实验4二氧化碳的实验室制取与性质导学案--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

该初中化学导学案聚焦“二氧化碳的实验室制取与性质”，涵盖反应原理、装置选择、操作流程及性质探究。课前通过回顾氧气制取知识搭建气体制备框架，以旧知引新知，形成学习支架。 资料以小组合作探究为核心，结合实验微课视频，引导学生自主设计装置、规范操作，构建气体制备通用模型，培养科学探究与实践能力。习题注重易错点分析与对比思维，融入绿色化学理念，助力学生形成科学思维与环保责任意识。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 实验4 二氧化碳的实验室制取与性质 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据义务教育化学新课标要求，学生需掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、操作步骤及气体检验、验满方法，能独立完成基础实验操作。通过实验探究认识二氧化碳的物理、化学性质，建立气体制备的通用思维模型。同时树立安全实验、绿色化学理念，能结合生活实例说明二氧化碳的用途与影响，提升科学探究与知识应用能力。 学习目标 宏观辨识与微观探析：结合实验现象认知二氧化碳性质，从微观角度理解化学反应本质。 科学探究与创新意识：自主完成实验探究，规范操作，尝试优化实验装置。 证据推理与模型认知：依托实验证据总结气体制备思路，构建气体制取与性质探究模型。 科学态度与社会责任：养成严谨求实的实验态度，了解温室效应，树立低碳环保的社会责任意识。 重难点 重点：实验室制取二氧化碳的化学反应原理、发生装置和收集装置的选择依据，标准化实验操作流程，二氧化碳的检验、验满方法，以及二氧化碳核心物理、化学性质。 难点：归纳总结实验室制取气体的通用思路与方法，区分不同气体制备装置的适用场景，准确分析二氧化碳性质实验的原理与现象本质，规避实验常见误差与错误操作。 资源与 建议 教学资源：仁爱科普版九上化学教材、实验仪器（锥形瓶、长颈漏斗、集气瓶、导管等）、药品（大理石、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液等）、实验微课视频、装置创新示意图、温室效应科普素材。教学建议：课前引导学生回顾氧气制取知识，做好知识铺垫；课中以小组合作探究为主，放手让学生自主设计、操作实验，教师针对性纠错指导；课后结合生活场景拓展应用。注重区分易错知识点，强化装置选择、药品选用的原理理解，重视实验安全规范教学，融入绿色化学理念，落实学用结合的教学目标。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：1. 回顾实验室制取氧气的思路、装置选择及操作要点，搭建气体制备知识框架；2. 自主梳理二氧化碳的已知性质，初步了解实验室制取二氧化碳的药品、原理；3. 熟悉实验仪器名称与基本用途，预判实验操作中的注意事项；4. 初步区分二氧化碳与氧气制取的异同，建立对比思维。 预习知识铺垫：在前期学习中，我们已经掌握了氧气的实验室制取方法，明确了气体制备需围绕“反应原理、药品选择、实验装置、操作步骤、气体检验、收集验满”六大核心展开。同时，我们初步认识了二氧化碳是空气的组成成分之一，参与自然界的碳循环，与人类生产生活、生态环境密切相关。本节课将以氧气制取为模板，探究二氧化碳的实验室制备与性质，完善初中气体制备知识体系。 预习习题 1. 基础填空题 （1）实验室制取气体的一般思路：确定________→选择________→确定________→检验与验满气体。 （2）实验室制取氧气常用的发生装置有两种，分别适用于________和________的反应类型，收集氧气可采用排水法和向上排空气法，依据是氧气________、________。 （3）二氧化碳常温下是________色________味的气体，密度比空气________，________溶于水，固态二氧化碳俗称________。 （4）生活中二氧化碳可用于灭火、制汽水、作气体肥料，其中利用其化学性质的是________。 2. 选择题 （1）下列物质中，能用于实验室制取二氧化碳的药品组合是（） A. 碳酸钠和稀盐酸 B. 大理石和稀盐酸 C. 大理石和稀硫酸 D. 木炭和氧气 （2）收集二氧化碳气体应选用的方法是（） A. 排水法 B. 向下排空气法 C. 向上排空气法 D. 排水法和向上排空气法均可 （3）下列关于二氧化碳的性质，属于化学性质的是（） A. 无色无味 B. 密度比空气大 C. 能溶于水 D. 能使澄清石灰水变浑浊 3. 预习思考题 （1）为什么实验室不选用碳酸钠、稀硫酸制取二氧化碳？请结合反应特点简要分析。 （2）结合氧气制取的验满方法，推测二氧化碳的验满思路，说明判断依据。 （3）结合生活常识，举例说明二氧化碳的利弊各两点。 预习反思：通过自主预习，我已经掌握的知识有________；存在的疑惑有________，将在课堂探究中重点突破。 （二）课中探究案 课堂探究目标：1. 通过对比分析，精准掌握实验室制取二氧化碳的药品选择依据与化学反应原理；2. 自主完成实验装置选择、组装与优化，明确装置选择的核心规律；3. 规范完成实验操作，准确观察、记录实验现象，掌握二氧化碳制取、检验、验满的完整流程；4. 通过分组实验探究，全面掌握二氧化碳的物理、化学性质，能准确书写相关化学方程式；5. 归纳气体制备通用模型，提升实验探究、证据推理与合作探究能力。 探究活动一：探究实验室制取二氧化碳的药品与反应原理 已知三组药品组合：①碳酸钠粉末+稀盐酸；②大理石（石灰石，主要成分为碳酸钙）+稀盐酸；③大理石+稀硫酸。小组合作完成对比分析，结合反应速率、可持续性、气体纯度等维度，筛选最优实验药品。 理论分析：碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，反应瞬间完成，不利于气体收集，难以控制实验节奏；大理石与稀硫酸反应会生成硫酸钙微溶物，覆盖在大理石表面，隔绝反应物接触，使反应迅速停止，无法持续产生二氧化碳；大理石与稀盐酸反应速率适中、反应持续稳定、气体纯度高，是实验室制取二氧化碳的最佳组合。 核心知识点：实验室制取二氧化碳的反应原理为碳酸钙与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳气体，请尝试书写该反应的化学方程式：________________。 探究活动二：探究二氧化碳制取的实验装置 结合反应物状态、反应条件、气体性质，对比氧气制取装置，完成装置选择与探究。反应物为固态大理石和液态稀盐酸，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比空气大，因此只能选用向上排空气法收集装置。 小组讨论问题：1. 固液常温型发生装置中，长颈漏斗的末端为什么必须伸入液面以下？2. 导管伸入锥形瓶内的长度不宜过长，原因是什么？3. 能否用分液漏斗代替长颈漏斗？替换后有什么优点？4. 向上排空气法收集气体时，导管需伸入集气瓶底部，目的是什么？ 装置拓展优化：基础装置操作简单、适合常规实验；改用分液漏斗可通过控制液体滴加速度，精准控制反应速率，实现反应的随时启停与调控，适合对气流速度有要求的实验场景，帮助学生建立装置优化的创新思维。 探究活动三：二氧化碳制取的实验操作、检验与验满 1. 完整实验操作步骤：组装仪器→检查装置气密性→装入药品（先固后液）→收集气体→检验气体→验满→整理仪器。全程遵循化学实验安全规范，杜绝违规操作。 2. 气密性检查方法：连接装置，将导管末端伸入水中，用手紧握锥形瓶外壁，若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段稳定水柱，证明装置气密性良好。 3. 气体检验方法：将生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明该气体为二氧化碳，书写对应化学方程式：________________。 4. 气体验满方法：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，证明二氧化碳已收集满。思考：能否用澄清石灰水验满？为什么？ 小组实操记录：记录实验操作中的关键步骤、观察到的实验现象，梳理操作中出现的问题及修正方法。 探究活动四：二氧化碳的性质实验探究 1. 物理性质探究：观察收集好的二氧化碳气体，总结颜色、状态、气味；结合收集方法，验证二氧化碳密度比空气大、能溶于水的性质。结合生活中汽水、碳酸饮料的溶解现象，加深对二氧化碳溶解性的理解。 2. 化学性质探究实验一：二氧化碳与水反应。将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察溶液颜色变化；再将变色后的溶液加热，再次观察现象。分析：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，使石蕊溶液变红；碳酸不稳定，受热易分解，溶液恢复紫色。书写两步反应的化学方程式：________________、________________。 3. 化学性质探究实验二：二氧化碳不燃烧、不支持燃烧。将燃着的木条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中，木条熄灭，验证二氧化碳的阻燃性，结合该性质解释二氧化碳可用于灭火的原理。 4. 化学性质探究实验三：二氧化碳与澄清石灰水反应，再次巩固检验气体的反应原理，明确该反应是检验二氧化碳的专属方法。 课堂探究习题 1. 填空题 （1）实验室制取二氧化碳的药品是________和________，反应的化学方程式为________。 （2）二氧化碳的检验方法是________，验满方法是________。 （3）二氧化碳与水反应生成________，该物质不稳定，受热易________。 2. 判断题（正确打√，错误打×） （1）实验室可以用排水法收集二氧化碳。（） （2）长颈漏斗末端无需伸入液面以下，不影响实验效果。（） （3）二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳具有酸性。（） （4）燃着的木条熄灭，证明气体一定是二氧化碳。（） 3. 简答题 （1）简要说明实验室不选用碳酸钠、稀硫酸制取二氧化碳的原因。 （2）结合本节课实验，总结二氧化碳的物理性质和化学性质。 （3）归纳实验室制取气体的通用思路和方法。 课堂探究总结：通过本节课分组实验与探究分析，我们完整掌握了二氧化碳的实验室制取方法与核心性质，构建了“原理—装置—操作—检验—性质—用途”的气体探究模型。对比氧气、二氧化碳的制取差异，明确了装置、收集方法的选择本质，同时深化了对二氧化碳用途、环境影响的认知，落实了科学探究与绿色化学的核心素养。 板书设计 实验4 二氧化碳的实验室制取与性质 一、制取原理 药品：大理石（CaCO₃）+稀盐酸（HCl） 方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 药品禁忌：不用Na₂CO₃（速率快）、不用稀H₂SO₄（反应终止） 二、实验装置 发生装置：固液常温型（无加热） 收集装置：向上排空气法（密度大于空气、能溶于水） 关键要点：长颈漏斗液封、导管伸至集气瓶底部 三、操作与检验 步骤：查气密→装药品→收集→检验→验满 检验：通入澄清石灰水，变浑浊 验满：燃着木条放瓶口，木条熄灭 四、二氧化碳性质 1. 物理性质：无色无味气体、密度比空气大、能溶于水 2. 化学性质：①不燃、不助燃；②与水反应生成碳酸；③与澄清石灰水反应 五、核心模型：气体制备通用思路 原理→药品→装置→操作→检验验满→性质用途 参考答案 （一）课前预习案答案 1. 基础填空题 （1）反应原理；实验药品；实验装置 （2）固体加热；固液常温；不易溶于水；密度比空气略大 （3）无；无；大；能；干冰 （4）灭火、作气体肥料 2. 选择题 （1）B （2）C （3）D 3. 预习思考题 （1）碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，不易控制，不利于气体收集；大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面，隔绝反应物，使反应停止，无法持续制取气体。 （2）可利用二氧化碳不支持燃烧的性质，将燃着木条放瓶口验满。因为二氧化碳密度大于空气，集满后会从瓶口溢出，使木条熄灭。 （3）利：灭火、制作汽水、气体肥料、干冰人工降雨；弊：过量排放引发温室效应、导致全球变暖、冰川融化。 （二）课中探究案答案 1. 填空题 （1）大理石（石灰石）；稀盐酸；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑ （2）将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊则为二氧化碳；将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则已集满 （3）碳酸（H₂CO₃）；分解 2. 判断题 （1）× （2）× （3）× （4）× 3. 简答题 （1）碳酸钠为粉末状固体，与稀盐酸接触面积大，反应速率极快，瞬间产生大量气体，难以收集，实验可控性差；稀硫酸与碳酸钙反应生成硫酸钙微溶物，包裹在大理石表面，阻碍反应继续进行，无法持续制取二氧化碳。 （2）物理性质：常温下为无色、无味气体，密度比空气大，能溶于水，固态为干冰，易升华吸热。化学性质：不能燃烧，不支持燃烧；能与水反应生成碳酸；能与澄清石灰水反应，使石灰水变浑浊。 （3）①确定化学反应原理，选择安全、可控、产物纯净的药品；②根据反应物状态、反应条件选择发生装置；③根据气体密度、溶解性选择收集装置；④规范组装仪器，检查装置气密性；⑤按步骤完成实验操作；⑥根据气体专属性质完成检验与验满；⑦探究气体性质，关联实际用途。 课中探究化学方程式汇总 1. 制取二氧化碳：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑ 2. 二氧化碳检验：CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O 3. 二氧化碳与水反应：CO₂+H₂O=H₂CO₃ 4. 碳酸分解：H₂CO₃=H₂O+CO₂↑ ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $