基础实验4 二氧化碳的实验室制取与性质第一课时教学设计-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取与性质（第一课时）”展开，聚焦二氧化碳制取原理、装置选择等核心知识。承接化学基础，为后续气体制取学习奠基。通过实验探究、讨论分析等环节，渗透化学观念、科学思维、探究实践、态度责任等核心素养。 本设计创新点在于趣味导入激发兴趣，采用分组实验、对比分析等特色教法。从学生层面提升思维与实践能力，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。

基础实验4 二氧化碳的实验室制取与性质（第一课时） 教学目标 （一）化学观念 形成 “物质由元素组成” 的观念，认识到二氧化碳由碳元素和氧元素组成，能从元素的角度分析其制取与性质。 理解 “物质的性质决定其用途，用途反映性质”，通过实验探究二氧化碳的性质，了解其在生活和生产中的应用，如灭火、制汽水等。 构建 “化学反应可以实现物质转化” 的观念，明白通过特定的化学反应，如石灰石与稀盐酸的反应，可实现从含碳化合物到二氧化碳的转化。 （二）科学思维 培养逻辑思维能力，在探究二氧化碳的实验室制取方法时，引导学生分析反应原理、实验装置选择的依据等，使学生能有条理地思考问题。 发展批判性思维，鼓励学生对实验方案、现象及结论进行质疑和反思，如思考为什么不能用稀硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳等。 提升创新思维，让学生尝试设计不同的实验装置来制取二氧化碳，培养学生的创新意识和能力。 （三）科学探究与实践 通过二氧化碳的实验室制取与性质实验，让学生经历 “提出问题、作出假设、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，提高学生的实验操作技能和解决实际问题的能力。 培养学生的团队协作能力，在实验过程中，学生分组合作，共同完成实验任务，学会相互交流、相互配合。 （四）科学态度与责任 培养学生严谨认真的科学态度，在实验操作中，要求学生严格遵守实验规范，如实记录实验现象和数据。 增强学生的环保意识和社会责任感，让学生了解二氧化碳与环境的关系，如二氧化碳排放过多会导致温室效应等，引导学生关注环境问题，积极参与环保行动。 重点难点 二氧化碳的实验室制取原理，即石灰石（或大理石）与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳 实验装置的选择与组装，根据反应物的状态（固体和液体）和反应条件（常温）选择固液不加热型发生装置，根据二氧化碳密度比空气大且能溶于水的性质选择向上排空气法收集装置。 二氧化碳的物理性质（无色无味气体、密度比空气大、能溶于水）和化学性质（不燃烧也不支持燃烧、能与水反应生成碳酸、能使澄清石灰水变浑浊）。 教学内容 （一）趣味导入 实验演示：教师表演 “清水变牛奶” 的魔术，将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，让学生观察石灰水变浑浊的神奇现象。 提问引导：提出问题 “大家知道这神奇变化背后的气体 —— 二氧化碳，是如何在实验室制取的吗？” 激发学生的好奇心和求知欲，顺利导入本节课的主题。 （二）反应原理探究 方案展示：展示几种可生成二氧化碳的反应方案，如碳酸钙与稀盐酸反应、碳酸钙与稀硫酸反应、碳酸钠与稀盐酸反应等。 分组实验：将学生分成小组，进行分组实验，分别观察不同反应的实验现象，记录反应的剧烈程度。 分析讨论：引导学生分析实验现象，讨论哪种反应更适合用于实验室制取二氧化碳。通过对比，得出碳酸钙与稀盐酸反应速率适中，便于收集，是实验室制取二氧化碳的最佳选择。 原理讲解：讲解碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式 CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑，强调化学方程式书写的规范性。 （三）实验装置选择 知识回顾：带领学生回顾实验室制取氧气的实验装置，包括发生装置和收集装置，分析选择装置的依据，如反应物的状态、反应条件、气体的密度和溶解性等。 小组讨论：给出实验室制取二氧化碳所需的仪器，让学生分组讨论，根据二氧化碳的反应原理和气体性质，选择合适的发生装置和收集装置。 交流展示：各小组代表展示所选装置，并阐述选择的理由。教师对各小组的方案进行点评，引导学生优化装置。 归纳总结：总结实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置，强调固液不加热型发生装置和向上排空气法收集装置的特点和使用注意事项。 （四）实验操作与气体检验 操作示范：教师进行实验室制取二氧化碳的操作示范，边操作边讲解实验步骤，包括检查装置气密性、装入药品、收集气体、检验和验满等，强调操作的规范性和安全性。 检查装置气密性：先将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。 装入药品：先在锥形瓶中加入几小块大理石（或石灰石），然后通过长颈漏斗加入稀盐酸，注意长颈漏斗下端管口要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。 收集气体：由于二氧化碳密度比空气大，能溶于水，所以采用向上排空气法收集。将导管伸到集气瓶底部，便于排尽空气，收集到较纯净的二氧化碳气体。 检验：将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳。 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。 学生实践：学生分组进行实验操作，制取并收集二氧化碳气体，教师巡视指导，及时纠正学生的错误操作。 检验验满：指导学生用澄清石灰水检验二氧化碳气体，观察石灰水变浑浊的现象；用燃着的木条放在集气瓶口验满二氧化碳，观察木条熄灭的现象，讲解检验和验满的原理。 （五）课堂小结 知识梳理：与学生一起回顾本节课的主要内容，包括实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、操作步骤、检验和验满方法。 方法总结：总结实验室制取气体的一般思路，为后续学习其他气体的制取奠定基础。一般思路为：确定反应原理（考虑反应速率、气体纯度、操作难易等）→选择合适的实验装置（根据反应物状态、反应条件确定发生装置，根据气体性质确定收集装置）→进行实验操作（注意操作规范和安全）→检验和验满气体。 （六）课堂练习 选择题：实验室制取二氧化碳时，不能用稀硫酸代替稀盐酸的原因是（ ） A. 稀硫酸不与碳酸钙反应 B. 稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应继续进行 C. 稀硫酸反应太慢 D. 稀硫酸易挥发 答案：B 解析：稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙，硫酸钙微溶于水，会附着在碳酸钙表面，阻碍反应进一步发生，所以不能用稀硫酸代替稀盐酸制取二氧化碳。A 选项稀硫酸与碳酸钙能反应；C 选项不是因为反应慢，主要是硫酸钙的影响；D 选项稀硫酸不易挥发。 填空题：实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ，收集二氧化碳用 法，因为二氧化碳 。 答案：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑；向上排空气；密度比空气大且能溶于水 解析：实验室用碳酸钙（大理石或石灰石主要成分）和稀盐酸反应制取二氧化碳。二氧化碳密度比空气大且能溶于水，所以用向上排空气法收集。 简答题：请简述检查实验室制取二氧化碳装置气密性的方法。 答案：先将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。 解析：利用热胀冷缩原理，手握容器使内部气体受热膨胀，若气密性好，气体会从导管排出形成气泡，松开手后温度降低，气体收缩，导管内形成水柱。 实验题：某同学在实验室制取二氧化碳时，发现收集的二氧化碳气体不纯，可能的原因有哪些？（至少答两点） 答案：①装置气密性不好，有气体泄漏；②长颈漏斗下端管口未伸入液面以下，气体从长颈漏斗逸出；③用了浓盐酸，浓盐酸易挥发，使收集的二氧化碳中混有氯化氢气体。 解析：气密性不好会使外界空气进入或内部气体逸出导致不纯；长颈漏斗未液封，气体就会从此处跑掉；浓盐酸挥发会使制取的二氧化碳中混入杂质氯化氢。 推断题：有一瓶无色气体，可能是氧气、二氧化碳、氮气中的一种。将燃着的木条伸入瓶中，木条立即熄灭。向瓶中加入澄清石灰水，振荡后石灰水变浑浊。该气体是哪种气体？说明理由。 答案：该气体是二氧化碳。理由：氧气能支持燃烧，燃着的木条在氧气中会燃烧更旺，而木条在该气体中熄灭，所以不是氧气；二氧化碳不支持燃烧且能使澄清石灰水变浑浊，氮气不支持燃烧但不能使澄清石灰水变浑浊，此气体能使澄清石灰水变浑浊，所以该气体是二氧化碳。 解析：根据氧气、二氧化碳、氮气不同的性质来推断。氧气助燃，二氧化碳和氮气不助燃，二氧化碳还能使澄清石灰水变浑浊，利用这些特性进行判断。 ( 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 $$