《二氧化碳制取的研究》（教学设计）-【上好课】2022-2023学年九年级化学上册同步备课系列（人教版）

3.0 envi 2025-01-03 4 4 1.33MB 7 页 3知币
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课题 2 二氧化碳制取的研究
一、教材分析
《二氧化碳制取的研究》是人教版初三化学上册第六章第二节内容。本课题主要研究实验室
如何制取二氧化碳，安排在学习碳的单质和化学性质之后，具有由浅入深的作用。前一节学
习的碳与氧气，与某些氧化物反应的生成物里，虽然空气中有二氧化碳，但在化学实验中需
要的大量的二氧化碳气体还必须使用本节课所介绍的简便方法制取。由于学生已经在第二单
元学习了氧气的实验室制法，因此对于气体的制取原理、装置、收集还是比较熟悉的。本节
课通过探究实验既巩固了初中化学常见气体的制取方法，又培养了学生应用科学知识解决实
际问题的能力。
二、学情分析
本节课的重点是指导学生探究实验室制取二氧化碳的原理，掌握制取气体时实验仪器和收集
方法的选择。鉴于学生在第二单元已经学过氧气的实验室制法，具备一些制取气体的简单知
识，可以在实际操作中理解实验装置的选择，使学生尽快地从简单模仿到有目的地选择。
三、教学目标
1. 了解实验室制取二氧化碳的反应原理；
2. 探究实验室中制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳；
3. 总结并领会实验室制取气体的一般思路和方法，并初步学会选择合适的装置去制取一般的
气体。
四、教学重难点
教学重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、实验装置和制取方法。
教学难点：实验室中制取气体的思路和方法的培养。
五、教学过程
【视频引入】淀粉革命：二氧化碳合成淀粉
【讲解】2021 年9月24 号中国科学院天津工业生物技术研究所所长马延和带领团队在《科
学》发表二氧化碳人工合成淀粉的技术，在全世界范围内引起了广泛关注。该项技术对于我
国碳中和、粮食安全、太空探索等领域具有重要指导意义，一是可以解决粮食危机，缓解耕
地紧张，减少化肥、农业对环境的危害，二是可以减少碳排放，缓解气候问题，三是可以成
为外太空探索的有效保障。
【过渡】在实验室中研究二氧化碳之前，我们需要先制取它。今天我们就来探究一下实验室
中二氧化碳的制取吧！
【板书】二氧化碳制取的研究
【交流讨论】联系所学知识和日常生活，列举你所知道的能生成二氧化碳的反应。
（1）生物体的呼吸作用可产生二氧化碳
（2）碳在氧气中燃烧生成二氧化碳 C+O2=====CO2
（3）蜡烛燃烧可生成二氧化碳 石蜡+氧气
点燃
→ 二氧化碳+水
（4）木炭还原氧化铜，生成铜和二氧化碳 C+2CuO=====2Cu+CO2↑
【思考】这些方法中哪些适用于实验室制取的二氧化碳？
【总结】上述4个反应中，前 3个反应制取气体不纯，第 4个反应条件是高温，条件要求高，
不易操作，都不适合用于实验室制取氧气。实验室常用含碳酸根的化合物和酸在常温下制取
二氧化碳。
【查阅资料】含碳酸根离子的化合物能与稀盐酸(HCl)或稀硫酸产生较纯净的二氧化碳气体。
（1）Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2↑
（2）CaCO3+H2SO4 = CaSO4+H2O+ CO2↑
（3）CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑
【探究实验】学生利用提供的药品，以小组合作的形式进行以下实验，并完成实验报告。
实验 1：在试管①中取一定量碳酸钙粉末，再加入适量稀盐酸。
实验 2：在试管②中取一定量石灰石，再加入适量稀硫酸。
实验 3：在试管③中取一定量石灰石，再加入适量稀盐酸。
实验 4：在试管④中取一定量碳酸钠粉末，再加入适量稀盐酸。
实验报告如下表：
实验药品 实验现象 实验分析(是否适用于实验室制取气体）
1.碳酸钙粉末和稀盐酸
2.石灰石和稀硫酸
3.石灰石和稀盐酸
4.碳酸钠粉末和稀盐酸
小组交流实验成果，并确定实验室制取二氧化碳气体的药品。
【总结与交流】有二氧化碳生成的化学反应很多，但不一定都适用于实验室制取二氧化碳，
这里首先要考虑可操作性，在可操作的前提下，再考虑哪个更方便易行、原料是否易得、是
否利于收集等。实验 1和实验 4：反应的速率太快，产生的气体不利于收集，故不便采用；实
验2虽然开始会产生二氧化碳，但由于生成的硫酸钙是微溶物质，会覆盖在大理石的表面，
阻碍反应进一步进行。故也不便采用；实验 3操作简便，原料廉价，反应速率适中，气体易
于收集，反应条件易于控制且生成物无杂质。故实验室通常选用大理石（或石灰石）与稀盐
酸反应来制取二氧化碳。
【思考】1.实验室不用浓盐酸与石灰石反应制取 CO2的原因？
2.实验室不用稀硫酸与石灰石反应制取 CO2的原因？
3.实验室也不用碳酸钠、粉末状石灰石制取二氧化碳的原因？
【讲解】浓盐酸具有挥发性，使制得的气体中混有HCl 气体，所以不能用浓盐酸；稀硫酸与
石灰石反应生成微溶于水的硫酸钙，附着在石灰石表面，阻碍了反应的进行；碳酸钠、粉末
状石灰石制取二氧化碳时反应速率太快，不便控制。
【总结】在实验室里，常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳。石灰石的主
要成分是碳酸钙，大理石的主要成分也是碳酸钙，稀盐酸的主要成分是氯化氢和水，他们都
属于混合物，而当中的主要成分碳酸钙和氯化氢是属于纯净物。该反应的原理是，石灰石或
大理石中的碳酸钙与稀盐酸中的氯化氢反应，生成氯化钙和碳酸，
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2CO3，碳酸不稳定，很容易分解成二氧化碳和水，H2CO3=H2O+CO2↑。
将第一个反应式中的碳酸用水和二氧化碳加以替换，这样，就得到了该反应的总的化学方程
式：CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O +CO2↑
【过渡】实验室制取气体的装置一般分为发生装置和收集装置两部分，还记得实验室制取氧
气的装置图吧！你能分清其中的哪些部分属于发生装置吗？
【学生活动】二氧化碳和氧气的实验室制取及相关性质比较
制取原理 反应物的状态
反应条
件
发生装置
CO2稀盐酸与大理石（或石灰石）
O2
加热高锰酸钾
加热氯酸钾
分解过氧化氢溶液
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