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

该教案聚焦二氧化碳实验室制取的反应原理、装置选择及检验验满，通过回顾氧气制取方法，结合二氧化碳用途导入课题，搭建新旧知识衔接的学习支架。 资料亮点在于以科学思维构建气体制取模型，对比氧气与二氧化碳制取条件归纳装置选择依据，通过药品选择多因素分析培养科学态度，分组实验装置设计优化提升科学探究能力，助力学生形成系统实验思路，为教师提供结构化教学方案。

课题 3 二氧化碳的实验室制取 一、基本信息 教材版本：人教版 课时安排：1 课时 授课年级：九年级 授课科目：九年级化学 （一）核心素养目标 化学观念：掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、装置选择、气体检验与验满方法，建立气体制备的物质转化观念。 科学思维：通过对比氧气与二氧化碳的制取条件，归纳气体制取装置的选择依据，构建实验室制取气体的一般思路模型。 科学探究与实践：能根据反应物状态、反应条件设计制取二氧化碳的实验装置，完成装置组装与优化，提升实验设计与动手操作能力。 科学态度与社会责任：综合考虑反应速率、气体纯度、操作安全、试剂成本等因素选择实验方案，形成节约药品、绿色实验的意识。 （二）教学目标 通过探究活动，了解实验室制取二氧化碳的反应原理和制取装置。 初步学习二氧化碳的制取、检验、验满等基本操作。 了解实验室制取气体的一般思路与方法。 （三）教学重难点 重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、气体检验与验满操作。 难点：根据反应物状态、反应条件和气体性质选择发生与收集装置；归纳实验室制取气体的一般思路。 （四）教学准备 仪器：锥形瓶、平底烧瓶、试管、集气瓶、长颈漏斗、双孔橡胶塞、导管、水槽、酒精灯、烧杯； 药品：大理石（石灰石）、稀盐酸、澄清石灰水； 多媒体 二、教学过程 （一）新课导入 回顾旧知：实验室制取氧气有哪些方法？ 学生回忆：高锰酸钾加热分解、过氧化氢在二氧化锰催化下分解。 教师过渡：二氧化碳在生活中有哪些用途？（学生回答：灭火、植物光合作用、碳酸饮料、化工原料等）二氧化碳用途广泛，那么在实验室里如何制取它呢？引出本节课课题。 （二）新知探究一：实验室制取二氧化碳的化学反应原理 药品选择：实验室常用稀盐酸与石灰石（或大理石，主要成分为碳酸钙）反应制取二氧化碳。 为什么不用其他药品？ 实验室在选择制取二氧化碳的药品时，需要综合考虑多方面因素。常见可选的药品组合有： 药品组合 现象 结论 碳酸钠粉末 + 稀盐酸 反应非常剧烈，产生大量气泡 反应速率太快，不易控制，来不及收集 石灰石 + 稀硫酸 开始有气泡，一会儿后反应停止 生成CaSO₄微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻止反应继续进行 石灰石 + 浓盐酸 反应剧烈，产生大量气泡并伴有白雾 浓盐酸易挥发，使收集到的CO₂中混入HCl杂质 石灰石 + 稀盐酸 产生气泡，速率适中 反应速率便于控制，原料廉价易得 结论：实验室选用稀盐酸与石灰石（或大理石） 反应制取二氧化碳，是因为该组合反应速率适中、生成的气体较纯净、操作安全简便、试剂价格低廉。 分步反应方程式 CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂CO₃ 碳酸不稳定，易分解： H₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O 总化学方程式（可直接复制到 Word） CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O 思考与讨论：确定制取二氧化碳反应原理需要考虑的因素 综合考虑：反应速率适中、生成的气体纯净易收集、实验操作安全简便、试剂价格低廉、实验过程无污染。 （三）新知探究二：实验室制取二氧化碳的实验装置 实验室制取气体的装置分为发生装置和收集装置。 1. 发生装置对比表格 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） 氧气 高锰酸钾分解 固体 + 固体 加热 氧气 过氧化氢分解 固体 + 液体 常温（不需要加热，加催化剂） 2. 收集装置对比表格 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 密度比空气大 能溶于水，能与水反应 氧气 密度比空气大 不易溶于水，不与水反应 3. 装置选择分析 发生装置：制取二氧化碳是固体与液体在常温下反应，选用固液不加热型装置，可选用锥形瓶（或试管、平底烧瓶）搭配长颈漏斗、双孔橡胶塞与导管，不需要酒精灯。 收集装置：二氧化碳密度比空气大、能溶于水且和水反应，只能选用向上排空气法，用集气瓶收集，不能用水槽排水收集。 4. 装置设计与评价 给出可选仪器：锥形瓶、平底烧瓶、试管、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡胶塞、水槽、酒精灯。 学生分组组装装置，小组讨论装置优缺点： 试管装置：仪器简单，适合少量气体制取； 锥形瓶 + 长颈漏斗装置：可随时添加液体药品，适合制取较多气体。 师生共同优化，确定教材图 6-19 的固液不加热 + 向上排空气法装置为安全可行的方案。 发生装置使用的注意事项 使用锥形瓶与长颈漏斗组合装置时，需注意： 长颈漏斗末端必须伸入液面以下（形成液封），防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗口逸出。 添加药品的顺序：先向锥形瓶中加入块状大理石，再通过长颈漏斗加入稀盐酸。 检查装置气密性：连接好装置后，将导管一端放入水中，用手握住锥形瓶外壁（或用热毛巾捂住），观察导管口是否有气泡冒出；松开手后，导管中是否形成一段水柱。 （四）新知探究三：二氧化碳的检验与验满 检验二氧化碳 操作：将生成的气体通入澄清石灰水中； 现象：澄清石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳（对应教材图 6-20 左图）。 二氧化碳的验满 操作：将燃着的木条放在集气瓶瓶口； 现象：木条立即熄灭，证明集气瓶内已经充满二氧化碳（对应教材图 6-20 右图）。 思考与讨论（对应教材问题） （1） 检验气体：把气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明是二氧化碳； （2） 验满：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明二氧化碳已收集满。 易错提醒： 检验CO₂时，不可用燃着的木条代替澄清石灰水。因为能使燃着木条熄灭的气体不止CO₂一种（如N₂也能使木条熄灭）。 验满时，燃着的木条要放在集气瓶口，不能伸入瓶内。若伸入瓶内，即使木条熄灭也不能证明已集满（可能只是局部CO₂浓度高）。 用向上排空气法收集时，导管应伸入集气瓶底部，便于将瓶内空气从瓶口充分排出。 集满CO₂的集气瓶应正放（瓶口朝上），因为CO₂密度比空气大。 （五）实验步骤 实验室制取二氧化碳的完整操作步骤可概括为： 查 → 装 → 收 → 验 → 满 步骤 操作内容 要点 查 连接装置，检查气密性 导管放入水中，用手握锥形瓶外壁，观察气泡 装 先加固体（大理石），后加液体（稀盐酸） 长颈漏斗末端伸入液面以下 收 用向上排空气法收集气体 导管伸入集气瓶底部 验 将气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊证明是CO₂ 满 将燃着木条放在集气瓶口 木条熄灭证明已集满 （六）归纳总结：实验室制取气体的一般思路和方法 确定反应原理：在实验室条件下选择合适试剂，综合考量反应速率、气体纯度、操作安全、试剂成本、是否产生污染等条件。 设计实验装置： 发生装置：依据反应物状态、反应条件（是否加热、是否加催化剂）选择； 收集装置：依据气体密度、溶解性、能否与水反应等性质选择，必要时增设除杂、尾气处理装置。 气体验证：根据气体的特征化学性质，选择合适试剂检验气体种类。 （七）课堂小结 一原理：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O 二装置：固液不加热型发生装置 + 向上排空气法收集装置 三步骤：查 → 装 → 收 → 验 → 满 四要点： 长颈漏斗末端要液封 导管伸入集气瓶底部 验满木条放瓶口 集满后集气瓶正放 三、板书设计 课题 3 二氧化碳的实验室制取 反应原理 CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂CO₃ H₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O 总式：CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O 实验装置 发生装置：固体 + 液体，常温 → 固液不加热型 收集装置：密度大于空气、能溶于水 → 向上排空气法 检验与验满 检验：气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 验满：燃着木条放在瓶口，木条熄灭 气体制取一般思路：定原理→选装置→验气体 四、作业布置 1.默写二氧化碳制取的总化学方程式； CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O 2.画出实验室制取二氧化碳的整套装置图，并标注仪器名称； 3.对比氧气与二氧化碳的实验室制取装置，结合反应物状态、反应条件、气体密度、气体溶解性等要点，梳理两种气体制取发生装置、收集装置的相同点与不同点，整理成对比表格。 对比项目 氧气（过氧化氢制取） 氧气（高锰酸钾制取） 二氧化碳 反应物状态 固体 + 液体 固体 固体 + 液体 反应条件 常温、二氧化锰催化 加热 常温、无需加热 发生装置类型 固液不加热型 固体加热型 固液不加热型 气体密度 略大于空气 略大于空气 大于空气 气体溶解性及化学性质 不易溶于水、不与水反应 不易溶于水、不与水反应 能溶于水、能与水反应 收集方法 向上排空气法、排水法 向上排空气法、排水法 仅向上排空气法 word理化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $