟大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳。

CaCO3＋2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

2．请一位同学向大家介绍你所做过的两个家庭小实验：①纯碱跟醋酸反应。②鸡蛋壳跟盐酸反应。你在实验中看到哪些现象，得出什么结论？

[回答]①纯碱跟醋酸反应，产生二氧化碳气体。它使点燃的蜡烛火焰熄灭。

　　②鸡蛋壳跟盐酸反应，产生的气体使澄清石灰水浑浊，说明生成的气体是二氧化碳。鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐。

[讲解]纯碱（碳酸钠）、大理石、鸡蛋壳（主要成分是石灰石）都是碳酸盐。盐酸、醋酸都是酸。碳酸盐跟酸反应会生成碳酸，碳酸不稳定，容易分解，生成二氧化碳。这就是实验室制取二氧化碳的反应原理。

[讨论]是不是任何碳酸盐和任何酸都能作实验室制取二氧化碳的药品？

[设问]实验室制取二氧化碳时，能不能把碳酸钙换成碳酸钠，能不能用硫酸代替盐酸？这是上一节课布置给同学们思考的问题。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。

[实验](1)将石灰石分别加入盛有稀盐酸、稀硫酸试管中，观察发生的现象（两支试管同时做对比实验）。

(2)  将石灰石和碳酸钠分别加入盛有稀盐酸的两支试管中，观察发生的现象。

[提问]请两位同学分别描述实验中看到的现象。

[回答](1)石灰石跟稀盐酸反应，产生大量气泡。石灰石跟稀硫酸反应，开始有气体产生，过一会儿气泡逐渐减少，以至反应停止。

　　(2)碳酸钠跟稀盐酸反应十分剧烈，迅速产生大量气体。石灰石跟稀盐酸反应比碳酸钠缓和，也能生成大量气体。

[讲解]从上述两个实验可知，用硫酸代替盐酸跟石灰石反应，虽能产生二氧化碳，但是生成的硫酸钙微溶于水。它会覆盖在块状石灰石表面，阻止碳酸钙跟硫酸接触。而碳酸钠跟盐酸反应太快，生成的二氧化碳不容易收集。因此，实验室里通常是用石灰石跟稀盐酸反应来制取二氧化碳的。

从上述分析可以看出，研究制取气体的反应原理时，不仅要看该反应能不能发生，还要考虑到所选择的药品能不能顺利地制取气体。在家庭小实验中，同学们已经了解醋酸也能跟碳酸钙反应，产生二氧化碳。但是醋酸是弱酸，反应较慢，实验室也不采用。可见对具体问题要作具体分析，灵活掌握。

课堂小结

一、二氧化碳的性质

1.二氧化碳的物理性质

2.二氧化碳的化学性质

二、二氧化碳的制取

1.原理：碳酸盐跟酸反应，生成二氧化碳。

2.步骤：CaCO3＋2HCl = CaCl2＋CO2↑＋H2O

板书设计

基础实验2   二氧化碳的制取和性质

一、性质

二、制取

1.原理：碳酸盐跟酸反应，生成二氧化碳。

2.步骤：CaCO3＋2HCl = CaCl2＋CO2↑＋H2O

3.注意事项：

教学反思

本节力求达到知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维教学目标。二氧化碳跟生产生活关系密切，本节课设计从实际中来到实际中去，利用形象生动的图片、视频、多媒体课件，通过教师对温室效应、干冰升华的介绍，二氧化碳熄灭蜡烛的实验演示和学生对碳酸饮料的合作探究，分析归纳总结二氧化碳的性质和用途，学生学习兴趣高，学习主动性强，也充分发挥了教师的主导作用和学生的主体作用。考虑到课堂时间因素，本节课设计并没有对二氧化碳的相关知识面面俱到，有些内容留在了课后思考题中。学生活动探究中安排了二氧化碳与水反应、与石灰水反应两个主要实验，涉及到液体药品的取用、液体的加热等基本操作，操作难度不大，实验现象明显。而有一定难度的二氧化碳熄灭蜡烛的实验作为教师演示实验，有利于课堂时间的安排，也为以后学生的分组实验。

例题展示

类型一  二氧化碳的性质

例1  为了区别O2和CO2两瓶（或两种）无色气体，下列方法不可行的是（ B ）

A.分别通入紫色石蕊试液中

B.分别倒入适量NaOH溶液，振荡

C．用燃着的木条分别伸入瓶中

D．用塑料可乐瓶分别盛满上述两种气体后各倒入约1/5容积的水，盖紧瓶塞振荡

解析：A、紫色石蕊溶液遇酸变红，而二氧化碳会与水反应生成碳酸，也就是说二氧化碳通入紫色石蕊试液会使溶液由紫色变成红色，而氧气不会产生此现象，故A正确，B、二氧化碳虽然会和氢氧化钠反应，但是没有现象，而氧气也不会和氢氧化钠反应，故B错误，C、燃着的木条分别放入瓶中，燃烧更旺的气体为氧气；燃烧熄灭的气体为二氧化碳，故C正确，D、二氧化碳会溶于水，使瓶内的气压减小，瓶子变瘪，而氧气不易溶于水，现象不明显，故D正确，

类型二  二氧化碳的制取

例2  下列关于二氧化碳的收集方法正确的是(  C  )

A.只能用排水法收集

B.只能用向下排空气法收集

C.只能用向上排空气法收集

D.能用排水法或向上排空气法收集

解析：由于二氧化碳密度比空气大， 所以可以用向上排空气法收集;而二氧化碳能溶于水且与水反应，所以不能用排水法收集。

课后作业

一、当堂反馈

1.全球气候变暖正成为人类关注的环境问题，引起温室效应的主要气体是(  D  )

A、N2

B、O2

C、H2O

D、CO2

2.   同时进行以下实验，蜡烛火焰最先熄灭的是(  B   )

A、

B、

C、

D、

解析：A、C中的蜡烛放在正放的烧杯中，因为蜡烛能够长时间与氧气接触，所以能够燃烧很长时间；B、D中的蜡烛放在倒放的烧杯中，因为蜡烛只能够与烧杯中的氧气接触，所以燃烧时间比A、C中的蜡烛短；因为B、D中的烧杯完全相同，蜡烛燃烧生成二氧化碳，由于温度较高，二氧化碳的密度比空气小，在烧杯中上升，聚集在火焰上方，因为B中的蜡烛火焰高于D中的蜡烛火焰，所以B中的蜡烛最先熄灭．故选：B．

二、课后练习

1.鉴别空气、氧气和二氧化碳三种气体的最简单方法是 (  C  )

A．观察它们的颜色

B．用带火星的木条检验

C．用燃着的木条检验

D．用澄清石灰水检验

解析：A、三种气体都是无色的，不能用观察颜色来区分，故不可行；B、能够使带火星的木条复燃的是氧气，但带火星的木条在空气和二氧化碳中都有可能熄灭，所以不可行；C、将燃烧的木条伸入瓶中，木条燃烧无明显变化的气体为空气；木条燃烧更旺的气体为氧气；木条熄灭的气体为二氧化碳气体．现象明显，方案可行；D、分别加入澄清石灰水，因空气中含有一定量的二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，与通入二氧化碳的现象相似，难以鉴别气体是空气还是二氧化碳气体．方案不可行．故选：C．

2.扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等火灾，不会留下任何痕迹而使物品损坏，最适宜的灭火器具是  (   B  )

A.高压水枪

B.液态二氧化碳灭火器

C.干粉灭火器

D.泡沫灭火器

解析：液态二氧化碳汽化吸热使周围环境温度降到可燃物着火点以下，达到灭火目的，同时灭火时不会留下任何痕迹，不会损坏物品。