6.3二氧化碳的实验室制取学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学学案聚焦二氧化碳的实验室制取核心知识点，通过生活情境问题（如空气分离、汽水收集的不可行性）导入，结合氧气制取回顾，搭建“反应原理→装置选择→检验验满”的知识支架，帮助学生迁移应用气体制取一般思路。 资料以四维度学习目标统领，突出科学思维（对比归纳装置选择逻辑）和科学探究与实践（装置设计及优化），配套生活化拓展与分层习题，培养学生严谨实验态度和问题解决能力，有效落实核心素养。

课题 3 二氧化碳的实验室制取 学案 一、学习目标（四维度划分） 1. 化学观念 （1）认识实验室制取的化学反应原理，能从物质组成、元素守恒角度理解碳酸盐与酸反应生成二氧化碳的转化规律； （2）建立 “物质性质决定气体制取装置、检验、验满方法” 的核心观念，区分固液常温型、固体加热型气体发生装置的适用场景。 2. 科学思维 （1）通过对比和制取的反应物状态、反应条件、气体性质，归纳气体发生、收集装置的选择逻辑； （2）能基于反应速率、气体纯度、操作安全、试剂成本等因素，分析实验室气体反应原理的选择依据，形成严谨的方案评价思维。 3. 科学探究与实践 （1）能依据教材提供的仪器设计制取装置，完成装置组装、气体制取、检验与验满的完整探究流程； （2）能小组合作优化实验装置，分析不同装置的优缺点，提升实验方案设计与反思改进的探究能力。 4. 科学态度与责任 （1）体会化学实验试剂选择、装置设计的严谨性，养成规范操作、安全实验的习惯； （2）结合在生产生活的广泛用途，认识化学实验制备物质对生产生活的价值，树立绿色、经济的化学应用理念。 二、课前预习 （一）生活情境问题 冬天北方密闭室内燃煤取暖易产生浓度超标问题，打开门窗可降低浓度；汽水摇晃会大量释放。结合生活现象思考：实验室想要稳定、纯净地获得，能不能直接从空气分离或者摇晃汽水收集？为什么？ （二）教材基础填空 回忆氧气实验室制取的 3 种方法：__________、__________、__________。 实验室制取二氧化碳常用__________与石灰石（或大理石，主要成分为__________）反应。分步反应方程式：__________；__________；总反应化学方程式：__________。 实验室制取气体的装置分为__________装置和__________装置；发生装置依据__________和__________确定，收集装置依据气体的__________、__________以及是否与空气 / 水反应确定。 检验方法：将气体通入__________，若__________，证明是；验满方法：将__________放在集气瓶__________，若__________，证明已集满。 三、课堂探究 探究任务 1：确定实验室制取的反应原理 【思考讨论】确定实验室制取二氧化碳的化学反应原理时，需要考虑哪些因素？结合教材 “方法导引” 内容作答。 探究任务 2：气体发生装置的对比确定 完成下表（依据教材要求填写）： 气体 制取原理 反应物的状态 反应条件 二氧化碳 稀盐酸与石灰石（或大理石）反应 氧气 高锰酸钾分解 氧气 过氧化氢分解 探究任务 3：气体收集装置的对比确定 完成下表（依据教材要求填写）： 气体 气体的密度与空气的比较（大或小） 是否溶于水，是否与水反应 二氧化碳 氧气 探究任务 4：仪器选择与装置设计 从教材图 6-18 仪器（锥形瓶、平底烧瓶、烧杯、试管、集气瓶、长颈漏斗、双孔橡胶塞导管、单孔橡胶塞导管、水槽、酒精灯）中挑选仪器，设计一套制取的装置，写出所选仪器名称，并说明设计理由；小组交流分析装置优缺点、优化方案。 探究任务 5：的检验与验满实操讨论 （1）怎样检验生成的气体是二氧化碳？操作、现象、结论分别是什么？ （2）用集气瓶收集二氧化碳时，怎样证明集气瓶中已充满二氧化碳？操作、现象、结论分别是什么？ 探究任务 6：归纳实验室制取气体的一般思路 结合、制取的探究过程，梳理三步核心思路： __________；2. __________；3. __________。 四、课堂检测 （一）选择题 1.实验室制取二氧化碳的反应物是（） A. 碳酸钙和稀硫酸 B. 大理石和稀盐酸 C. 碳酸钠和稀盐酸 D. 碳酸钙和浓盐酸 2.实验室制取的发生装置，可选用过氧化氢制氧气的发生装置，原因是（） A. 反应物都是固体、需要加热 B. 反应物状态和反应条件均相同（固体 + 液体、常温） C. 生成气体密度都比空气大 D. 生成气体都能溶于水 3.收集二氧化碳的正确方法是（） A. 排水法 B. 向下排空气法 C. 向上排空气法 D. 排水法和向下排空气法都可以 （二）填空题 4.写出实验室制取二氧化碳总反应的化学方程式：__________；反应中碳酸会快速分解，原因是__________。 5.检验利用了能和__________反应产生沉淀的性质；验满利用了__________的化学性质。 （三）简答题 6.对比高锰酸钾制氧气和大理石制二氧化碳，二者发生装置不同的原因是什么？ 五、课后拓展 拓展情境 家庭中可用鸡蛋壳（主要成分为）和白醋（含醋酸）制取少量，请结合本节课知识回答： 该反应的反应物状态、反应条件和实验室制是否一致？可以用实验室同类的简易发生装置吗？ 如何在家验证产生的气体是？写出家庭可实现的操作方案。 六、课后习题 基础巩固题 1.下列不属于确定气体发生装置依据的是（） A. 反应物状态 B. 反应是否加热 C. 是否需要催化剂 D. 气体的密度 2.实验室制取时，长颈漏斗的使用注意事项是__________（结合图 6-19 装置作答）。 3.按实验室制气体思路，完成制取全流程梳理： （1）反应原理（写方程式）：__________； （2）发生装置类型：__________； （3）收集方法：__________； （4）检验操作：__________； （5）验满操作：__________。 能力提升题 4.小组设计两套制装置：装置 A（试管 + 单孔塞导管）、装置 B（锥形瓶 + 长颈漏斗 + 双孔塞导管），对比两套装置的优缺点。 5.从气体性质角度分析，不能用排水法常规收集的原因是什么？ 参考答案 + 详细解析 + 易错提示 + 考点标注 一、课前预习部分 （一）生活情境问题参考答案 不能直接分离空气：空气中体积分数仅约 0.03%，分离成本极高、难以获得足量纯净气体；不能摇晃汽水收集：汽水释放速率不可控，气体伴随水蒸气、杂质多，无法稳定制取，实验室需要可控、纯净的制备方案。 【考点】气体制取反应原理的选择依据；【易错提示】只说浓度低，不说 “可控性、气体纯度” 两个要点会扣分。 （二）教材基础填空参考答案 加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰混合物、过氧化氢和二氧化锰常温分解 【考点】氧气实验室制取的 3 种经典方法；【易错提示】不能写工业制氧方法，限定实验室范畴。 稀盐酸；；；； 【考点】制取分步与总反应方程式；【易错提示】碳酸化学式写错、气体符号漏标、配平错误是高频丢分点。 发生；收集；反应物状态；反应条件；密度；溶解性 【考点】气体装置选择依据；【易错提示】发生装置和收集装置的决定因素不能混淆。 澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊；燃着的木条；瓶口；木条熄灭 【考点】检验、验满操作；【易错提示】验满木条要放在瓶口，不能伸入瓶内；检验必须用澄清石灰水，不能用燃着木条。 二、课堂探究部分参考答案 探究任务 1 需要考虑的因素：反应速率适中、生成气体纯净易收集、实验操作安全简便、实验无污染、试剂价格经济易得（全部来自教材 “方法导引” 原文）。 【考点】制取气体反应原理的选择因素；【易错提示】不能只写速率，要覆盖教材给出的全部维度。 探究任务 2 气体 制取原理 反应物的状态 反应条件 二氧化碳 稀盐酸与石灰石（或大理石）反应 固体 + 液体 常温（不需要加热、催化剂） 氧气 高锰酸钾分解 固体 加热 氧气 过氧化氢分解 液体 + 固体（二氧化锰催化剂） 常温（需要催化剂、不需要加热） 【考点】发生装置选择依据；【易错提示】过氧化氢反应物是液体（过氧化氢溶液）+ 固体催化剂，不能只写液体。 探究任务 3 气体 气体的密度与空气的比较（大或小） 是否溶于水，是否与水反应 二氧化碳 大 能溶于水，且能和水发生反应 氧气 略大 不易溶于水，不与水反应 【考点】收集装置选择依据；【易错提示】能溶于水且和水反应，因此常规不用排水法；氧气密度只是略大于空气，不能写 “远大于”。 探究任务 4 示例方案：所选仪器：锥形瓶、长颈漏斗、双孔橡胶塞导管、集气瓶；设计理由：反应物固体 + 液体常温反应，锥形瓶可盛放较多药品，长颈漏斗方便添加稀盐酸，双孔塞搭配导管导出气体，二氧化碳密度比空气大用向上排空气法配合集气瓶收集； 优缺点：优点是可随时添加液体药品、装置稳定；缺点是无法控制反应启停；可优化为有多孔隔板的装置实现随开随停。 【考点】仪器选择与装置评价；【易错提示】制不需要酒精灯、水槽，不能选这两个仪器。 探究任务 5 （1）检验操作：将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中；现象：澄清石灰水变浑浊；结论：该气体为二氧化碳。 （2）验满操作：将燃着的木条放在集气瓶瓶口；现象：木条立即熄灭；结论：瓶内已经集满。 【考点】检验与验满规范操作；【易错提示】检验和验满试剂不能混用，验满木条不能伸入瓶内。 探究任务 6 确定制取气体的化学反应原理；2. 设计制取气体的实验装置；3. 验证得到的气体是目标气体 【考点】实验室制气体通用思路（教材原文）；【易错提示】顺序不能颠倒，必须先定原理、再做装置、最后验证。 三、课堂检测参考答案 （一）选择题 1.B 解析：教材明确规定用稀盐酸和大理石 / 石灰石制；A 稀硫酸和碳酸钙生成硫酸钙微溶物覆盖固体阻止反应；C 碳酸钠反应速率过快不易控制；D 浓盐酸易挥发导致混有氯化氢杂质。 【考点】药品选择；【易错提示】易错选 A、C，忽略反应速率和反应可持续性问题。 2.B 解析：过氧化氢制氧、大理石制都是固体 + 液体、常温不加热，因此发生装置通用；A 高锰酸钾制氧才是固体加热；C、D 是收集装置的依据，和发生装置无关。 【考点】发生装置通用性判断；【易错提示】混淆发生、收集装置的决定因素。 3.C 解析：密度比空气大、能溶于水且和水反应，只能用向上排空气法。 【考点】收集方法；【易错提示】易错选 A，忽略能溶于水的性质。 （二）填空题 4.；碳酸化学性质很不稳定，常温下就容易分解为二氧化碳和水 【考点】总反应方程式、碳酸的不稳定性；【易错提示】气体符号漏写、文字描述遗漏 “常温易分解” 要点。 5.氢氧化钙（澄清石灰水溶质）；不支持燃烧、不能燃烧 【考点】检验、验满的化学原理；【易错提示】验满利用的是CO₂不支持燃烧、不能燃烧的化学性质，不能写密度大作为验满原理。 （三）简答题 6.反应物状态和反应条件不同：高锰酸钾制氧气反应物只有固体，反应需要加热；二氧化碳制取是固体 + 液体反应，常温即可进行，因此发生装置一个选固体加热型、一个选固液常温型。 【考点】发生装置差异的本质原因；【易错提示】不能从气体性质角度解释，气体性质决定收集装置，不决定发生装置。 四、课后拓展参考答案 一致，鸡蛋壳是固体、白醋是液体，常温就能反应，可以使用实验室制同类的固液常温简易发生装置。 【考点】发生装置的适配逻辑；【易错提示】只要反应物状态、反应条件一致，发生装置就可以通用，和酸的种类无关。 取一个透明杯子装入少量澄清石灰水（可用生石灰加水静置得到，或食品级澄清石灰水），将反应产生的气体通入石灰水中，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。 【考点】检验的生活化应用；【易错提示】不能用燃着木条检验，不支持燃烧的气体不只有二氧化碳。 五、课后习题参考答案 基础巩固题 1.D 解析：气体密度是收集装置的确定依据，和发生装置无关；A、B、C 都是发生装置的判断依据。 【考点】装置选择依据区分；【易错提示】混淆两类装置的决定因素。 2.长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出（来自图 6-19 装置的操作要点） 【考点】长颈漏斗使用规范；【易错提示】最容易漏写 “液封” 这个核心目的。 3.（1）；（2）固液常温型发生装置；（3）向上排空气法；（4）将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊则为；（5）将燃着木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则已集满 【考点】制取全流程；【易错提示】每一步严格区分装置、检验、验满的不同操作要点。 能力提升题 4.装置 A 优点：仪器简单、组装便捷，适合少量气体制取；缺点：反应过程不能添加液体药品，无法控制反应速率； 装置 B 优点：长颈漏斗可以随时补充稀盐酸，能持续制取较多气体；缺点：不能控制反应的启停速率，若漏斗下端未液封会漏气。 【考点】实验装置优缺点评价；【易错提示】优点缺点要一一对应，不能凭空编造教材以外的功能。 5.二氧化碳能溶于水，还能与水发生化学反应生成碳酸，常规排水法会造成大量损耗，因此一般不用排水法收集。 【考点】收集方法的原理；【易错提示】不能只写溶于水，必须补充 “和水反应” 这个要点。 考点总结说明 一、核心考点梳理 + 对应考法 + 易错点提示 考点 1：实验室制取反应原理 知识点：大理石 / 石灰石（）+ 稀盐酸常温反应，分步反应 + 总反应方程式，碳酸不稳定易分解；试剂选择要求（不能用稀硫酸、浓盐酸、碳酸钠粉末） 中考考法：选择题判断药品正误、填空题书写化学方程式、情景题分析试剂选择原因 易错点：方程式漏标气体符号、配平错误；误选稀硫酸 / 碳酸钠，忽略反应速率和可持续性问题 考点 2：气体发生装置选择 知识点：依据反应物状态 + 反应条件分为固体加热型、固液常温型；两种发生装置、固液常温型装置区分 中考考法：给出新反应信息选择发生装置、对比和装置异同、仪器组装填空 易错点：把气体密度、溶解性作为发生装置判断依据；长颈漏斗忘记液封操作要点 考点 3：气体收集装置选择 知识点：依据气体密度、溶解性、是否与水 / 空气反应选向上 / 向下排空气法、排水法；只能向上排空气、氧气两种收集方法都可 中考考法：根据陌生气体性质选收集装置、排水法 / 排空气法适用范围判断 易错点：认为可以用排水法常规收集；氧气密度略大于空气，不能盲目套用向上排空气的所有场景 考点 4：检验与验满 知识点：检验用澄清石灰水（通入气体变浑浊）；验满用燃着木条放瓶口（木条熄灭） 中考考法：实验填空题规范书写操作、现象、结论；情景改错（如木条伸入瓶内验满） 易错点：将检验和验满的方法混淆——检验用澄清石灰水，验满用燃着木条放瓶口；验满木条不能伸入集气瓶内部。 考点 5：实验室制取气体通用思路 知识点：定反应原理→设计装置→气体验证三步法，每一步的考量因素 中考考法：以陌生气体为载体，完整设计制取方案、评价方案优劣 易错点：思路顺序颠倒；分析原理时遗漏环保、试剂成本、操作安全这些维度 二、生活科技情景化关联（适配中考情景命题） 生活场景：鸡蛋壳 + 白醋制、发酵面食产生、汽水产气，都可以用固液常温发生装置逻辑分析； 环保科技场景：烟气中捕获检测、大棚增补装置，会结合检验、密度性质设计题目； 中考命题规律：会以真实生产生活场景包装知识点，解题时剥离情景，回归 “反应物和条件定发生装置、气体性质定收集 / 检验” 的核心逻辑即可破题。 三、内容说明 本学案覆盖：氧气 3 种制法回顾、分步与总反应方程式、两张装置填写表格、仪器选择设计、检验验满操作、气体制取一般思路。 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $