6.2探究二氧化碳的性质与制法（第二课时：二氧化碳的实验室制取）---2024--2025学年八年级化学鲁教版（五四学制）全一册

【最新版大单元设计】鲁教版初三化学全一册教学设计（五四制） 第六单元 碳和碳的化合物 第二节 探究二氧化碳的性质与制法 ——实验室里的“二氧化碳工厂” 素 养 目 标 1、化学观念： 掌握实验室制取二氧化碳的反应原理（碳酸钙与稀盐酸反应），理解气体发生装置和收集装置的选择依据。 2、科学思维： 通过对比不同实验装置的优缺点，建立“控制变量-优化设计”的逻辑分析能力。 3、科学实践与探究： 能独立完成二氧化碳的制取、检验及验满实验，并尝试改进装置（如小孔隔板、注射器控制反应）。 4、科学态度与责任： 认识二氧化碳的工业制取与环境保护的关系，初步形成绿色化学理念。 教 学 重 难 点 ‌重点‌：二氧化碳的实验室制取原理与实验操作（药品选择、装置组装、检验方法）。 ‌难点‌：气体发生装置的改进设计及科学原理分析。 教学方法 项目驱动法‌：以“碳中和实验室”为背景，设计“二氧化碳捕集与封存”微型项目。 ‌对比实验法‌：通过不同装置（简易型、隔板型、注射器型）对比，探究反应控制方法。 ‌角色扮演法‌：学生分组扮演“化学工程师”“环保检测员”等角色完成实验任务。 课型 新授课 教 学 流 程 【环节一】情境导入——碳捕实验室的“紧急任务” 【‌教师活动‌】 展示新闻视频片段：“某碳中和实验室需捕集CO₂用于珊瑚礁修复，但现有装置效率低下”。 发布任务卡：“请设计高效、安全的二氧化碳制取与收集装置”。 【‌学生活动】 小组讨论：根据已有知识（O2的制取），提出CO2制取的初步设想（药品、装置） 【环节二】药品选择——“碳酸盐家族”的化学反应 【‌教师活动‌】 实验演示： 1 碳酸钠粉末与稀盐酸反应（剧烈，产生大量气泡）。 2 碳酸钠粉末与稀硫酸反应（剧烈，产生大量气泡） ③ 碳酸钙块状与稀盐酸反应（适中，持续气泡）。 ④碳酸钙块状与稀硫酸反应（先反应后停止，生成微溶CaSO₄）。 提出问题：“为何工业制CO2选择碳酸钙而非碳酸钠？ 【‌学生活动】 填写实验记录表，分析反应速率与药品形态、浓度的关系，总结选择块状CaCO3和稀盐酸的原因 【环节三】装置设计——“智造”二氧化碳工厂 任务1：发生装置的选择 【‌教师活动‌】 提供材料：锥形瓶、试管、长颈漏斗、带小孔的隔板、注射器。 引导问题：“如何控制反应随时发生或停止？” 【‌学生活动】 分组组装三种装置（简易型；隔板型；注射器型），分析优缺点： 装置类型 优点 缺点 简易型 操作简单 无法控制反应 隔板型 可暂停反应 需倾斜容器 注射器型 精准控制液体量 成本较高 任务2：收集装置的选择 【‌学生活动】 根据CO₂的密度（＞空气）和溶解性（能溶于水），选择向上排空气法，并用燃着木条验满。 【环节四】分组实验——制取二氧化碳 【‌教师活动‌】 分发实验包：石灰石颗粒、稀盐酸、锥形瓶、集气瓶、玻璃片、澄清石灰水。 强调安全：佩戴护目镜，酸液溅出立即用大量清水冲洗。 【‌学生活动】 操作步骤： 组装简易发生装置（锥形瓶+长颈漏斗）。 添加药品（先固后液），收集一瓶CO₂。 检验气体：通入澄清石灰水，观察变浑浊。 验满：将燃着木条伸至集气瓶口，火焰熄灭。 记录现象并拍摄实验视频（用于课后作业）。 【环节五】实验改进——“智能控碳”装置挑战赛 【‌教师活动‌】 提出进阶任务：“如何让装置自动控制反应速率？” 展示创新装置：注射器或分液漏斗定量添加酸液控制反应速率、小孔隔板控制反应的发生和停止。 【学生活动‌】 分组改进原有装置： 方案A：在装置中增加注射器，实现酸液精准添加。 方案B：用多孔塑料板代替长颈漏斗，控制反应的发生和停止。 方案C：用分液漏斗代替长颈漏斗，控制反应的速率。 展示改进装置并解说设计原理。 【环节六】 归纳总结——从实验室到工业应用 【‌教师活动‌】 总结实验室制CO2的“三要素”：药品选择、装置设计、操作规范。 拓展工业应用：煅烧石灰石制CO2与碳中和技术的联系。 【学生活动‌】 填写“知识树”思维导图，梳理制取气体的核心思路 药品选择及反应原理‌ → ‌发生装置‌（固+固加热型 / 固+液常温型）→ ‌收集方法‌（排水法 / 向上/向下排空气法）→ ‌验满与检验 特 色 作 业 设 计 【‌课后任务】‌ 家庭实验‌：用鸡蛋壳（含CaCO3）和白醋制取CO2，用吸管将气体导入肥皂水，拍摄“CO2泡泡”视频。 ‌调查报告‌：查阅工业制CO2的方法（如煅烧石灰石、氨厂副产品），对比其与实验室法的异同。 ‌创意设计‌：绘制“未来碳中和工厂”概念图，需包含CO2捕集、封存及再利用环节。 板书设计 实验室里的“二氧化碳工厂” 1、反应原理‌：CaCO₃ + 2HCl == CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 2、‌装置选择‌： 发生装置：固液常温型（隔板/注射器优化） 收集装置：向上排空气法（密度＞空气） 3、‌检验与验满‌： 检验：通入澄清石灰水→浑浊 验满：燃着木条瓶口熄灭 4、‌绿色化学‌： 药品选择：块状CaCO₃减少浪费 装置改进：精准控制减少污染 教学评价 过程性评价‌：实验操作规范性（如长颈漏斗液封）、装置改进的创新性。 ‌成果性评价‌：家庭实验视频的完成度、调查报告的数据准确性。 ‌核心素养评价‌： ‌科学思维‌：能否从装置改进中归纳“控制变量”思想。 ‌社会责任‌：碳中和工厂设计是否体现低碳理念。 ‌实践能力‌：制取实验中是否关注安全与环保细节（如废液处理）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$