初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）二氧化碳的实验室制法教学课件ppt

这是一份初中化学沪教版（2024）九年级上册（2024）二氧化碳的实验室制法教学课件ppt，共31页。
5.2 二氧化碳的实验室制法（第二课时）教案​一、教学目标​（一）知识与技能目标​结合多个实验案例，深入理解实验室制取二氧化碳的原理，熟练书写化学方程式，准确判断实验中的反应物与生成物。​能够从原理、装置、操作等多个维度，对实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的方法进行全面对比，总结实验室制取气体的通用思路与方法。​运用二氧化碳制取的知识，分析并解决工业、生活中与气体制取相关的实际问题，提升知识应用能力。​（二）过程与方法目标​通过实验装置的创新设计与优化活动，培养学生的创新思维、实践操作能力以及团队协作精神。​在分析实验数据、解决实际问题的过程中，提升学生的逻辑思维能力、数据处理能力以及解决复杂问题的能力。​（三）情感态度与价值观目标​通过对实验的改进与创新，激发学生对化学实验的兴趣，培养学生勇于探索、敢于创新的科学精神。​引导学生关注化学知识在工业和生活中的应用，体会化学学科的价值，增强学生学习化学的动力。​二、教学重难点​（一）教学重点​实验室制取二氧化碳的原理、装置及操作细节，以及与其他常见气体制取方法的对比。​实验数据的分析方法，以及运用实验数据解决实际问题的能力。​（二）教学难点​根据实验目的和要求，对二氧化碳制取装置进行合理改进与创新。​从化学原理和实验操作层面，系统总结实验室制取气体的一般思路，并灵活应用于新情境。​三、教学方法​讨论法、实验探究法、案例分析法、练习巩固法​四、教学过程​（一）知识回顾与导入（5 分钟）​回顾旧知：通过提问和学生板演，回顾实验室制取二氧化碳的反应原理、化学方程式，检查学生对基础知识的掌握情况。同时，随机抽取学生简述二氧化碳制取的实验装置、操作步骤、检验及验满方法。​导入新课：展示工业生产中二氧化碳制取的相关图片或视频，提出问题：“实验室制取二氧化碳的方法能否直接应用于工业生产？工业制取二氧化碳又有哪些独特的要求和方法？” 激发学生的探究欲望，引入本节课的主题。​（二）实验装置创新与原理深化（15 分钟）​创新驱动：展示几套不同的二氧化碳制取实验装置改进案例，让学生观察装置的特点，思考这些改进如何优化实验过程，如控制反应速率、实现反应的随时发生与停止等。​分组讨论：将学生分成小组，每组给定一套基础的二氧化碳制取装置，要求小组讨论如何对其进行改进，以满足特定的实验需求，如减少药品浪费、提高气体纯度等。讨论过程中，教师巡视指导，鼓励学生大胆创新，提出多种改进方案。​小组展示：各小组选派代表展示本小组的改进方案，阐述设计思路和预期效果。其他小组进行点评和提问，共同探讨方案的可行性和优缺点。​原理强化：结合学生的改进方案，引导学生从化学原理的角度分析装置改进的合理性，进一步加深学生对二氧化碳制取原理的理解，明确反应物的选择、反应条件的控制对实验的重要影响。​（三）气体制取方法对比与思路总结（15 分钟）​列表对比：引导学生从反应原理、发生装置、收集方法、检验与验满等方面，对实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的方法进行全面对比，填写表格。​| 气体 | 反应原理 | 发生装置 | 收集方法 | 检验方法 | 验满方法 |​| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |​| 氧气 |​2KMnO 4​ ===Δ K 2​ MnO 4​ +MnO 2​ +O 2​ ↑ 或 ​2H 2​ O 2​ ===MnO 2​ 2H 2​ O+O 2​ ↑| 固固加热型（高锰酸钾制氧气）、固液不加热型（过氧化氢制氧气）| 排水法、向上排空气法 | 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气 | 用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满 |​| 氢气 |​Zn+H 2​ SO 4​ =ZnSO 4​ +H 2​ ↑| 固液不加热型 | 排水法、向下排空气法 | 点燃气体，产生淡蓝色火焰，罩在火焰上方的干冷烧杯内壁有水珠出现 | 用向下排空气法收集时，将燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明氢气已收集满 |​| 二氧化碳 |​CaCO 3​ +2HCl=CaCl 2​ +H 2​ O+CO 2​ ↑| 固液不加热型 | 向上排空气法 | 将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳 | 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满 |​讨论归纳：组织学生讨论实验室制取气体的一般思路，教师引导学生从确定反应原理、选择实验装置、规划实验步骤、进行气体检验和验满等方面进行总结。​思路应用：给出几种新的气体制取情境，要求学生运用总结的思路，分析并选择合适的反应原理、实验装置和操作方法，检验学生对实验室制取气体一般思路的掌握情况。​（四）实验数据处理与实际问题解决（10 分钟）​案例分析：展示一个与二氧化碳制取相关的实验数据案例，如在一定质量的碳酸钙与过量稀盐酸反应的实验中，记录不同时间内产生二氧化碳的质量，要求学生根据数据绘制反应曲线，分析反应速率的变化情况，并计算碳酸钙的纯度。​练习巩固：布置几道类似的实验数据处理和实际问题解决的练习题，让学生独立完成，教师巡视指导，及时解答学生在解题过程中遇到的问题。​讲解点评：对学生的解题情况进行点评，分析典型错误，强调解题的关键步骤和方法，如数据的正确读取、化学方程式的正确运用、计算过程的准确性等，提高学生解决实际问题的能力。​（五）课堂小结与作业布置（5 分钟）​课堂小结：与学生一起回顾本节课的主要内容，包括二氧化碳制取装置的创新、实验室制取气体的一般思路、实验数据的处理方法等，强调知识的重点和难点。​作业布置：布置课后作业，包括教材上与二氧化碳制取相关的拓展性习题，以及一个小项目，要求学生查阅资料，了解工业上制取二氧化碳的方法，并与实验室制法进行对比分析，撰写一篇小报告。​五、教学反思​本节课通过实验装置创新、方法对比、数据处理等教学活动，帮助学生深化了对二氧化碳实验室制法的理解，初步形成了实验室制取气体的一般思路。但部分学生在装置创新和实际问题解决方面仍存在较大困难，在今后的教学中，应加强对学生创新思维和实践能力的培养，提供更多与实际应用相关的教学案例，提高学生运用化学知识解决实际问题的能力。写出实验室制取氧气（O2）、二氧化碳（CO2）的化学方程式。MnO2MnO2△ △2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑2KClO3====2KCl +3O2 ↑2H2O2==== 2H2O+O2↑ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 ↑课堂导入1. 实验室为什么不选用水通电分解制取氧气？2. 实验室制取二氧化碳为什么不选择碳酸钠和稀盐酸？ 为什么也不选择碳酸钙和稀硫酸反应呢？3. 从哪些方面去评价一个实验方案的优劣？原理是否正确；操作是否简便、安全；反应速率是否适中；是否节能环保；是否经济等交流讨论：操作复杂、成本高等反应速率太快，不易控制会生成微溶的硫酸钙，阻止反应的继续进行加热固体 + 固体常温固体＋液体加热固体一、确定发生装置常温固体＋液体一、确定发生装置CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑一、确定发生装置操作和装置简单便于添加液体试剂可以控制反应速率可以控制反应的发生和停止排水集气法应装满水排空气法导管应接近集气瓶底部不易溶于水、不与水反应密度比空气大，且不与空气中的成分反应密度比空气小，且不与空气中的成分反应气体较纯（纯度高）气体干燥二、确定收集装置收集密度大于空气的气体二、确定收集装置长进短出排空气法收集气体：收集密度小于空气的气体短进长出二、确定收集装置排空气法收集气体：浓硫酸二、确定收集装置排水法收集气体：短进长出课堂练习1. 下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是 （　　） A B C DA课堂练习2. 下图是实验室制取气体的典型装置之一，能用这一装置制取气体的化学反应方程式是 （　　） A． B． C． D．BCaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑2KMnO4== K2MnO4+MnO2+O2↑Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑2NH4Cl+Ca(OH)2== CaCl2+2H2O+2NH3↑△△课堂练习3. 如图所示的装置有很多用途。下列使用方法不正确的是 （　　） A．排空气法收集氧气时，由a口进气 B．排空气法收集氢气时，由b口进气 C．排水法收集氢气时，由b口进气 D．排水法收集氧气时，由a口进气D课堂练习4. 如图是实验室制取气体的常用装置，试回答下列有关问题：(1)实验室制取二氧化碳的化学方程式为__________________________，装置C控制反应发生与停止的原理是：关闭弹簧夹，______________________________________________________________。试管内压强增大，试管中液体被压入长颈漏斗中，使得液体与固体分离，反应停止CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑课堂练习4. 如图是实验室制取气体的常用装置，试回答下列有关问题：(2)实验室中常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制备甲烷，选择的发生装置为____(填字母)，用装置E而不用装置D收集甲烷，原因是___________________。A甲烷密度小于空气课堂练习4. 如图是实验室制取气体的常用装置，试回答下列有关问题：(3)将装置G和量筒组合可以用来收集并测量H2体积，在装置G中气体应从导管___(填“a”或“b”)端通入。b7. 某兴趣小组在学习二氧化碳制取的研究课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。【提出问题】 二氧化碳能不能用排水法收集？【作出猜想】Ⅰ. 不能用排水法收集，理由是____________________________________。Ⅱ. 能用排水法收集。【查阅资料】Ⅰ. CO2不与碳酸氢钠反应，且难溶于饱和碳酸氢钠溶液。Ⅱ. CO2能与氢氧化钠发生反应(氢氧化钠溶液与石灰水的性质相似)。CO2能溶于水且与水反应【实验设计与操作】步骤一：小组同学用图1所示装置进行CO2气体的制取，在相同条件下，用如下3种方法，分别在3个规格相同的锥形瓶中收集产生的CO2气体。方法①：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，用排水法收集CO2备用，并记录从收集到集满一瓶CO2所需的时间t；方法②：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，采取与方法①相同时间t，用向上排空气法收集一瓶CO2备用；方法③：当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后，用向上排空气法收集，将燃着的木条放在瓶口验满后，立即盖上玻璃片备用。(1)请写出稀盐酸和石灰石反应的化学方程式：_____________________________________。(2)当气体发生装置开始产生CO2气体15 s后才开始收集气体，原因是______________________。(3)检验生成的气体是否为二氧化碳，涉及反应的化学方程式是__________________________________。CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O　排出装置内的空气Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O步骤二：将装有50 mL 5%的氢氧化钠溶液的注射器与压强传感器密封连接，再插入已经收集好CO2气体的锥形瓶中(如图2所示)。将注射器中的氢氧化钠溶液注入锥形瓶中，观察瓶内压强变化情况。【实验分析与结论】(4)用压强传感器测得密闭容器内压强随时间的变化关系如图3所示。根据实验结果可知，猜想________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)成立。(5)用燃着的木条验满CO2气体的方法________(填“可靠”或“不可靠”)。从收集的气体纯度考虑，方法________(填“①”“②”或“③”)更好。Ⅱ不可靠①步骤三：小组同学进一步实验，比较两种收集方法收集等体积气体所需时间及纯度情况。87. 5%(6)小组同学用氧气传感器分别测定排空气法和排水法收集的两瓶等体积CO2气体中O2的体积分数(数据如图4所示)，则用排水法收集的气体中CO2的体积分数约为________。(7)排水法和向上排空气法收集气体所需时间对照。小组同学分4组用排水法和排空气法分别收集1瓶(集气瓶的容积相同)CO2气体，记录所需时间，如表所示。综合上述实验，请你对CO2的两种收集方法作出评价：________________________________________________。排水法比排空气法收集的气体纯度高，且收集时间短避免一部分二氧化碳溶于水，节约试剂(8)直接用排饱和碳酸氢钠溶液的方法代替实验中的排水法收集二氧化碳，其优点是____________________________________。【点拨】(4)根据方法①和方法②的压强变化，可以看出方法①压强减小更多，说明反应消耗的二氧化碳更多，所以方法①收集的二氧化碳更多，因此可以用排水法收集二氧化碳气体，故猜想Ⅱ成立。(5)方法②和方法③都是向上排空气法收集二氧化碳，而压强减小更多的是方法②，说明用方法②收集到的二氧化碳更多，而利用燃着的木条验满后收集的二氧化碳较少，因此利用燃着的木条检验二氧化碳是否收集满是不可靠的；压强降至最低的是方法①，所以用方法①收集气体纯度最高。(6)根据图4可知，排水法收集的集气瓶内的水中溶解了一部分空气，排水法收集的气体中氧气为2. 5%，由于氧气约占空气体积的五分之一，所以此时内部含有空气的体积分数为2. 5%÷0. 2＝12. 5%，则剩余二氧化碳的体积分数为100%－12. 5%＝87. 5%。(7)根据实验数据可知，排水法收集气体所需时间短，且气体纯度高。(8)用排水法收集二氧化碳气体时，有部分二氧化碳会溶解在水中，但是二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液，这样就可避免浪费二氧化碳，节约试剂。 返回反应物状态（固体与固体、固体与液体等）反应条件（是否需要加热、使用催化剂等）确定发生装置收集原理知识总结反应原理气体的制取气体的性质（溶解性、密度、是否与水或氧气反应等）确定收集装置