课题2 氧气和二氧化碳的性质 第2课时（教学设计）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

该初中化学教学设计聚焦二氧化碳的性质及用途，通过展示可乐、干冰舞台等生活图片导入，引导学生分享生活中二氧化碳的作用，自然衔接氧气性质的学习，构建气体性质探究的知识支架。 以实验探究为核心，设计倾倒二氧化碳灭蜡烛、软塑料瓶与水反应等实验，培养科学探究与实践能力，通过现象推理性质、建立性质与用途联系，发展科学思维，强化物质性质决定用途的化学观念，助力学生提升实验操作与证据推理能力，为教师提供清晰教学流程与实例支持。

课题2 氧气和二氧化碳的性质 第2课时 二氧化碳有哪些性质 一、知识目标 1.通过观察和实验比较，掌握二氧化碳的物理性质（通常情况下无色、无味、气体，密度大于空气，可溶于水，三态变化等）和化学性质（不可燃、不支持燃烧，与水反应生成碳酸，与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀）。 2.结合实例，说明二氧化碳的性质与应用（如灭火、制碳酸饮料、作气体肥料、制冷剂等）的关系。 3.了解二氧化碳对人体的影响以及澄清石灰水的保存方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识二氧化碳在生活中的用途，从微观上理解二氧化碳与水、氢氧化钙反应的实质。 2.证据推理与模型认知：通过实验现象推理二氧化碳的性质，建立性质与用途之间的联系模型。 3.科学探究与创新意识：通过实验探究二氧化碳的性质，培养学生的实验操作能力和创新思维。 一、教学重点 1.二氧化碳的性质（密度、溶解性、与水和氢氧化钙的反应）及其用途。 二、教学难点 1.二氧化碳与水反应的实验探究及碳酸的不稳定性，二氧化碳性质与用途的关系。 本节教学内容源于沪科版2024年版八年级化学全一册主题2《常见的物质（上）》专题1《空气、氧气、二氧化碳》课题2《氧气和二氧化碳的性质》的第2课时《二氧化碳有哪些性质》。二氧化碳是初中化学重点研究的物质之一，该内容在整个化学学习体系中有着承上启下的作用，它是在学生学习了氧气的性质和用途之后，进一步学习的又一重要气体。 本课时围绕二氧化碳的性质展开，教材首先通过介绍二氧化碳在生产生活中的多种用途，如作为“气体肥料”、生产碳酸饮料、灭火、作化工原料以及干冰的应用等，引发学生对二氧化碳性质的探究兴趣。接着，安排了多个实验来探究二氧化碳的性质，包括密度与燃烧性质实验、与水反应实验以及与澄清石灰水反应实验等，让学生通过观察实验现象，分析推理得出二氧化碳的相关性质。这种编排方式，注重理论与实践相结合，有助于学生更好地理解和掌握二氧化碳的性质，同时培养学生的观察能力、实验操作能力和逻辑思维能力。 教学对象是八年级的学生，他们正处于对世界充满好奇、求知欲旺盛的阶段，但在化学学习方面，知识储备和认知能力仍有一定的局限性。 在知识基础方面，学生在之前的学习中已经对氧气等物质有了一定的了解，掌握了一些基本的化学实验操作技能和化学用语，这为学习二氧化碳的性质奠定了基础。然而，对于二氧化碳这种既熟悉又陌生的物质，学生虽然在生活中有所接触，但对其性质的认识还比较肤浅，缺乏系统的了解。 在思维能力方面，八年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、生动的实验现象比较感兴趣，但在分析实验现象、总结归纳结论以及运用所学知识解决实际问题等方面的能力还有待提高。 在学习习惯和态度方面，部分学生已经具备了一定的自主学习能力和合作探究精神，但仍有一些学生依赖教师的讲解，缺乏主动思考和探索的意识。因此，在教学过程中，教师应充分利用实验的直观性和趣味性，激发学生的学习兴趣，引导学生积极参与实验探究活动，培养学生的观察、分析和归纳能力，同时注重引导学生将所学知识与生活实际相结合，提高学生运用知识解决实际问题的能力。 教学环节一 新课导入 【展示图片】同学们，老师先给大家展示几幅图片。（展示可乐、干冰云雾缭绕的舞台、大棚蔬菜种植的场景图片）大家仔细看看，这些图片中共同的主角是谁呀？（稍作停顿，引导学生思考并回答）没错，就是二氧化碳。它可是一种我们既熟悉又陌生的物质。说熟悉，是因为我们在日常生活中经常能接触到它，像喝的可乐里就有它；说陌生呢，它常被指责为全球变暖的“元凶”，但同时又是生命活动和日常生活中不可或缺的“帮手”。 【提出问题】大家能说一说在生活中还在哪些地方见到过二氧化碳发挥作用吗？（给学生一些时间发言，鼓励他们分享自己的生活经验，如灭火器灭火等） 【引出课题】看来大家对二氧化碳都有一定的了解。那今天，就让我们一起全面地认识它——二氧化碳，深入探究一下二氧化碳到底有哪些性质。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过展示生活中常见的与二氧化碳相关的图片，能迅速吸引学生的注意力，让学生将熟悉的生活场景与化学知识联系起来，激发他们对二氧化碳性质探究的兴趣。 2.提高课堂参与度：提出让学生分享生活中二氧化碳作用的问题，鼓励学生积极发言，参与到课堂互动中来，营造活跃的课堂氛围。 自然导入新课：从生活中对二氧化碳的初步认知，自然地过渡到本节课要探究的二氧化碳的性质，让学生明确学习目标，带着好奇心和求知欲进入新知识的学习。 教学环节二 二氧化碳有哪些性质 教学任务一 认识二氧化碳的用途 活动一： 引入二氧化碳 【引入】同学们，大家看屏幕上的图片，有可乐，还有干冰制造的云雾缭绕的场景。这些图片中共同的主角是谁呢？它是一种我们既熟悉又陌生的物质，它常被指责为全球变暖的“元凶”，但又是生命活动和日常生活中不可或缺的“帮手”。今天，就让我们一起全面地认识它——二氧化碳。 【设计意图】通过展示常见的与二氧化碳相关的生活场景图片，引发学生的好奇心和兴趣，自然地引出本节课的主题——二氧化碳。 活动二：了解二氧化碳的用途 【问题】请同学们结合生活经验和教材内容，思考二氧化碳在生产生活中有哪些用途呢？ 【学生活动】学生自主阅读教材相关内容，并进行思考和讨论，然后举手发言。可能回答出以下用途： 1.大棚蔬菜种植需要用二氧化碳做“气体肥料”。 2.生产碳酸饮料。 3.二氧化碳可用于灭火，二氧化碳灭火器是常见的灭火器。 4.二氧化碳是重要的化工原料，它常用于生产纯碱、化肥。 5.干冰易升华，吸收大量的热，可作制冷剂，用于食品冷藏保鲜和运输血液、疫苗的低温储存运输，还能制造舞台云雾背景、进行人工降雨和人工增雨。 【教师活动】对学生的回答进行补充和完善，展示相关的图片或视频，帮助学生更好地理解二氧化碳的用途。同时，讲解干冰的形成过程和原理，强调干冰不是冰，而是二氧化碳的固体。 【设计意图】培养学生的自主学习能力和归纳总结能力，让学生从生活实际出发，了解二氧化碳在多个领域的重要用途，增强学生对化学与生活联系的认识。 活动三 对应训练 【对应训练1】下列不属于二氧化碳用途的是（ ） A. 供给呼吸 B. 用于灭火 C. 做“气体肥料” D. 生产碳酸饮料 【答案】A 【解析】二氧化碳不能供给呼吸，氧气能供给呼吸，B、C、D选项均是二氧化碳的常见用途。所以答案选A。 【对应训练2】干冰可用于人工降雨，其原理是（ ） A. 干冰是冰，冰融化成水 B. 干冰汽化吸热，使空气中的水蒸气液化成小水滴 C. 干冰升华吸热，使空气中的水蒸气液化成小水滴 D. 干冰升华放热，使空气中的水蒸气液化成小水滴 【答案】C 【解析】干冰是固态二氧化碳，升华时吸收大量的热，使周围空气的温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，从而形成降雨。所以答案选C。 教学任务二 探究二氧化碳的性质 活动一 探究二氧化碳的物理性质 【引入】我们已经了解了二氧化碳的一些用途，那么这些用途反映了它有哪些性质呢？首先，我们来探究二氧化碳的物理性质。 【问题】二氧化碳在通常情况下是什么颜色、什么气味、什么状态的物质呢？它有怎样的三态变化？ 【学生活动】学生根据生活经验和教材内容回答：通常情况下，二氧化碳是无色、无味的气体。它可以通过加压降温变成液体，继续降温会变成白色固体（干冰），干冰升华时会吸收大量的热量。 【教师活动】展示二氧化碳三态变化的示意图，进一步讲解其过程和原理。 【设计意图】引导学生从二氧化碳的用途出发，思考其性质，培养学生的逻辑思维能力。通过回顾和讲解，让学生明确二氧化碳的物理性质。 活动二 探究二氧化碳的密度和是否支持燃烧 【问题】二氧化碳的密度比空气大吗？它支持燃烧吗？我们通过一个实验来探究。 【实验操作】教师在大烧杯中固定两支高低不同的蜡烛，点燃蜡烛并通过漏斗向烧杯中缓缓倾倒一瓶二氧化碳。让学生观察并记录实验现象。 【学生活动】学生认真观察实验现象，记录蜡烛由高到低依次熄灭。 【问题】根据实验现象，你能得出什么结论呢？ 【学生活动】学生思考并回答：二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧，且密度比空气的大。 【教师活动】对学生的回答进行肯定和总结，强调这是二氧化碳能灭火的原因。 【设计意图】通过实验探究，让学生直观地观察到二氧化碳的性质，培养学生的观察能力和证据推理能力。同时，加深学生对二氧化碳灭火原理的理解。 活动三 探究二氧化碳与水的反应 【实验操作】 向充满二氧化碳的软塑料瓶里迅速倒入半瓶水（提前滴加几滴紫色石蕊试液），旋紧瓶盖（不能漏气），充分振荡塑料瓶（注意，手轻握塑料瓶，尽量不用力挤压）。让学生观察并记录实验现象。 从软塑料瓶中倒出少量液体于一支试管中，对试管稍加热。让学生观察并记录实验现象。 【学生活动】 观察到软塑料瓶瓶身轻微压瘪，瓶内（紫色石蕊试液）液体变红。 加热后液体由红色又变回紫色。 【问题】实验1中，能说明二氧化碳与水发生反应的实验现象是什么？实验2中，加热试管产生的实验现象说明了什么？ 【学生活动】学生思考并回答：实验1中紫色石蕊试液变红，说明二氧化碳在溶于水的过程中还与水发生了化学反应，生成了能使紫色石蕊试液呈红色的碳酸，化学方程式为。实验2中加热后液体由红色变回紫色，说明碳酸是一种不稳定的物质，稍加热就会分解成二氧化碳和水，二氧化碳从水中逸出，石蕊试液重新变成紫色，化学方程式为。 【教师活动】对学生的回答进行点评和总结，强调二氧化碳与水反应的过程和碳酸的不稳定性。 【设计意图】通过实验探究，让学生亲身体验二氧化碳与水的反应，培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。让学生理解二氧化碳与水反应的原理和碳酸的性质。 活动四 探究二氧化碳与澄清石灰水的反应 【实验操作】教师向盛有澄清石灰水的试管里吹入二氧化碳，让学生观察溶液变化。待发生变化后，继续吹入二氧化碳气体，观察现象。 【学生活动】学生观察到石灰水由澄清变浑浊。 【问题】根据实验现象，写出该反应的文字表达式和化学方程式。 【学生活动】学生书写：文字表达式为二氧化碳 + 氢氧化钙 → 碳酸钙 + 水；化学方程式为。 【问题】如何保存一瓶澄清石灰水呢？为什么？ 【学生活动】学生思考并回答：澄清石灰水需密封保存，因为澄清石灰水吸收空气中的二氧化碳，会发生反应而变质，生成的碳酸钙附着在试剂瓶内壁。 【教师活动】对学生的回答进行肯定和补充，强调该反应常用来检验二氧化碳气体。 【设计意图】通过实验探究和问题讨论，让学生掌握二氧化碳与澄清石灰水反应的原理和现象，以及该反应的应用。同时，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。 【对应训练1】下列关于二氧化碳性质的描述中，正确的是（ ） A. 二氧化碳能使紫色石蕊试液变红 B. 二氧化碳能溶于水，且与水反应生成碳酸 C. 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，说明二氧化碳具有碱性 D. 二氧化碳密度比空气小，所以可以用向下排空气法收集 【答案】B 【解析】二氧化碳本身不能使紫色石蕊试液变红，是二氧化碳与水反应生成的碳酸使紫色石蕊试液变红，A选项错误；二氧化碳能溶于水，且与水反应生成碳酸，B选项正确；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀，不能说明二氧化碳具有碱性，C选项错误；二氧化碳密度比空气大，应用向上排空气法收集，D选项错误。所以答案选B。 【对应训练2】将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，然后加热，溶液颜色的变化是（ ） A. 先变红后变紫 B. 先变蓝后变紫 C. 先变红后变无色 D. 先变无色后变红 【答案】A 【解析】二氧化碳通入紫色石蕊试液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊试液变红；加热后，碳酸分解成二氧化碳和水，溶液又变回紫色。所以答案选A。 【对应训练3】检验二氧化碳是否收集满的方法是（ ） A. 将燃着的木条伸入集气瓶内 B. 将带火星的木条伸入集气瓶内 C. 将燃着的木条放在集气瓶口 D. 将澄清石灰水倒入集气瓶中 【答案】C 【解析】检验二氧化碳是否收集满，应将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，说明二氧化碳已收集满。A选项将燃着的木条伸入集气瓶内，只能检验集气瓶内是否有二氧化碳，不能检验是否收集满；B选项带火星的木条用于检验氧气；D选项将澄清石灰水倒入集气瓶中，用于检验二氧化碳，但不能检验是否收集满。所以答案选C。 教学任务三 总结二氧化碳的性质及对人体的影响 活动一 总结二氧化碳的性质 【问题】通过上述实验活动，我们探究了二氧化碳的哪些性质呢？请同学们进行总结。 【学生活动】学生回顾实验过程，总结二氧化碳的性质： 密度大于空气，不可燃，且不支持燃烧。 可溶于水，与水反应生成碳酸（），使紫色石蕊溶液变红。碳酸不稳定，容易发生分解，受热时分解生成的气体逸出，溶液又变成紫色。 与氢氧化钙[]反应生成白色的碳酸钙（）沉淀，常用来检验二氧化碳气体。 【教师活动】对学生的总结进行完善和强调，形成完整的知识体系。 【设计意图】通过总结，帮助学生梳理所学知识，加深对二氧化碳性质的理解和记忆。 二氧化碳的物理性 活动二 了解二氧化碳对人体的影响 【问题】二氧化碳对人体有什么影响呢？为什么在教室里学习时要保持教室通风？ 【学生活动】学生阅读教材内容，了解空气中不同体积分数的二氧化碳对人体健康的影响：空气中的体积分数约为，体积分数为时使人感到气闷、头晕、心悸；时使人感到气喘、头晕、眩晕；时使人神志不清、呼吸停止，以致死亡。学生回答在教室里学习时要保持教室通风是为了降低二氧化碳的浓度，保证空气清新，有利于身体健康。 【教师活动】对学生的回答进行肯定和补充，强调保持通风的重要性。 【设计意图】让学生了解二氧化碳对人体健康的影响，增强学生的安全意识和环保意识。同时，培养学生运用化学知识解释生活现象的能力。 活动三 对应训练 【对应训练1】下列关于二氧化碳对人体影响的说法中，错误的是（ ） A. 二氧化碳无毒，但空气中二氧化碳含量过高会使人窒息死亡 B. 二氧化碳能供给呼吸 C. 进入久未开启的菜窖前，要做灯火试验 D. 在人群密集的地方要注意通风换气 【答案】B 【解析】二氧化碳不能供给呼吸，空气中二氧化碳含量过高会使人缺氧窒息死亡，A选项正确，B选项错误；进入久未开启的菜窖前，做灯火试验可以检测菜窖中二氧化碳的含量，防止人进入后发生危险，C选项正确；在人群密集的地方，人们呼吸会产生大量的二氧化碳，要注意通风换气，保证空气清新，D选项正确。所以答案选B。 【对应训练2】在一个密封的小房间里，放着一盆燃烧的炭火，过一段时间后，人会感到气闷、头晕。其原因是（ ） A. 室内氧气减少，二氧化碳增多 B. 室内一氧化碳增多 C. 室内氧气减少，一氧化碳增多 D. 室内二氧化碳增多，一氧化碳增多 【答案】C 【解析】炭火在密封的小房间里燃烧，会消耗氧气，产生二氧化碳。同时，由于氧气不足，还会产生一氧化碳。一氧化碳有毒，会使人中毒，出现气闷、头晕等症状。所以答案选C。 二氧化碳有哪些性质 一、用途 1. 气体肥料 1. 生产碳酸饮料 1. 灭火 1. 化工原料 1. 干冰：制冷剂、人工降雨等 二、性质 （一）物理性质 1. 无色、无味、气体 1. 密度比空气大 1. 三态变化：气体→液体→白色固体（干冰），升华吸热 （二）化学性质 1. 不可燃，不支持燃烧 1. 与水反应 1. 与氢氧化钙反应 三、对人体影响 1. 不能供给呼吸 1. 不同体积分数对人体健康影响 1．下列二氧化碳的用途既跟它的物理性质有关，又跟它的化学性质有关的是 A．制冷剂 B．温室中做气体肥料 C．做化工原料 D．灭火 【答案】D 【解析】A、制冷剂，是利用干冰升华吸热，使周围的温度降低，与物理性质有关，故选项不符合题意； B、温室中做气体肥料，是利用二氧化碳和水在绿色植物和光能的作用下反应能生成葡萄糖和氧气，与化学性质有关，故选项不符合题意； C、做化工原料，如制汽水，是利用二氧化碳与水反应生成碳酸，与化学性质有关，故选项不符合题意； D、二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，密度比空气大，因此二氧化碳能够灭火，即利用了化学性质也利用了物理性质，故选项符合题意。 故选D。 2．下列有关二氧化碳的说法正确的是 A．二氧化碳是引发酸雨的“罪魁祸首” B．二氧化碳固体可用于人工降雨 C．二氧化碳可使用石蕊染成紫色的干燥纸花变红 D．二氧化碳有毒，不能制作碳酸饮料 【答案】B 【解析】A、造成酸雨的主要气体是二氧化硫和二氧化氮，选项错误； B、二氧化碳固体（干冰）升华吸热，可用于人工降雨，选项正确； C、二氧化碳不能使紫色石蕊变红，不能使用石蕊染成紫色的干燥纸花变红，可以使石蕊染成紫色的润湿纸花变红，因为二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸是紫色石蕊变红，选项错误； D、二氧化碳无毒，能溶于水生成碳酸，能制作碳酸饮料，选项错误； 故选B。 3．如图所示，在左、右两个等体积的很软塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石蕊试液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则观察到的现象是 A．左瓶没有任何变化，右瓶紫色石蕊试液变红 B．左、右两瓶紫色石蕊试液均不变色 C．左瓶右瓶都变瘪，试液都变红 D．左、右两瓶紫色石蕊试液均变红，左瓶变瘪，右瓶外形基本不变 【答案】D 【解析】从图示看出，左瓶收集的二氧化碳没有通入石蕊溶液中，右瓶收集的二氧化碳从石蕊溶液中通过，根据二氧化碳的性质，能溶于水，溶于水后生成碳酸，故左瓶中的二氧化碳溶于水后，瓶内气压减小，瓶子变瘪，石蕊变红；右瓶中的石蕊试液收集二氧化碳时已经变红，溶液也不能再溶解二氧化碳，故瓶子不会变瘪。故选D。 4．如图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊溶液染成紫色的干燥棉球。下列现象正确的是 A．①、②、③、④均不变红 B．①、④不变红，②、③变红 C．①比④先变红，②、③不变红 D．④比①先变红，②、③不变红 【答案】D 【解析】二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊变红。二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊变红。二氧化碳密度比空气大，下部的棉花先和二氧化碳接触。所以①、④变红，且④比①先变红。②、③不变红。故选D。 在本节课的教学中，通过实验探究引导学生认识二氧化碳的性质和用途，取得了一定的教学效果。实验操作吸引了学生的注意力，激发了他们的学习兴趣，学生积极参与讨论和思考。但也存在一些不足之处，比如在实验过程中，部分学生操作不够规范，导致实验现象不够明显，今后需要加强对学生实验操作技能的培训。此外，在讲解一些抽象的化学概念时，部分学生理解起来有困难，后续教学中应多结合生活实例，采用更通俗易懂的方式进行讲解，以帮助学生更好地掌握知识。 / 学科网（北京）股份有限公司 $