6.3二氧化碳的实验室制取 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，涵盖反应原理、装置选择及检验验满。以“鱼缸水草缺碳”生活情境导入，关联光合作用知识，承接氧气制取思路，构建“生活问题-化学探究”学习支架。 特色在于微型实验与问题链结合，用三个瓶盖对比不同反应物现象，培养科学探究与实践能力。通过任务链总结制气思路，家庭实验设计强化化学观念，提升学生证据推理和解决实际问题能力，为教师提供情境化教学范例。

教学设计 基本信息 课题 课题 6.3二氧化碳的实验室制取 ——“碳”补给 助力鱼缸水草生长 教材版本 人教版 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 课标分析 【内容要求】 1. 知道实验室制取常见气体（二氧化碳）的原理、装置及操作方法，理解物质的反应特点决定实验装置选择。 2. 掌握观察、对比、微型实验等探究方法，能通过实验现象分析实验原理的合理性，形成认识物质制备的基本思路。 3. 认识化学与生活的密切联系，知道化学方法能解决生活中的实际问题（如鱼缸水草补碳），体会化学对改善生活品质的作用。 【学业要求】 1. 能根据反应原理、气体性质，选择实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置，规范完成实验操作。 2. 能通过对比实验，辩证分析不同反应物、装置的优缺点，提升证据推理和科学探究能力。 3. 能运用实验室制取气体的一般思路，解决简单的生活实际问题（如设计家庭补碳实验），树立“化学服务生活”的意识。 教材分析 学生已学习了氧气的实验室制取，掌握了“反应原理→装置选择→实验操作→气体检验”的初步思路，为本节二氧化碳制取的学习奠定了方法基础。本节是第六单元“碳和碳的氧化物”的核心实践内容，承接了二氧化碳的性质，又深化了“物质制备与性质、用途关联”的化学观念。教材以“实验室制取气体的一般思路”为暗线，需结合“鱼缸水草补碳”的生活情境，将抽象的实验研究转化为解决实际问题的过程。通过微型对比实验，直观区分不同反应物的优劣，突破“为何选大理石与稀盐酸”的难点；再通过装置对比，引导学生根据反应状态、反应条件及气体密度、溶解性选择装置，培养实验设计能力。最后从实验室延伸到家庭，设计简易补碳实验，让学生体会化学的实用性，同时巩固实验室制取气体的思路，为后续其他气体制备（如氢气）的学习做好铺垫，形成“生活问题→化学探究→解决生活问题”的闭环。 学情分析 已知点：学生已掌握氧气的实验室制取思路，知道“反应原理决定装置”；了解二氧化碳能供植物光合作用，清楚鱼缸水草生长需要二氧化碳，能理解“生活问题与化学的关联”；具备基础的实验观察、操作能力，愿意参与微型实验、分组实验等实践活动，对“解决生活实际问题”的探究兴趣浓厚。 障碍点：难以通过对比实验现象，精准分析不同反应物（大理石+稀盐酸/稀硫酸、碳酸钠+稀盐酸）的优劣；选择二氧化碳收集装置时，易忽略“二氧化碳能溶于水”的性质，误选排水法；难以从氧气、二氧化碳的制取中，提炼出实验室制取气体的通用思路，知识迁移能力较弱。 发展点：通过微型对比实验，提升“现象分析→原理判断”的证据推理能力；能根据反应特点、气体性质自主选择发生和收集装置，强化实验设计思维；总结出实验室制取气体的一般思路，实现知识迁移；能将实验室方法转化为家庭简易实验，深化“化学服务生活”的认知，提升解决实际问题的能力。 教学目标 根据课程标准设定如下教学目标： 1. 通过微型对比实验，明确实验室制取二氧化碳选用“大理石与稀盐酸”的原因，能写出该反应的化学方程式，理解“反应物选择需兼顾反应速率、持续性”等原则。 2. 能根据“大理石（固体）与稀盐酸（液体）反应、无需加热”的特点选择发生装置，根据“二氧化碳密度比空气大、能溶于水”的性质选择收集装置，提升实验装置设计与选择能力。 3. 能规范连接实验装置，区分不同装置的优缺点，独立完成二氧化碳的制取、检验（通入澄清石灰水）和验满（燃着的木条放在瓶口）操作，培养规范的实验操作习惯和安全意识。 4. 通过梳理氧气与二氧化碳的实验室制取过程，总结出“确定反应原理→选择实验装置→规范实验操作→检验/验满气体”的一般思路；能设计家庭简易补碳实验，解决鱼缸水草营养不良问题，树立“化学服务生活”的意识和科学探究精神。 教学重难点 教学重点：实验室制取二氧化碳的反应原理（大理石与稀盐酸反应）、发生与收集装置的选择，二氧化碳的检验与验满方法。 教学难点：通过微型对比实验，分析不同反应物（大理石+稀盐酸/稀硫酸、碳酸钠+稀盐酸）的优劣；总结实验室制取气体的一般思路；将实验室方法转化为家庭简易补碳实验。 教学策略 本节课采用“生活情境驱动+任务分层落实”的教学策略，以“鱼缸水草营养不良补碳”为核心情境串联全程，具体策略如下： 1. 微型实验突破难点：用三个瓶盖为反应容器设计对比实验，直观呈现不同反应物的反应现象，引导学生自主分析“为何选大理石与稀盐酸”，避免抽象讲解。 2. 问题链引导思路：围绕“水草缺碳怎么办→实验室如何选制碳原理→如何选制碳装置→如何制碳并验证→生活中如何简易补碳”的问题线，层层推进，构建“生活问题→化学探究→生活应用”的逻辑。 3. 分组实践深化认知：将“装置选择、制取验证”设计为分组任务，让学生在组装时对比装置优劣，同时融入过程性评价，落实实验操作、证据推理等素养。 任务实施过程 学习任务 教学内容与教师活动 学习任务下学生活动 设计意图 任务一： 探寻原理—选对“制碳”反应物 【教师活动1】 展示鱼缸水草发黄、叶片枯萎的实物图。 提出驱动性问题1：“水草营养不良，查资料发现是缺一种气体肥料（光合作用原料），这种气体肥料是什么呢？我们需先在实验室制取二氧化碳，该如何制取呢？” 【教师活动2】 回忆实验室制取氧气一般思路与方法，初步总结实验室制取二氧化碳思路。 【教师活动3】分发三个洁净塑料瓶盖（标记1、2、3）、大理石、碳酸钠粉末、稀盐酸、稀硫酸，指导学生完成微型对比实验：①瓶盖1：大理石+稀盐酸；②瓶盖2：大理石+稀硫酸；③瓶盖3：碳酸钠粉末+稀盐酸，提醒观察“气泡产生速率、持续时间”。 【教师活动4】组织学生分享实验现象，追问：“为什么不选2和3？”，总结原理：选大理石（碳酸钙）与稀盐酸，反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，强调“反应速率适中、持续产气，适合实验室制取”。 【学生活动1】 观察水草图片，结合光合作用知识，明确“补碳”的必要性，产生解决问题的兴趣。 【学生活动2】 学生回忆实验室制取氧气的思路。 【学生活动3】 按要求完成三个瓶盖中的微型实验，认真观察并记录现象：①瓶盖1：气泡均匀、持续产生；②瓶盖2：初期有气泡，很快停止；③瓶盖3：气泡剧烈、瞬间产生，难以控制。 【学生活动4】分享现象后，分析得出：瓶盖2反应不持续；瓶盖3反应太快，不易收集；瓶盖1最合适，能准确写出反应方程式。 1.通过生活情境，让学生明确探究目的，避免实验流于形式； 2.微型实验操作简便、安全，帮助学生直观区分反应物优劣，突破教学难点； 3.通过“现象→分析→结论”的过程，培养证据推理能力。 任务二：挑选装置—配好“制碳”工具 提出驱动性问题2：“确定了用大理石和稀盐酸制二氧化碳，该选什么装置？回忆氧气制取装置，选装置要考虑什么？” 【教师活动1】完成书上146页表格。对比实验室制取氧气与二氧化碳的反应物状态与反应条件。引导学生结合“大理石（固）+稀盐酸（液）、无需加热”的反应特点，选取固液常温型装置，并总结选取发生装置的原理。对比氧气与二氧化碳的密度与溶解性，引导学生排除排水法，选择向上排空气法，总结选择依据“气体密度、溶解性”。 【学生活动1】 学生填写两个表格，以实验室制取氧气的装置总结实验室制取二氧化碳的装置，并总结选取发生装置与收集装置的依据。 1.通过回忆氧气装置，实现知识迁移，为总结气体制取思路铺垫；2.装置对比分析，让学生理解“装置选择无绝对好坏，需结合需求”，培养实验设计思维；3.通过收集方法的确定过程，帮助学生建立“性质决定收集方法”的观念。 任务三：制取验证——做好“制碳”实验 驱动性问题3：“装置选好了，如何连接装置、制取二氧化碳，还能确定收集满了、制出的是二氧化碳呢？” 【教师活动1】出示装置图，引导学生排除不可用装置，然后分组组装实验装置并分析优劣与注意事项。 【教师活动2】总结实验步骤，并提出如何检验与验满。 【教师活动3】指导学生分组实验：按要求组装装置制取二氧化碳，提醒操作规范检查气密性，加入药品（先加大理石，再加稀盐酸）；演示检验（将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊则为二氧化碳）和验满（将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则满）方法。 【教师活动4】巡视各组实验，及时纠正错误操作（如导管未伸入集气瓶底部、验满时木条伸入瓶内），组织小组分享实验成功/失败原因。 【【学生活动1】排除不可用装置并选取组装装置，说出装置的优点。 【学生活动2】学生能说出实验步骤并且掌握正确的检验方法与验满方法。 【学生活动2】分组规范操作：先加大理石、再加稀盐酸，观察气泡产生；用澄清石灰水检验（看到石灰水变浑浊），用燃着木条验满（木条熄灭），记录实验现象和操作步骤。 【学生活动4】小组分享：成功组说明操作要点，失败组分析原因（如气密性不好没收集到气体、验满方法错误导致收集不足），互相借鉴改进。。 分组实验让学生在实践中掌握操作规范，提升实验技能，落实教学重点； 通过“制取→检验→验满”的完整流程，帮助学生形成实验操作的严谨性； 小组分享环节，培养合作交流能力。 任务四：梳理总结—提炼“制气”思路，设计家庭补碳实验 驱动性问题4：“我们成功在实验室制出二氧化碳，能总结出实验室制取气体的一般思路吗？如何把这个思路用到家里，给鱼缸水草补碳？”【教师活动1】引导学生结合氧气、二氧化碳的制取，梳理总结：①确定反应原理（选合适反应物，写反应方程式）；②选择实验装置（发生装置看反应状态和条件，收集装置看气体密度和溶解性）；规范实验操作（连接装置、检查气密性、制取气体）；③检验气体（选对应方法）。 【教师活动2】指导学生设计家庭简易补碳实验：引导可以使用生活材料（塑料瓶、小苏打、鸡蛋壳、贝壳、白醋、柠檬水、吸管、气球），呼应开篇“水草补碳”情境，完成“生活问题→化学解决”的闭环。 【学生活动1】对比氧气、二氧化碳的制取过程，自主梳理并完善“实验室制取气体的一般思路”。 【学生活动2】结合生活材料和实验室制碳原理，课下设计家庭实验方案，能选出实验装置，知道操作要点。体会“化学知识能解决生活实际问题”，呼应开篇水草补碳的需求。 1. 梳理制气思路，帮助学生实现知识迁移，突破教学难点，提升归纳总结能力； 2. 家庭实验设计，将实验室方法转化为生活应用，深化“化学服务生活”的意识，评价学生知识应用能力；3.呼应开篇情境，形成完整探究闭环，让学生体会科学探究的价值。 课堂检测 1.实验室制取二氧化碳，选择的最佳反应物是（　　） A． 大理石与稀硫酸 B．碳酸钠与稀盐酸 C．大理石与稀盐酸 D．碳酸钙粉末与稀盐酸 2.实验室制取二氧化碳，发生装置选择的依据是（　　） A．二氧化碳密度比空气大 B．大理石是固体，稀盐酸是液体，反应无需加热 C．二氧化碳能溶于水 D．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 3.一氧化氮是一种无色、无味、有毒且难溶于水的气体，能与空气中的氧气迅速反应。下列实验室收集一氧化氮气体的方法，正确的是（ ） A.向上排空气法 B.向下排空气法 C.排水法 D.以上方法都可以 4.某同学在实验室制取二氧化碳的过程中，进行制取、收集、检验、验满的四步操作如下图所示，其中正确的是（ ） A.制取 B.收集 C.检验 D.验满 5.实验室制取二氧化碳有以下步骤：①检查装置的气密性②向长颈漏斗中注入盐酸③收集气体④向反应器中加入石灰石。其中正确的操作顺序是（ ） A．①③②④ B．①②④③ C．③①②④ D．①④②③ 板书设计 作业与拓展学习设计 一、基础性作业 1.现有下列仪器: ①锥形瓶；②酒精灯；③长颈漏斗；④导气管；⑤水槽；⑥集气瓶。其中在制取和收集二氧化碳时 肯定用不上的是（ ） A.②④ B.②⑤ C.①⑤ D.①③ 2.如图所示为实验室制取二氧化碳的部分操作，其中错误的是（ ） A.检查气密性 B.加入石灰石 C.加入稀盐酸 D.收集二氧化碳 3.实验室制取二氧化碳，向盛有石灰石的锥形瓶中加酸后，过一会儿石灰石表面几乎无气体产生，原因可能是（ ） A．锥形瓶橡胶塞处漏气 B．没有加热 C．没有用玻璃棒搅拌反应物 D．加入的是稀硫酸 4.某同学在实验室制取二氧化碳的发生和收集装置如图所示。下列说法不正确的一项是（ ） A．长颈漏斗可用来添加稀硫酸 B．可选用大理石和稀硫酸制取 C．收集的导管应伸入集气瓶底部 D．先将水注入锥形瓶液封，再检查气密性 5.下列装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题。    (1)写出仪器①的名称 。 (2)小明同学用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，实验原理是 ，选择B装置作为发生装置，长颈漏斗下端管口应 ，应选择的收集装置是 （填字母代号）。 (3)将燃着的木条放在集气瓶口，发现木条 ，说明二氧化碳已收集满。 （4）用 检验二氧化碳，其反应原理是 。 二、拓展性作业 1.实验室里现有高锰酸钾、稀硫酸、石灰石、稀盐酸以及下列仪器： （1）写出下列仪器名称：②________ ④__________ （2）使用仪器①③④⑤⑦⑩，可以做制取 的实验，反应的化学方程式为 ， 此反应属于 （填“化合”“分解”）反应；收集完气体后，发现气体不纯，可能的原因是 （写出一条即可）。 （3）制取并收集一瓶二氧化碳气体，除使用仪器②⑥，还需使用上图仪器中的___________(填序号)，反应的化学方程式为 ；收集二氧化碳时，证明是否集满的方法是 。 2.学习小组在实验室开展“二氧化碳制取的研究”实践性活动。 活动一：制取二氧化碳方案的选择。 利用碳酸钠粉末、块状石灰石、稀盐酸、稀硫酸等4种药品设计制取二氧化碳的方案。在点滴板上分别放好等质量的固体药品，然后同时滴加4滴等浓度的两种酸，观察并记录现象，如下表： 组别 实验药品 反应速率 产生气泡持续时间 1 碳酸钠和稀盐酸 很快 短 2 碳酸钠和稀硫酸 很快 短 3 石灰石和稀盐酸 较快 长 4 石灰石和稀硫酸 较快 短 (1)选择块状石灰石和稀盐酸作为制取药品的理由是 。 (2)组别3反应的化学方程式为 。 活动二：制取二氧化碳发生装置的选择 (3)仪器⑦的名称是 。 (4)选择组装制取二氧化碳发生装置的仪器 （填序号）。 活动三：收集二氧化碳方案的选择 用向上排空气法收集二氧化碳时，常将燃着的小木条放在集气瓶口进行验满，为了确定该方法是否可靠，进行如图实验：用100ml三颈烧瓶收集二氧化碳，记录瓶内氧气体积分数随时间的变化，如下图： 3、 实践性作业 通过本节课学习请设计一组用于家庭制取二氧化碳的实验装置，以及实验药品，并进行实验。录制实验视频，并将实验仪器带到学校与同学们分享制作历程与装置的优点。 教学反思与改进 学科网（北京）股份有限公司 $