第六单元课题3 二氧化碳的实验室制取教案-2025-2026学年人教版化学九年级上册

《课题3 二氧化碳的实验室制取》 姓名： 学科：化学 年级：九年级上册 课时：预习1课时 授课教师： 内容概览 本课题是继氧气实验室制取后的又一气体制备核心内容，是对气体制取思路和方法的巩固与应用。内容围绕二氧化碳实验室制取展开，先通过对比分析确定大理石（石灰石）与稀盐酸为最优反应原理，排除碳酸钠、稀硫酸等不合适试剂；再结合二氧化碳的物理性质，选择固液不加热型发生装置和向上排空气法收集装置；接着讲解装置的组装、操作步骤、气密性检查、验满与检验方法；最后梳理气体制取的一般思路，即 “确定反应原理→选择发生和收集装置→设计实验步骤→检验与验满”，为后续其他气体制备奠定基础，同时衔接二氧化碳的性质，体现化学知识的实用性和逻辑性。 四维核心素养 科学观念：建立 “物质性质决定制备方法和收集方式” 的化学观念，理解气体制取的内在逻辑。科学探究与创新意识：通过动手设计、组装实验装置，体验科学探究的完整过程，培养装置改进与创新能力。科学态度与社会责任：养成严谨的实验操作习惯，认识到实验室制取气体的实际应用价值，树立绿色化学和安全实验的意识。证据推理与模型认知：基于实验现象和物质性质推理实验结论，构建气体制取的通用模型。 重难点 重点：掌握二氧化碳实验室制取的反应原理、固液不加热型发生装置和向上排空气法收集装置的选择依据，熟记实验操作步骤、检验和验满方法。难点：理解选择试剂和装置的原因，能根据反应特点和气体性质分析并改进实验装置，形成气体制取的通用思路和方法，解决装置选择、误差分析等实际问题。 教学过程 一、情境导入，温故知新 上课伊始，展示生活中二氧化碳的应用场景：汽水冒泡、灭火器灭火、大棚气肥，提问 “这些生活中的二氧化碳是怎么来的？实验室中又该如何制取纯净的二氧化碳呢？”。随后引导学生回顾氧气的实验室制取方法，提问 “我们之前制取氧气时，是如何确定反应原理和收集装置的？”，让学生集体回答 “根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据气体密度和溶解性选收集装置”。 设计意图：从生活实际切入，激发学生的学习兴趣和探究欲望，让学生感受化学与生活的联系；通过回顾氧气制取的知识，搭建新旧知识的桥梁，让学生初步迁移气体制取的思路，为后续二氧化碳制取的学习做好铺垫，体现 “温故而知新” 的教学理念。 二、探究新知，确定反应原理 1. 提出问题：实验室制取二氧化碳，需要选择合适的反应物，我们知道含碳酸根的物质与酸反应能生成二氧化碳，那么碳酸钠、大理石（主要成分碳酸钙）分别与稀盐酸、稀硫酸反应，哪些组合适合实验室制取呢？ 2. 分组实验：为学生提供大理石、碳酸钠粉末、稀盐酸、稀硫酸四种试剂，让学生分组进行四组对比实验，观察实验现象，记录反应的剧烈程度。 3. 分析讨论：学生实验后，引导小组代表分享现象：碳酸钠与稀盐酸反应过于剧烈，不易控制；大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行；只有大理石与稀盐酸反应速率适中，持续产生气泡，适合实验室制取。 4. 总结原理：根据实验结论，明确实验室制取二氧化碳的反应原理 强调该反应为复分解反应，无化合价变化。 设计意图：通过分组对比实验，让学生亲身体验试剂选择的过程，培养动手操作能力和观察分析能力；让学生在实验中发现问题、分析问题、解决问题，理解试剂选择的依据，突破 “反应原理确定” 的知识点，同时培养学生严谨的科学探究态度。 三、分析性质，选择实验装置 1. 回顾装置选择依据：再次强调气体制取的装置分为发生装置和收集装置，发生装置由 ** 反应物状态（固、液、气）和反应条件（加热、不加热）决定，收集装置由气体的密度（与空气比较）和溶解性（是否溶于水、是否与水反应）** 决定。 2. 分析发生装置：引导学生结合二氧化碳的反应原理分析，反应物为大理石（固体）和稀盐酸（液体），反应条件为常温、不加热，因此确定发生装置为固液不加热型。展示固液不加热型的两种常见装置：试管 + 单孔塞（带导管）、锥形瓶 + 长颈漏斗 + 双孔塞，让学生观察区别，说明长颈漏斗的作用是方便添加液体试剂，同时强调长颈漏斗下端必须伸入液面以下，形成 “液封”，防止生成的二氧化碳从长颈漏斗逸出。 3. 分析收集装置：展示二氧化碳的物理性质数据：密度比空气大（相对分子质量 44，空气平均 29），能溶于水且与水反应生成碳酸。引导学生推理：二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集；密度比空气大，可用向上排空气法收集。展示向上排空气法的装置，强调导管必须伸入集气瓶底部，目的是排尽集气瓶内的空气，收集到纯净的二氧化碳。 4. 装置组装：让学生结合教具，动手尝试组装完整的实验装置，教师巡视指导，纠正装置组装中的错误，如导管伸入试管过长、集气瓶瓶口未朝上、长颈漏斗未液封等问题。 设计意图：让学生根据已学的装置选择依据，自主分析二氧化碳的制取装置，培养知识迁移能力和逻辑推理能力；通过动手组装装置，让学生直观掌握装置的结构和注意事项，突破装置选择的重点；教师的巡视指导能及时纠正学生的错误，培养学生规范的实验操作习惯。 四、梳理步骤，明确检验与验满 1. 梳理实验操作步骤：引导学生结合装置特点和实验要求，自主梳理实验室制取二氧化碳的完整步骤，教师补充完善，总结为 “查、装、加、收、验”：①查（检查装置气密性）：讲解热胀冷缩法检查气密性的操作，将导管一端伸入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段稳定的水柱，说明气密性良好；②装（装入固体药品）：向试管或锥形瓶中加入大理石（石灰石），块状固体用镊子夹取，注意防止打破容器；③加（加入液体药品）：通过长颈漏斗或胶头滴管加入稀盐酸，加至浸没固体即可；④收（收集气体）：用向上排空气法收集，将导管伸入集气瓶底部；⑤验（检验与验满）。 2. 区分检验与验满：提出问题 “如何证明集气瓶内的气体是二氧化碳？如何证明集气瓶内已收集满二氧化碳？”，引导学生结合二氧化碳的化学性质分析：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，能使燃着的木条熄灭。由此明确：检验是验证气体是否为二氧化碳，操作是将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明是二氧化碳；验满是验证气体是否收集满，操作是将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明已收集满。强调验满时木条必须放在瓶口，不能伸入瓶内，避免混淆检验和验满的操作。 设计意图：让学生自主梳理实验步骤，培养归纳总结能力；通过对比提问，让学生区分检验和验满的不同，突破本节课的易混点；详细讲解操作要点，让学生掌握规范的实验操作，培养严谨的科学态度。 五、分组实验，动手制取气体 1. 实验要求：向学生明确实验目的：动手制取一瓶二氧化碳，并完成检验和验满；强调实验注意事项：遵守实验室规则，注意安全，稀盐酸具有腐蚀性，避免沾到皮肤；实验结束后及时整理实验器材，将废液倒入指定容器，保持桌面整洁。 2. 动手实验：学生以小组为单位，动手进行实验，从装置组装、气密性检查，到药品添加、气体收集，再到检验和验满，完整体验二氧化碳的实验室制取过程。教师巡视各小组，及时指导遇到问题的小组，如气密性检查不成功、收集的气体无法使澄清石灰水变浑浊、验满时木条不熄灭等问题，分析原因并帮助解决。 3. 实验总结：实验结束后，邀请各小组分享实验成果和遇到的问题，教师针对共性问题进行讲解：如气密性检查不成功可能是装置连接处松动，收集的气体无法使澄清石灰水变浑浊可能是试剂变质，验满时木条不熄灭可能是导管未伸入集气瓶底部，空气未排尽等。 设计意图：通过分组动手实验，让学生将理论知识转化为实际操作，体验科学探究的完整过程，培养实验操作能力和团队协作能力；教师的巡视指导能及时解决学生的实验问题，让学生掌握实验技巧；实验总结能帮助学生梳理实验中的问题，加深对知识点的理解，同时培养学生的反思能力。 六、归纳总结，构建通用模型 1. 梳理本节课核心知识：引导学生集体回顾本节课的重点内容，包括二氧化碳制取的反应原理、装置选择、操作步骤、检验和验满方法，教师以思维导图的形式在黑板上呈现，让学生形成清晰的知识框架。 2. 构建气体制取通用思路：结合氧气和二氧化碳的实验室制取，引导学生总结气体制取的通用思路和方法：①确定反应原理：选择原料易得、反应速率适中、产物纯净、操作安全的反应；②选择实验装置：根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据气体密度和溶解性选收集装置；③设计实验步骤：遵循 “查、装、加、收、验” 的基本顺序；④进行检验与验满：根据气体的特有性质设计检验和验满方法。 ( 第 1 页 共 6 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 $