資源簡介

二氧化碳的實驗室制法 二氧化碳對人類生活和環境的影響
素養目標
1．化學觀念：通過閱讀教材，了解實驗室制取二氧化碳的反應原理，通過實驗探究二氧化碳的實驗室制法。
2．科學思維：通過實驗的操作和觀察，初步學習實驗現象的觀察方法，學習歸納知識的思維方法；通過實驗室制取氧氣、二氧化碳裝置的比較，找出它們的異同點，滲透對比的方法以及物質的性質決定制法的思想方法。
3．科學探究與實踐：通過學習，學會運用觀察和實驗比較、歸納、總結等方法對所獲取信息進行加工；通過對實驗現象的討論，培養學生的歸納整理、交流合作能力。
4．科學態度與責任：結合實例體會化學用品的選擇和使用與物質性質的重要關系，認識合理使用化學用品的重要意義，形成合理使用化學用品的意識。通過認識自然界二氧化碳的循環及重要性，增強環保意識及人與自然和諧統一意識。
教學重難點
1．教學重點：實驗室制取二氧化碳的反應原理和實驗裝置。
2．教學難點：確定實驗室制取氣體的發生裝置和收集裝置的思路和方法。
教學過程
【情境導入】
【復習回顧】同學們是否還記得我們實驗室制取氧氣的方法步驟？
（試劑的選擇→發生裝置的選擇→收集裝置的選擇→組裝儀器→進行實驗→反思評價）
合作探究
探究點一 實驗室怎樣制取二氧化碳
我們知道，碳燃燒可以得到二氧化碳，但是這種方法難以收集到純凈的二氧化碳。
提出問題 我們在實驗室要用什么方法才能收集到純凈的CO2呢？
碳酸鈉、稀硫酸也是實驗室中常見的試劑，可以用碳酸鈉和稀鹽酸或者是碳酸鈣和稀硫酸反應來制取二氧化碳嗎？實驗室還有粉末狀的碳酸鈣試劑，用它來制取二氧化碳，效果會怎么樣呢？
討論交流 觀看《不同試劑反應制備二氧化碳》視頻，討論歸納。
歸納總結
制取二氧化碳試劑的選擇
試劑 反應速率
塊狀大理石 稀鹽酸 大量氣泡，反應速度適中
稀硫酸 少量氣泡，反應一會就停止
碳酸鈉 稀鹽酸 大量氣泡，反應很快
稀硫酸 大量氣泡，反應很快
粉末狀碳酸鈣 稀鹽酸 大量氣泡，反應很快
稀硫酸 少量氣泡，反應一會就停止
經分析可知：實驗室制取二氧化碳最理想的藥品是大理石（或石灰石）和稀鹽酸。
實驗原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
提問：制取二氧化碳要選用什么裝置呢？
2.制取二氧化碳發生裝置的選擇
依據：反應物的狀態、反應條件
制取O2 制取CO2
原料和狀態 是否加熱 裝置選用 原料和狀態 是否加熱 裝置選用
KMnO4固體 需加熱 固體加熱 稀鹽酸和大理石 不需加熱 固液常溫
H2O2溶液和MnO2固體 不需加熱 固液常溫
3.制取二氧化碳收集裝置的選擇
依據：氣體的密度和溶解性
密度與空氣比較 是否溶于水 裝置選用
制取O2 大于空氣 不易溶于水 向上排空氣或排水法
制取CO2 大于空氣 易溶于水 向上排空氣
課堂討論 實驗室制取二氧化碳和氧氣反應物的狀態和條件是什么？它們的密度和溶解性又有什么差異？
根據上述比較，分析制取二氧化碳和氧氣的發生裝置和收集裝置各有什么不同？
實驗活動
根據實驗室制取二氧化碳氣體的原理，設計一套制取二氧化碳的裝置，可供選擇的儀器如圖，也可以另選或自選儀器，還可以利用代用品。
根據以上儀器設計制取二氧化碳的裝置如下：
注意事項
長頸漏斗下端應浸入液面以下——防止氣體從長頸漏斗逸出（發生裝置）
導管應剛露出橡皮塞即可——利于氣體的導出（發生裝置）
導管應伸入集氣瓶底部——有利于排盡集氣瓶內的空氣（收集裝置）
提問：如何檢驗裝置氣密性？
如圖①所示，組裝好儀器后，先把導氣管的一端浸入水里，然后用手掌緊貼容器外壁，如果導氣管口有氣泡冒出，或者松開手，導氣管口浸水的一端形成一段高于水面的水柱，則表明裝置氣密性良好。
提問：如何驗滿呢？
驗滿：將燃著的木條平放在集氣瓶口，木條熄滅，說明CO2已滿
思考：為什么可以用圖④中所示的方法檢驗二氧化碳是否集滿？
二氧化碳不燃燒也不支持燃燒，將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則證明二氧化碳已集滿，否則未集滿。
提問：如何檢驗收集到的氣體是CO2？
檢驗：將氣體通入澄清石灰水(或往氣體中滴加澄清石灰水，振蕩)，石灰水變渾濁，說明該氣體是CO2。
進行實驗
觀看《實驗室制取二氧化碳》的視頻，注意觀察實驗的發生裝置和收集裝置，及驗滿方法。
實驗反思 比較實驗室制取二氧化碳的發生裝置與制取氧氣的有何不同？為什么會有不同？
制取氧氣的發生裝置為固體加熱型或固液常溫型，制取二氧化碳的發生裝置為固液常溫型，因為反應所需的試劑和反應條件不同。
思路與方法導引 觀看《實驗室制取氣體的一般思路與方法》的視頻
實驗室制取氣體的一般思路和方法：首先要研究實驗室制取氣體的化學反應原理，即選擇合適的反應物和反應條件(如常溫、加熱、加催化劑等)，然后設計制取氣體的實驗裝置，最后研究如何驗證制得的氣體就是所要制的氣體。
(1)確定原理時，需要綜合考慮反應的速率大小，產生的氣體是否易于收集、是否純凈，實驗操作是否簡單、安全，實驗過程是否會產生污染，以及試劑的價格等因素。
(2)實驗室制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分。選擇氣體發生裝置要根據反應物的狀態和反應條件；選擇氣體的收集裝置應考慮氣體的密度和氣體的溶解性及氣體是否與水反應。
(3)驗證氣體時，實驗現象要明顯。
探究點二 二氧化碳對人類生活和環境有何影響
對人類生活的影響
提出問題 CO2在生活中有哪些應用？
討論交流 學生結合生活討論歸納。
歸納總結
1.CO2不能燃燒，也不支持燃燒，可用來滅火。
2.干冰升華吸熱，可用作制冷劑，可用于保存食物和人工增雨。
3.CO2能促進光合作用，可用作溫室肥料(氣肥)。
4.CO2能溶于水，可用于制汽水飲料。
5.CO2能與多種物質反應，是化工原料，如制純堿，尿素等。
思考：進入久未開啟的菜窖或干涸的深井前應先做燈火試驗，估計環境中二氧化碳的濃度。為什么要做燈火實驗呢？
二氧化碳無毒，但它不能供給呼吸，所以人在二氧化碳濃度偏高的環境中，會感到氣悶、頭痛乃至窒息死亡。
二、二氧化碳對環境的影響
提出問題 CO2和溫室效應的關系？
討論交流 學生結合生活討論歸納。
歸納總結
溫室效應的危害：
全球變暖，冰川融化、海平面升高，淹沒沿海地帶
氣候反常，土地沙漠化
生態環境變差，生物物種減少，人類健康受到損害
控制溫室效應的措施
（1）減少煤、石油、天然氣等化石燃料的使用。
（2）開發利用太陽能、風能等清潔能源。
（3）開發、普及節能產品和技術。
（4）大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐。
（5）用物理或化學方法，人工吸收二氧化碳。
控制二氧化碳的排放量；發展“低碳經濟”，提倡低碳生活。
探究點三 自然界的碳循環和氧循環
提出問題 自然界的碳循環和氧循環都有非常重要的作用，碳循環和氧循環是怎么發生的呢？
討論交流 閱讀教材p162“自然界的碳循環和氧循環”的內容，討論歸納。
歸納總結
二氧化碳含有碳元素和氧元素，在自然界的碳循環和氧循環中都起到了非常重要的作用。
動植物的呼吸、含碳燃料的燃燒都消耗氧氣、產生二氧化碳；綠色植物和水中的藻類則通過光合作用吸收二氧化碳，放出氧氣。
【板書設計】
第2課時 二氧化碳的實驗室制法 二氧化碳對人類生活和環境的影響
一、實驗室怎樣制取二氧化碳
1.試劑的選擇
實驗原理：CaCO3＋2HCl==CaCl2＋H2O＋CO2↑。
2.發生裝置的選擇
3.收集裝置的選擇
二、二氧化碳對人類生活和環境有何影響
1.對人類生活的影響：
2.二氧化碳對環境的影響
溫室效應的危害
控制溫室效應的措施
三、自然界的碳循環和氧循環
【教學反思】
成功之處 本堂課通過對制取二氧化碳的學習，加深學生對知識的理解，并在教師的引導下整理、歸納出實驗室制取氣體的一般思路和方法。讓學生聯系已有的知識，獨立解決實驗中出現的具體問題，從而培養學生的創新思維和探究能力
不足之處 有些學生對實驗的裝置不敢大膽猜想和設計，需教師提供幫助和鼓勵

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