5.2 二氧化碳的实验室制法第二课时教学设计-2025-2026学年九年级化学沪教版（2024）上册

本文围绕二氧化碳的实验室制法展开，承接二氧化碳制取基础知识，为学生后续学习其他气体制取奠基。通过回顾旧知、实验装置创新等环节，培养学生化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养。 本教学设计亮点在于采用分组讨论、案例分析等特色教法，凸显学生主体地位。从学生层面提升其创新思维与问题解决能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

二氧化碳的实验室制法（第二课时） 教学目标 化学观念：通过对二氧化碳实验室制法的深入学习，帮助学生构建物质制备的基本观念，理解化学反应原理在物质制备中的核心作用，认识到不同物质的性质决定其制备方法的选择，同时体会化学实验在实现物质转化和获取纯净物质方面的重要价值。 科学思维：培养学生运用比较、归纳、概括等思维方法，对实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的方法进行系统对比，总结出实验室制取气体的一般思路，提升学生逻辑思维能力。通过对实验装置的创新设计和对实验数据的分析处理，锻炼学生的创新思维和批判性思维，使学生能够从化学原理的角度分析和解决实际问题。 科学探究与实践：以二氧化碳实验室制法的探究为载体，让学生经历提出问题、设计实验、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价等科学探究过程，提升学生的实验操作技能和科学探究能力。鼓励学生在小组合作中积极交流与协作，培养学生的团队合作精神和实践能力，使其能够将所学化学知识应用于实际情境中。 科学态度与责任：在实验探究过程中，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，让学生养成规范操作、仔细观察、如实记录实验现象和数据的良好实验习惯。引导学生关注化学知识在工业和生活中的应用，认识到化学对社会发展的重要贡献，增强学生对化学学科的认同感和责任感，同时培养学生的环保意识，使学生意识到合理利用化学知识可以减少对环境的负面影响。 重点难点 深入理解实验室制取二氧化碳的反应原理，能够熟练准确地书写化学方程式，并能清晰判断实验中的反应物与生成物。 全面掌握实验室制取二氧化碳的实验装置，包括发生装置和收集装置的选择依据及多种类型，熟悉实验操作的具体步骤、细节和注意事项。 从多个维度对实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的方法进行细致对比，总结归纳出实验室制取气体的通用思路和方法，为后续学习其他气体制取奠定基础。 学会对与二氧化碳制取相关的实验数据进行分析处理，运用所学知识解决工业、生活中涉及气体制取的实际问题，提高知识的应用能力。 教学内容 （一）知识回顾与导入 回顾旧知：通过课堂提问的方式，邀请学生回顾实验室制取二氧化碳的反应原理，随机抽取学生在黑板上板演化学方程式，检查学生对化学方程式书写的准确性和对反应原理的理解程度。同时，挑选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，教师针对学生回答进行点评和补充，强化学生对基础知识的记忆。 导入新课：展示工业生产中二氧化碳制取的相关图片或播放简短视频，向学生提出问题：“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？” 引发学生的思考和讨论，激发学生的探究欲望，从而顺利引入本节课的主题 —— 进一步深入探究二氧化碳的实验室制法以及与工业制法的关联。 （二）实验装置创新与原理深化 创新驱动：利用多媒体展示几套不同的二氧化碳制取实验装置改进案例，如带有分液漏斗可控制液体滴加速度从而控制反应速率的装置、利用多孔隔板和止水夹实现反应随时发生与停止的装置等。引导学生仔细观察装置的结构特点，思考这些改进措施是如何优化实验过程的，如通过控制反应速率使实验更加安全可控，通过实现反应的随时启停减少药品浪费等。 分组讨论：将学生分成若干小组，每组发放一套基础的二氧化碳制取装置（包括锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡皮塞、导气管、集气瓶等），同时给出一些特定的实验需求，如减少药品浪费、提高气体纯度、便于控制反应速率等。要求小组内成员展开讨论，如何对现有装置进行改进以满足这些需求。讨论过程中，教师巡视各小组，倾听学生的讨论内容，适时给予引导和启发，鼓励学生大胆提出创新想法，尝试画出改进后的装置草图并简要说明设计思路。 小组展示：各小组选派代表上台展示本小组的改进方案，利用实物投影展示改进后的装置草图，并详细阐述设计思路和预期能够达到的实验效果。其他小组的学生认真倾听，进行点评和提问，如对装置的可行性、操作的便捷性、是否真正能实现预期效果等方面提出质疑和建议。教师在学生讨论和交流过程中，引导学生从化学原理的角度去分析不同改进方案的合理性，加深学生对二氧化碳制取原理的理解，让学生明确反应物的选择、反应条件的控制等因素对实验的重要影响。 原理强化：结合学生展示的各种改进方案，教师进一步引导学生从化学方程式所体现的反应原理出发，分析装置改进与反应原理之间的内在联系。例如，讲解为什么通过控制液体反应物的滴加速度可以控制反应速率，这是因为化学反应速率与反应物的浓度和接触面积等因素有关，滴加速度影响了反应物的浓度变化。通过这样的分析，让学生明白实验装置的设计和改进必须以化学反应原理为依据，从而深化学生对二氧化碳制取原理的认识。 （三）气体制取方法对比与思路总结 列表对比：在黑板上画出一个表格，引导学生从反应原理（包括反应物、反应条件、化学方程式）、发生装置（依据反应物状态和反应条件选择的原因及常见类型）、收集方法（依据气体密度、溶解性及是否与水反应选择的原因及具体方法）、检验与验满（利用气体的化学性质进行检验和验满的方法及原理）等方面，对实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的方法进行全面细致的对比。学生在教师的引导下，自主填写表格内容，教师巡视检查学生填写情况，及时给予指导和纠正。填写完成后，教师邀请学生对表格内容进行总结发言，强化学生对三种气体制取方法差异和共性的认识。 思路总结：以实验室制取二氧化碳为例，结合刚才的对比分析，引导学生共同总结实验室制取气体的一般思路：首先，根据目标气体的性质，选择合适的反应物和反应条件，确定反应原理并写出化学方程式；其次，依据反应物的状态和反应条件选择合适的发生装置，根据气体的密度、溶解性及是否与水反应等性质选择合适的收集装置；最后，利用目标气体的化学性质确定检验和验满的方法。教师强调这一思路的通用性，鼓励学生在今后学习其他气体制取时运用这一思路进行分析和思考。 思路应用：给出几种新的气体制取情境，如已知某气体由固体和液体在常温下反应生成，该气体密度比空气小且难溶于水，要求学生运用刚刚总结的实验室制取气体的一般思路，分析并选择合适的反应原理（假设提供几种可能的反应物组合供学生选择）、实验装置（从给定的多种发生装置和收集装置图中挑选）和操作方法（简述实验步骤及注意事项）。学生独立思考后，进行小组内交流和讨论，然后每个小组选派代表发言，阐述本小组的分析过程和选择结果。教师对各小组的发言进行点评，对学生的正确思路给予肯定，对存在的问题进行纠正和指导，检验学生对实验室制取气体一般思路的掌握情况和应用能力。 （四）实验数据处理与实际问题解决 案例分析：展示一个与二氧化碳制取相关的实验数据案例，例如在一定质量的碳酸钙与过量稀盐酸反应的实验中，给出不同时间点记录下的产生二氧化碳的质量数据。要求学生根据这些数据在坐标纸上绘制反应曲线（以时间为横坐标，二氧化碳质量为纵坐标），通过观察曲线分析反应速率的变化情况（如反应初期、中期、后期反应速率的快慢及原因），并根据化学方程式和已知数据计算碳酸钙的纯度。教师先引导学生明确解题思路，如如何根据数据绘制准确的曲线、如何从曲线斜率判断反应速率变化、计算碳酸钙纯度时需要用到的化学方程式和相关数据关系等，然后让学生独立进行数据处理和计算，教师巡视指导，及时解答学生在解题过程中遇到的问题。 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，题目涉及不同的反应情境和数据形式，如改变反应物的量、反应条件等对实验结果的影响，以及根据实验数据计算其他相关物质的含量或分析实验误差原因等。学生在课堂上独立完成这些练习题，教师继续巡视，关注学生的解题情况，对有困难的学生进行个别辅导。 讲解点评：练习完成后，教师对学生的解题情况进行集中讲解点评。挑选具有代表性的学生答案进行展示，分析其中的正确之处和典型错误，强调解题的关键步骤和方法，如数据的正确读取和记录、化学方程式的准确运用、计算过程中的单位换算和有效数字保留、对实验结果的合理解释和误差分析等。通过讲解点评，帮助学生进一步掌握实验数据处理和解决实际问题的方法和技巧，提高学生的解题能力和综合素养。 （五）课堂小结与作业布置 课堂小结：与学生一起回顾本节课的主要内容，重点强调二氧化碳制取装置的创新思路和依据、实验室制取气体的一般思路和方法的总结及应用、实验数据处理的方法和在实际问题解决中的重要性。通过提问的方式，让学生再次阐述关键知识点，强化记忆。同时，对学生在本节课中的表现给予肯定和鼓励，指出存在的问题和不足之处，为学生后续学习提供指导。 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，要求学生认真完成，巩固课堂所学知识。此外，安排一个小项目，让学生查阅资料，了解工业上制取二氧化碳的方法（如高温煅烧石灰石等），并与实验室制法进行对比分析，从反应原理、原料选择、设备要求、成本效益、环保等方面撰写一篇小报告，培养学生自主学习和查阅资料的能力，拓宽学生的知识面，加深学生对二氧化碳制取的全面认识。 （一）选择题 实验室制取二氧化碳常用的药品是（ ） A. 碳酸钙和稀硫酸 B. 碳酸钠和稀盐酸 C. 大理石和稀盐酸 D. 锌粒和稀盐酸 答案：C 解析：A 选项中碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应继续进行；B 选项碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，不易控制；D 选项锌粒和稀盐酸是制取氢气的药品。而大理石（主要成分碳酸钙）与稀盐酸反应速率适中，适合实验室制取二氧化碳。 下列关于实验室制取二氧化碳装置的说法正确的是（ ） A. 发生装置只能用固液不加热型 B. 收集装置只能用向上排空气法 C. 发生装置可以用固固加热型 D. 收集装置可以用排水法 答案：B 解析：实验室制取二氧化碳是用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，反应物为固体和液体，且反应在常温下进行，所以发生装置用固液不加热型，A、C 错误；二氧化碳能溶于水且密度比空气大，所以收集装置只能用向上排空气法，不能用排水法，B 正确，D 错误。 （二）填空题 实验室制取二氧化碳的化学方程式为_。 答案：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 实验室制取二氧化碳时，检验二氧化碳是否收集满的方法是_。 答案：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则二氧化碳已收集满。 （三）简答题 请简述实验室制取气体的一般思路。 答案：首先确定制备气体的反应原理，即选择合适的反应物及反应条件，写出反应的化学方程式；然后根据反应物的状态和反应发生的条件确定气体的发生装置，根据气体的密度、溶解性以及是否与水反应等性质确定收集装置；最后利用气体的化学性质确定气体验证和验满的方法。 实验室制取二氧化碳时，为什么不能用浓盐酸代替稀盐酸？ 答案：浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制取的二氧化碳中混有氯化氢杂质，导致收集到的二氧化碳不纯。 ( 第 1 页 共 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$