6.3二氧化碳的实验室制取教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

该初中化学教学设计聚焦二氧化碳的实验室制取，涵盖反应原理、装置选择、检验验满及气体制取一般思路。通过回顾已有二氧化碳生成方法并分析是否适合实验室制取，关联氧气制取经验搭建学习支架。 特色在于通过对比实验（碳酸钠与稀盐酸等三组试剂）探究最佳试剂培养证据推理的科学思维，类比氧气制取归纳装置选择体现物质性质决定装置的化学观念，小组合作设计装置并实验提升科学探究与实践能力。助力学生形成系统思维，为教师提供可操作的核心素养落实方案。

课题 二氧化碳的实验室制取 日期 节次 1 来源 人民教育出版社2024版化学九年级上册第145-148页 课型 新授课 授课对象 九年级学生 设计 目标确立依据 课标分析 一、课标摘录 《义务教育化学课程标准（2022年版）》针对本节课的要求有： 1.初步学习二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路与方法。P18页 2.能设计简单实验，制备并检验二氧化碳。P20页 3.初步学会运用简单的装置和方法制取某些气体。P14页 4.能正确选取实验试剂和仪器，依据实验方案完成必做实验。能说明必做实验的基本思路与方法，分析实验实施的合理性。 二、课标分解 （一）学生学什么： 1.了解实验室制取二氧化碳的反应原理（大理石/石灰石与稀盐酸反应，化学方程式）；探究实验室制取二氧化碳的发生装置（固液不加热型）与收集装置（向上排空气法）的选择依据，设计二氧化碳的检验（澄清石灰水）与验满（燃着的木条）方法 。 2.了解实验室制取气体的一般思路。 3.通过实验操作培养科学探究与实践能力；通过分析装置选择、试剂优劣形成证据推理的科学思维；树立规范操作、节约药品的科学态度与责任。 （二）学到什么程度： 1.能准确说出制取二氧化碳的试剂、反应原理及装置类型，清晰区分气体检验与验满的操作和现象差异。 2.能在教师指导下自主探究选择实验仪器并组装装置，合作完成二氧化碳的制取、检验与收集实验，且操作规范安全；能类比氧气制取经验，初步分析并归纳其他气体的装置选择思路。 3.能基于实验事实（如不同试剂反应速率差异）解释选择大理石与稀盐酸的原因，体现证据推理能力。 （三）学生怎么学： 1.通过对比实验探究试剂优劣（如碳酸钠粉末与稀盐酸反应过快、石灰石或大理石与稀硫酸反应中断的原因、石灰石或大理石与浓盐酸导致气体不纯），自主归纳适合实验室制取的试剂组合；结合氧气制取经验，分组讨论二氧化碳发生装置和收集装置的选择依据，形成初步方案。 2.参与“二氧化碳的实验室制取与性质”必做实验，动手组装装置、添加试剂、检验气体，记录实验现象并撰写简单报告，在操作中掌握规范（如长颈漏斗末端浸入液面下防止漏气）。实验后小组讨论分析成败原因（如收集的气体不纯可能是装置漏气），在交流中深化对原理和操作的理解。 3.以氧气制取为参照物，通过列表对比（反应物状态、反应条件、气体性质、装置类型），梳理气体制取的共性规律，构建“物质制备”的知识模型。 教材分析 1.内容分析：二氧化碳的实验室制取是初中化学“气体制备”主题的核心内容之一，以“原理选择→装置设选择→制取→收集与检验”为逻辑主线，形成系统性知识模块，教材先呈现“实验室制取二氧化碳的药品选择” 探究过程：对比碳酸钠与稀盐酸（反应速率过快，不易控制）、碳酸钙与稀硫酸（生成微溶于水的硫酸钙，覆盖碳酸钙表面，阻止反应持续）、碳酸钙与稀盐酸（反应速率适中，产物纯净，易收集）三组反应，最终确定碳酸钙（大理石或石灰石）与稀盐酸为实验室制取二氧化碳的最优药品。而装置的选择则是引导学生对比“二氧化碳与氧气的制取原理差异”，进而推导二氧化碳制取装置的关键 ，即“无需加热，需满足固液接触反应，密度比空气大，能溶于水”。 2.地位分析：本课题“二氧化碳的实验室制取”是对单元知识的“实践延伸”—— 通过实验室制取二氧化碳，为后续“二氧化碳性质的实验探究”提供物质基础。在初中化学“气体制备”知识体系中，二氧化碳的实验室制取是继“氧气的实验室制取 后的又一核心内容，前序“氧气的实验室制取”让学生初步接触“固体加热型”、“固液不加热型”两套装置，形成“根据反应条件选择装置”的初步认知，而本课题通过“二氧化碳制取”的探究，进一步深化“根据反应物状态、反应条件、气体性质（密度、溶解性、是否与水反应）选择药品、装置、收集方法”的逻辑，帮助学生总结出“气体实验室制取的一般思路”：确定反应原理→选择实验装置（发生装置 + 收集装置）→制定操作步骤→检验与验满，为高中学习气体的制取奠定方法论基础。 3.作用分析：通过对比氧气与二氧化碳的制取原理、装置、收集方法，帮助学生突破“单一气体制取”的局限，建立“气体制取的通用模型”，理解“物质性质决定实验方案”的化学核心观念，为后续学习其他气体制取提供可迁移的思维框架。而完整的制取流程（气密性检查、药品添加、收集、检验、验满）要求学生规范操作，同时通过“误差分析”（如收集的二氧化碳不纯，可能是装置气密性不好、长颈漏斗未液封导致漏气等），能培养学生基于实验现象分析问题、解决问题的能力。 学情分析 学生在学习“二氧化碳的实验室制取”前，已具备一定化学基础与实验认知：通过氧气实验室制取的学习，掌握了气体制备的一般思路，能独立完成简单仪器组装与基本操作，且对二氧化碳的物理性质（如密度比空气大、能溶于水）有初步了解，为新知迁移奠定基础。但也存在明显认知短板：对“复分解反应”原理尚未系统学习，可能难以理解大理石（或石灰石）与稀盐酸反应的本质，易混淆“碳酸钠与稀盐酸反应过快不适合实验室制取”的原因；在实验设计与优化上，缺乏严谨性，如忽略“长颈漏斗末端需液封”的细节，对“用向上排空气法收集时如何验满、验纯”的逻辑关系梳理不清等。此外，学生虽有实验操作经验，但在“控制变量法”探究最佳实验药品（如对比不同酸、不同碳酸盐的反应效果）的思维层面仍需引导，且部分学生存在操作规范性不足（如固体药品取用、胶头滴管使用）的问题，需在教学中针对性强化，帮助学生实现从“模仿操作”到“自主设计与分析”的思维进阶。 学习目标 1.通过对比碳酸钠与稀盐酸、石灰石与稀硫酸、石灰石与稀盐酸的反应的实验现象进行分析，掌握实验室制取二氧化碳的最佳试剂及反应原理。 2.运用类比、分析、归纳的思维方法，探究实验室制取二氧化碳的装置，设计实验室制备并检验二氧化碳。 3.通过对比氧气与二氧化碳的制取过程，归纳实验室制取气体的一般思路为确定原理、选择装置、实验操作、收集与检验。 4.通过参与实验探究，体验化学实验的严谨性，养成规范探究的习惯。 评估任务 1.通过教师演示实验碳酸钠与稀盐酸、大理石与稀硫酸、大理石与稀盐酸的反应，能说出制取二氧化碳的最佳试剂，能写出总化学方程式。（对应学习目标1） 2.通过完成教材146页表格及对氧气制取的回忆，能说出发生装置和收集装置选择的依据。利用二氧化碳的化学性质，能掌握二氧化碳的检验和验满的方法。（对应学习目标2） 3.通过合作探究，能完整的完成二氧化碳的制取过程。通过氧气和二氧化碳的制取过程，嫩给总结归纳出制取气体的一般思路。（对应学习目标3、4） 教学过程 教学环节 学生的学 教师的教 评估要点 一、新课导入 学生结合已学知识思考与回答导入提问。 我们曾学过多种获得二氧化碳的方法，请同学们根据已有的知识积累和生活经验尽可能多的总结出来。 1蜡烛燃烧、木炭燃烧、木炭还原氧化铜、碳在高温下还原氧化铁、一氧化碳的燃烧、一氧化碳还原氧化铜、人或动物的呼吸… 这么多种获得二氧化碳气体的方法，是否都满足实验室制法的条件呢？下面，我们一同进行二氧化碳制取的研究。 能借助已学知识，通过教师引导分析，学会解决问题的方法。 二 、知识点导学，互动探究 1.从反应速率、可操作性、条件、安全性等方面评价以上得到二氧化碳的方法是否得当。并利用上述评价，观察教师演示实验，说出现象，得出制取二氧化碳的最佳原料为石灰石和稀盐酸。 2.小组合作探究，先完成教材146页表格，在分享制取气体的发生装置和收集装置的选择依据。 3.小组合作，完成制取二氧化碳的实验装置图，分享设计思想。 利用组装的仪器制取并收集一瓶二氧化碳，并检验。 导学一：实验室制取二氧化碳的化学反应原理。 【引导分析】分析评价上述制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法？ 【小结】以上方法首先考虑是否具备操作性、条件，操作是否便宜且产生气体速度是否适中，常温下含有碳酸根的物质与相应的酸反应都可以生成二氧化碳。 教师演示实验：提供大理石+稀盐酸、大理石+稀硫酸、碳酸钠+稀盐酸三组药品，观察反应现象（如下表）： 药品组合 反应现象 是否适合制取二氧化碳 大理石+稀盐酸 反应平稳，持续产生气泡 是（速率适中，易控制） 大理石+稀硫酸 初期产生气泡，很快停止 否（生成的硫酸钙覆盖大理石，阻止反应） 酸钠+稀盐酸 反应剧烈，气泡迅速溢出 否（速率太快，不易收集） 【得出结论】实验室制取二氧化碳的最佳药品为大理石（或石灰石）和稀盐酸。 【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。 【板书】原理：CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑ 导学二：实验室里制取二氧化碳的装置 【引导回顾】实验室制取氧气的方法。 【探究】小组合作探究：制取气体的装置包括发生装置和收集装置，根据实验室制取氧气总结确定发生装置需要考虑哪些因素？确定气体的收集装置需要考虑哪些因素？ 【结果分享】由反应物的状态和反应条件来确定发生装置。气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。例如：二氧化碳的制取中，反应物为“固体（大理石）+液体（稀盐酸）”，反应不需要加热，对比氧气（固固加热型、固液不加热型）的发生装置，推导二氧化碳的发生装置应为“固液不加热型”。根据二氧化碳“能溶于水且能与水反应、密度比空气大”的性质，不能用排水法，确定用“向上排空气法”收集。 【提问】氧气和二氧化碳的制取装置中有什么相同点和不同点。 【分析】用过氧化氢制取氧气时的发生装置与二氧化碳的相同，向上排空气法收集氧气与二氧化碳的收集方法相同。 【合作任务】布置学生用教材147页提供的仪器，先自己组装一套制取二氧化碳的装置图并画出草图，同学们分组讨论，提出各种装置的创意，由小组代表上台展示并讲解设计思想，其他小组同学分析评价。教师引导学生展示成果，分析设计方案的优缺点，总结归纳实验最佳装置。 【点拨】使用长颈漏斗时，思考“长颈漏斗的末端为什么要伸入液面以下？”（防止生成的二氧化碳从漏斗逸出）；“能否用分液漏斗代替长颈漏斗？”（可以，分液漏斗能控制稀盐酸的滴加速度，调节反应速率）。 【质疑】用向上排空气法收集二氧化碳时，如何判断已收集满呢？如何验证收集道德气体时二氧化碳呢？ 【小结】验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满。（利用二氧化碳不能燃烧不支持燃烧的性质） 检验：将生成的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。（利用二氧化碳能与氢氧化钙反应的性质） 导学二：实验室里制取二氧化碳的装置 【过渡】目前同学们已经学会了氧气和二氧化碳的制取，那么我们来归纳一下制取气体的一般思路吧。 【引导】教师引导学生思考：什么条件用什么试剂，通过什么反应来制取？（即确定制取气体的化学反应原理）试剂的状态是什么？气体的密度和溶解性怎么样？（设计制取气体的实验装置）？气体的性质有哪些？（验证得到的气体） 【总结思路】“药品→原理→装置→操作→检验”。 对比分析现象，能归纳实验室制二氧化碳的最佳试剂。能通过讲解反应原理，写出化学反应方程式。 通过小组合作探究，能说出制取氧气的发生装置和收集装置，对比选择依据，分析二氧化碳，能够说出“固液不加热型”和“向上排空气发”及对应的依据。 运用类比、分析、归纳的思维方法，能说出实验室制取二氧化碳的装置及需要的仪器，设计装置组合并能制备并检验二氧化碳。通过参与实验探究，体验化学实验的严谨性，养成规范探究的习惯。 通过对比氧气与二氧化碳的制取过程，归能说出实验室制取气体的一般思路为确定原理、选择装置、实验操作、收集与检验。 三、联系实际，运用知识。 完成导学案中课堂检测部分，并分享解题方法。 1.下列方法中最适合用于实验室制取二氧化碳的是( ) A.碳在空气中充分燃烧 B.稀盐酸和碳酸钙粉末反应 C.常温下稀盐酸与大理石反应 D.高温煅烧石灰石 2.实验室选择制取气体的装置时，可以不考虑的因素是（    ） A．反应物的状态  B．反应条件 C．所制气体的性质 D．所制气体的颜色 3.证明集气瓶中收集满二氧化碳的正确方法是（ ） A.加入澄清石灰水  B.加入紫色石蕊试液 C.把燃着的木条放在集气瓶口  D.把燃着的木条伸到集气瓶内 4.（2025山东中考改编）实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。 （1）装置A中仪器a的名称是________。 （2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，用大理石和稀盐酸制取二氧化碳。二者都可以选用的发生装置是________（填装置序号，下同），用排空气法收集两种气体都可以选用的收集装置是________。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式是__________，用装置C收集生成的氧气纯度偏低，原因可能是________（填序号）。 ①制取装置气密性不好 ②收集前，集气瓶中未注满水 ③收集完成时，集气瓶中仍有少量水 四、课堂小结 学生归纳整理完成表格。 1.归纳：实验室是如何制取二氧化碳的？ 原理 药品及状态 反应条件 装置 气体发生装置 气体收集装置 验满的方法 向上排空气法 检验的方法 1. 发生装置是由反应物的状态和反应条件来确定。 收集装置是由确定气体的密度和溶解性来确定。 学科网（北京）股份有限公司 $