第六单元实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质 教学设计--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学教学设计聚焦二氧化碳的实验室制取与性质核心知识，通过生活实例（汽水冒泡、干冰烟雾等）创设情境，衔接氧气制取已有知识，梳理“反应原理—实验装置—操作步骤—气体检验—性质验证”通用探究思路，搭建学习支架。 此资料以科学探究与实践为主线，通过小组合作规划实验方案、规范实操探究培养学生探究能力，结合科学思维对比氧气与二氧化碳制取构建气体制备模型，落实化学观念中性质决定用途的理解，助力学生夯实实验技能，帮助教师高效突破重难点。

《实验活动3 二氧化碳的实验室制取与性质》教学设计 学段：_九年级___ 学科：__化学_ 备课教师___ ___ 章节名称 第六单元 碳和碳的氧化物 学时 45min 课标要求 本节课是人教版九年级化学上册第六单元核心实验活动，承接氧气实验室制取的探究思路，是初中气体制备体系的重要延伸与完善。教材整合了二氧化碳制取原理、装置选择、操作规范、气体检验验满及核心性质验证等内容，兼顾实操技能与知识应用。既是对碳的化合物知识的实操巩固，也是学生掌握气体制备通用方法、建立化学实验探究思维的关键课程，为后续酸碱盐及气体综合探究学习奠定基础。 内容与学情分析 学习重点 掌握实验室制取二氧化碳的药品、反应原理与化学方程式，熟练组装固液常温型发生装置与向上排空气收集装置，规范完成制取、检验、验满操作，熟记二氧化碳核心物理与化学性质。 学习难点 理解气体制备装置的选择依据，精准区分二氧化碳检验与验满的原理及操作差异，透彻理解二氧化碳与水、澄清石灰水反应的微观本质，规避实验操作中的常见误差与错误。 学情分析 九年级学生已掌握氧气的实验室制取流程，具备基础实验操作、现象观察和简单装置组装能力，初步形成气体制备的探究思维。学生对化学实验实操兴趣浓厚，但实验规范性、细节把控能力不足。同时，学生抽象思维较弱，难以深度理解装置选择的逻辑、化学反应本质，且易混淆二氧化碳检验与验满操作，实验误差分析能力较为薄弱。 核心素养目标 宏观辨识与微观探析：结合实验现象认知二氧化碳性质，理解反应微观本质。科学探究与创新意识：自主完成实验探究，优化实验操作。科学态度与社会责任：树立严谨实验态度，了解二氧化碳的生活应用与环境意义。证据推理与模型认知：构建气体制备通用思维模型。 学习策略 本节课采用自主探究、小组合作、实操演练、对比归纳相结合的学习策略。学生以小组为单位，提前预习实验原理、药品及装置特点，梳理氧气与二氧化碳制取的异同点，建立知识迁移框架。课堂上遵循“原理梳理—装置组装—实操操作—现象记录—问题分析—总结归纳”的流程自主探究，主动观察实验现象、记录实验数据，针对操作疑点、实验误差开展小组讨论。同时运用对比学习法，区分两种气体制备装置、收集方法、检验方式的差异，精准突破易错点。课后通过错题整理、实验复盘巩固操作规范，构建系统化的气体制备知识模型，提升自主探究、实操创新和问题分析能力。 学习环节 （一）情境导入，激趣启思 教师结合生活实例创设教学情境，展示汽水冒泡、舞台干冰烟雾、温室效应、灭火救灾等真实场景素材，引导学生观察场景中的共同物质——二氧化碳。随后提出递进式问题，引发学生思考：生活中随处可见二氧化碳，那么实验室中如何科学、规范地制取纯净的二氧化碳气体？二氧化碳具备哪些独特的物理和化学性质，使其能够应用于灭火、制作汽水等场景？ 结合学生已有知识储备，引导学生回顾氧气的实验室制取流程，梳理“反应原理—实验装置—操作步骤—气体检验—性质验证”的通用探究思路，让学生明确本节课的探究框架。同时衔接前文所学的碳的化学性质、二氧化碳的初步认知，自然引出本节课核心探究任务，即自主完成二氧化碳的实验室制取与性质验证实验，激发学生的实验探究欲望，明确课堂学习目标，为后续实操探究做好铺垫。 （二）新知梳理，夯实基础 教师带领学生系统梳理实验室制取二氧化碳的核心理论知识，规避实验盲目操作。首先进行药品选择讲解，对比分析碳酸钠与稀盐酸、碳酸钙与稀硫酸、大理石与稀盐酸三组反应的差异。讲解碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，气体不易收集，不利于实验操作；碳酸钙与稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在固体表面，阻断反应持续进行；而大理石或石灰石主要成分为碳酸钙，与稀盐酸反应速率适中、原料易得、反应持续稳定，是实验室制取二氧化碳的最佳药品。 随后明确实验反应原理，板书并详细讲解化学方程式，强调反应的反应物、生成物及反应特点，纠正学生书写方程式的常见错误，比如气体符号遗漏、化学式书写错误、配平失误等。结合反应特点，引导学生自主推导实验装置选择依据，反应物为固体与液体，反应无需加热，因此选用固液常温型发生装置；二氧化碳能溶于水且密度远大于空气，因此只能选用向上排空气法收集装置，同时对比氧气收集方法，强化学生对装置选择逻辑的理解。 最后梳理实验核心概念，区分二氧化碳检验与验满的不同原理和操作方法。检验二氧化碳利用其能使澄清石灰水变浑浊的专属特性，验满则利用二氧化碳不支持燃烧、不能燃烧的性质，将燃着的木条置于集气瓶瓶口，通过木条熄灭判断气体集满，从原理层面帮助学生区分易错知识点，夯实实验理论基础。 （三）小组研讨，规划实验方案 将学生划分为若干四人实验小组，明确小组分工，设置操作员、记录员、观察员、监督员，确保每位学生都能参与实验全过程。教师抛出研讨问题，引导小组合作探究，自主规划完整实验方案。研讨内容包含实验器材清点、药品取用规范、装置组装顺序、实验操作步骤、安全注意事项、实验现象记录要点、易错问题预判等。 各小组结合所学知识，自主梳理实验流程，先检查实验仪器完整性，包含试管、锥形瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶、玻璃片、胶头滴管等器材，再规划药品取用剂量与操作方式。小组内部交流装置组装要点，明确导管只需刚露出橡胶塞，长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成液封，防止生成的气体从漏斗逸出，收集气体时导管需伸入集气瓶底部，保证空气排尽。同时小组提前预判实验可能出现的问题，如装置漏气、收集气体不纯、无气泡产生等，初步分析问题成因，为精准开展实验、分析实验误差做好准备。教师巡回指导，针对小组研讨中的疑点、误区进行针对性点拨，完善各小组实验方案。 （四）实操探究，制取二氧化碳气体 学生严格按照自主规划的实验方案，规范开展二氧化碳制取实验。首先进行装置气密性检查，这是实验成功的前提，学生将导管一端伸入水中，用手紧握容器外壁，观察导管口是否有气泡冒出，松开手后是否形成稳定水柱，确认装置气密性良好后，方可进行后续操作。若气密性不佳，及时排查橡胶塞、导管连接处的漏洞，调整装置。 随后进行药品添加，遵循“先固后液”的操作原则，用镊子取适量大理石或石灰石放入锥形瓶中，缓慢添加稀盐酸，避免液体飞溅。添加完成后，观察实验现象，记录固体表面产生大量气泡、固体逐渐溶解的实验现象。装置组装完成后，采用向上排空气法收集二氧化碳气体，静置收集一段时间后，进行验满操作，将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则证明气体已集满，取出导管，盖上玻璃片，正放在实验台上。 实验全过程中，监督员全程把控操作规范性，杜绝违规操作，如长颈漏斗未液封、导管伸入过长、药品过量取用等问题，记录员实时记录实验现象与操作细节。教师全程巡视，对学生不规范的操作进行纠正，指导学生规避实验误差，针对无气泡、收集气体不纯等异常实验现象，引导学生现场分析原因、调整操作，培养学生规范的实验操作能力和临场问题解决能力。 （五）性质验证，深化知识认知 学生利用制取得到的二氧化碳气体，依次完成二氧化碳物理性质、化学性质的验证实验，全方位探究气体性质。首先验证二氧化碳的密度与可燃性，将收集好的二氧化碳气体倒入放置有高低不同燃着蜡烛的烧杯中，观察下层蜡烛先熄灭、上层蜡烛后熄灭的现象，通过现象推导得出二氧化碳密度比空气大、不燃烧、不支持燃烧的核心性质，结合该性质理解二氧化碳灭火的应用原理。 其次验证二氧化碳与水的反应，取两支洁净试管，分别加入适量紫色石蕊溶液，向其中一支试管通入二氧化碳气体，对比观察两支试管的溶液颜色变化。通入二氧化碳的石蕊溶液由紫色变为红色，引导学生分析并非二氧化碳直接使石蕊变色，而是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红。再将变红的溶液加热，观察溶液恢复紫色，理解碳酸不稳定、受热易分解的性质，掌握两个核心化学反应的原理与现象。 最后验证二氧化碳与澄清石灰水的反应，将二氧化碳气体通入澄清石灰水中，观察石灰水变浑浊的明显现象，熟记该专属反应，明确这是实验室检验二氧化碳的唯一方法，掌握反应原理与应用场景。学生全程记录每一组实验的现象、推导对应的性质，将实验现象与化学知识一一对应，实现从实操现象到理论知识的转化，深化对二氧化碳性质的全方位认知。 （六）问题复盘，突破重难点 实验完成后，组织全班集中复盘，汇总各小组实验中出现的共性问题、异常现象，针对性突破教学重难点。首先梳理装置选择的核心逻辑，总结气体发生装置由反应物状态和反应条件决定，收集装置由气体密度、溶解性决定，构建气体制备的通用思维模型，解决学生装置选择逻辑模糊的难点问题。 其次集中辨析易错点，对比总结二氧化碳检验与验满的原理、操作、现象差异，明确检验针对气体成分，利用澄清石灰水变浑浊的特性；验满针对气体是否集满，利用不支持燃烧的性质，彻底解决学生混淆两项操作的问题。同时针对实验常见误差与错误进行深度分析，装置漏气会导致收集不到气体或气体不纯，长颈漏斗未液封会造成气体逸出，导管未伸到集气瓶底部会导致集气瓶内空气无法排尽、气体纯度不足，逐一分析成因与整改方法。 此外，针对二氧化碳与水反应的抽象难点，教师结合微观示意图进行讲解，从分子层面解释二氧化碳分子与水分子结合生成碳酸分子，碳酸分解为二氧化碳和水的过程，帮助学生突破抽象思维障碍，透彻理解化学反应本质，落实四维核心素养中的微观探析与证据推理能力培养。 （七）归纳总结，构建知识体系 师生共同梳理本节课全部探究内容，系统化构建知识框架。整体回顾实验室制取二氧化碳的完整流程，涵盖药品选择、反应原理、装置组装、气密性检查、操作步骤、检验与验满方法，形成完整的气体制备操作体系。同时汇总二氧化碳的核心性质，物理性质包含无色无味、能溶于水、密度比空气大；化学性质包含不燃烧不支持燃烧、与水反应生成碳酸、能使澄清石灰水变浑浊，结合性质对应生活生产中的实际用途，实现知识与应用的结合。 对比回顾氧气与二氧化碳的实验室制取异同点，从药品、原理、装置、收集方法、检验方式五个维度进行归纳，帮助学生建立气体制备的通用探究模型，实现知识的迁移与整合。同时总结实验探究的核心方法，即“提出问题—设计方案—实操探究—现象分析—归纳结论”，培养学生科学的化学探究思维，为后续其他气体、物质的探究学习提供方法支撑。 ( - 3 - ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $