6.3二氧化碳的实验室制取第一课时教学设计--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，承接氧气制取知识，构建气体制备通用思路。通过生活实例导入，引导学生回顾氧气制取核心环节，搭建“原理-药品-装置-收集-检验”学习支架。 以分组对比实验探究药品选择，学生亲历碳酸钠与稀盐酸等反应差异，培养科学探究与实践能力。对比氧气与二氧化碳装置规律，归纳发生与收集装置选择依据，渗透科学思维。规范实验操作与易错辨析，强化科学态度，助力教师高效教学，学生构建系统知识体系。

课题3 二氧化碳的实验室制取- 第一课时（教学设计） 课题 课时安排 教材分析 本节课选自人教版九年级化学上册第六单元课题3，是初中化学气体制备体系的核心课时，承接氧气实验室制取的知识体系，是学生系统掌握气体制取思路的关键延伸。教材以实验探究为核心，依次讲解二氧化碳制取的反应原理、实验药品、发生与收集装置、验满与检验方法，搭建起完整的气体制备知识框架。本课所学的实验思路、装置选择规律，不仅是本单元的学习重点，也是后续学习其他气体制备的基础，兼具知识衔接性与实验方法指导性，能够有效培养学生的化学实验探究能力与科学思维。 学情分析 九年级学生已具备一定的化学基础与实验操作能力，此前熟练掌握了氧气的实验室制取方法，知晓气体制备需明确原理、装置、收集、验满等核心环节，具备初步的实验探究和逻辑推理能力。但学生对气体装置选择的本质规律理解不够透彻，容易混淆不同气体的制取药品、装置差异，对实验操作细节、误差成因的分析能力较弱。同时初中生好奇心强，乐于动手实验，但实验规范性和严谨性不足，适合通过情境引导、分组探究、对比辨析的方式开展课堂教学，突破认知难点。 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、药品选择依据，理解气体制取装置与反应物状态、反应条件、气体性质的对应关系，建立“物质性质决定实验方法”的核心化学观念。 科学思维：通过对比氧气、二氧化碳制取实验，归纳气体制备的通用思路，能辨析实验药品、装置的优劣，培养对比分析、归纳总结、逻辑推理的科学思维。 科学探究与创新意识：亲历实验方案设计、操作、验证的全过程，熟练掌握实验基本操作，能自主优化实验装置，提升实验探究与创新改进能力。 科学态度与社会责任：树立严谨规范的实验态度，体会化学实验的科学性与严谨性，了解二氧化碳制备在生活、生产中的应用，培养学以致用的科学素养。 重点 和难点 教学重点：掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、实验药品、发生装置和收集装置；熟练掌握二氧化碳的检验、验满方法，熟记实验基本操作流程，构建气体制取的基础思维模型。 教学难点：理解实验室选择大理石与稀盐酸制取二氧化碳的原因，掌握气体发生装置、收集装置的选择规律；能够结合实验需求分析装置优缺点，辨析实验操作中的常见错误，灵活运用气体制取思路解决实际实验问题。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 生活中处处可见二氧化碳，我们呼吸呼出二氧化碳、植物光合作用消耗二氧化碳、汽水冒泡是因为溶解了二氧化碳，二氧化碳是与生命、生活紧密相关的重要气体。在工业和科研中，常常需要纯净的二氧化碳气体，生活中的二氧化碳无法满足实验需求。结合之前学过的氧气制取知识，如何在实验室中安全、快速、高效地制取纯净的二氧化碳？今天我们就通过实验探究，解锁二氧化碳实验室制取的完整方法。 结合生活实例创设情境，拉近化学与生活的距离，激发学生探究兴趣。通过旧知设问衔接新知，引导学生主动联想气体制取的通用思路，自然引出本节课核心探究内容，快速聚焦课堂重难点。 讲授新课 （一）温故知新，构建知识铺垫 引导学生回顾旧知，梳理实验室制取气体的完整研究思路，为二氧化碳制取探究搭建知识框架。首先提问学生：结合实验室制取氧气的学习经验，思考制取一种未知气体，需要依次明确哪些核心内容？引导学生自主梳理得出，气体制取需确定反应原理、实验药品、实验装置、收集方法、检验与验满方法、实验操作步骤六大核心环节。 随后进一步细化提问，带领学生回顾装置选择的核心规律：实验室制取气体的发生装置，主要依据什么因素选择？学生思考回答后，教师总结归纳：发生装置由反应物的状态（固体、液体）和反应条件（是否需要加热、催化剂等）决定。固固加热型对应高锰酸钾、氯酸钾制取氧气的装置，固液常温型对应过氧化氢制取氧气的装置。 针对气体收集装置，教师继续设问：气体收集方法的选择依据是什么？常见的收集方式有哪些？师生共同总结：收集方法由气体的密度、溶解性以及是否与空气、水反应决定。排水法适用于不溶于水、不与水反应的气体；向上排空气法适用于密度比空气大、不与空气成分反应的气体；向下排空气法适用于密度比空气小的气体。通过系统性旧知回顾，帮助学生建立通用探究模型，为新知探究做好铺垫，降低新知学习难度。 （二）探究原理，优选实验药品 明确气体制取通用思路后，进入本节课核心探究环节，聚焦实验室制取二氧化碳的药品选择与反应原理。教师首先出示三组备选实验药品组合，分别是碳酸钠与稀盐酸、大理石（石灰石，主要成分为碳酸钙）与稀盐酸、大理石与稀硫酸，引导学生思考：三组药品均能反应生成二氧化碳，为何实验室唯独选择大理石与稀盐酸作为制取原料？ 为解决这一问题，教师组织学生开展分组对比微型实验，每组学生分别操作三组反应，观察、记录反应速率、反应持续时间、反应现象。第一组实验：碳酸钠与稀盐酸反应，学生观察到反应瞬间剧烈、产生大量气泡，反应速率过快，气体瞬间溢出，难以控制，不利于气体收集。第二组实验：大理石与稀硫酸反应，反应初期产生少量气泡，短时间后反应逐渐停止，不再产生气体。教师适时点拨原理：大理石与稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石固体表面，隔绝固体与液体反应物的接触，使反应自动终止，无法持续制取气体。 第三组实验：大理石与稀盐酸反应，反应速率平稳适中，气泡持续均匀产生，反应可持续进行，便于实验操作和气体收集。通过三组对比实验，学生直观感知不同药品组合的反应差异，自主得出实验结论：实验室制取二氧化碳的最佳药品为大理石（或石灰石）和稀盐酸。 随后教师讲解反应原理，板书化学反应方程式，详细拆解反应过程：碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体。同时强调实验注意细节：不可用浓盐酸替代稀盐酸，因为浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，导致收集的二氧化碳气体不纯，引入杂质，影响实验效果。帮助学生精准掌握药品选择依据，理解原理本质，规避常见实验误区。 （三）探究装置，明晰选择规律 确定实验药品与反应原理后，师生共同探究二氧化碳制取的实验装置。教师引导学生结合反应物状态和反应条件分析：本次实验反应物为固体大理石和液体稀盐酸，反应在常温下进行，无需加热、无需催化剂。结合之前回顾的发生装置选择规律，学生自主判断得出：二氧化碳制取应选用固液常温型发生装置。 教师展示多种固液常温型装置，包括简易试管装置、锥形瓶搭配长颈漏斗装置、分液漏斗装置，引导学生分组讨论不同装置的优缺点。简易装置组装简单、操作便捷，但无法随时添加液体药品；长颈漏斗装置可随时补充稀盐酸，实验可持续进行，但漏斗末端必须液封，防止气体从漏斗逸出；分液漏斗装置可通过活塞控制液体滴加速度，进而控制反应速率，实验可控性更强，适配不同实验需求。 紧接着探究收集装置，教师给出二氧化碳的核心性质：能溶于水且能与水发生反应，密度比空气大，常温下不与空气中成分反应。学生结合收集装置选择规律，自主排除排水法，确定采用向上排空气法收集二氧化碳。教师重点强调收集操作细节：导管必须伸入集气瓶底部，目的是彻底排尽集气瓶内的空气，保证收集的二氧化碳气体纯净，减少空气残留，提升实验精度。 （四）实操探究，规范实验流程 在明确原理、药品、装置的基础上，教师带领学生梳理完整实验操作步骤，强调实验规范性，随后组织学生分组开展完整实验操作。第一步，检查装置气密性。教师演示并讲解操作方法：将导管末端浸入水中，用手紧握容器外壁，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，若无现象则装置漏气，需重新组装调试。 第二步，添加实验药品，严格遵循“先固后液”的操作顺序，先将大理石块状固体放入容器中，再通过长颈漏斗或胶头滴管加入稀盐酸，防止液体飞溅、反应失控。第三步，收集气体，固定装置，将导管伸入集气瓶底部，采用向上排空气法持续收集气体。第四步，气体检验与验满，这是实验的关键环节。教师区分检验与验满的不同原理和操作方法：检验二氧化碳需将气体通入澄清石灰水，若澄清石灰水变浑浊，证明气体为二氧化碳；验满需将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条熄灭，证明集气瓶内二氧化碳已收集满。 学生分组完成全套实验操作，教师巡回指导，及时纠正学生的不规范操作，如未液封长颈漏斗、导管未伸至集气瓶底部、先加液体后加固体、验满木条伸入瓶内等常见错误。实验完成后，组织小组展示实验成果，分享实验现象、操作心得，梳理实验过程中遇到的问题及解决方法，强化实验操作记忆，培养规范的实验操作习惯。 （五）易错辨析，深化知识理解 实验操作结束后，教师针对本节课高频易错点开展集中辨析，帮助学生突破认知误区，夯实核心知识。首先辨析药品误区，再次强调不能用碳酸钠、稀硫酸、浓盐酸替代标准药品的原因，结合实验现象深化记忆。其次辨析装置误区，重点讲解长颈漏斗液封的必要性，若未液封，生成的二氧化碳气体会从长颈漏斗管口逸出，导致气体收集量不足、实验失败。 同时对比氧气与二氧化碳的制取装置、收集方法差异，引导学生总结：固液常温型装置可通用，但收集方法需依据气体性质区分，氧气可用排水法和向上排空气法，二氧化碳仅能使用向上排空气法。最后辨析检验与验满的区别，明确检验是验证气体种类，需通入澄清石灰水；验满是验证气体是否集满，利用二氧化碳不支持燃烧的性质，操作位置、试剂、原理均不相同，杜绝学生混淆知识点。 （六）课堂小结，构建知识体系 课堂尾声，师生共同梳理本节课全部知识点，搭建完整的二氧化碳制取知识体系。从核心原理、实验药品、装置选择、操作步骤、检验验满、易错要点六个维度进行系统总结，再次归纳气体制取的通用探究思路。同时引导学生反思本节课的实验收获，总结实验探究的方法，体会“性质决定装置、原理指导操作”的化学核心思维，为后续其他气体的制取学习奠定坚实基础，实现知识与能力的双重提升。 本节课整体采用“温故引新—探究解惑—实操验证—辨析提升”的递进式教学流程，贴合九年级学生的认知规律与新课标探究式教学理念。通过回顾氧气制取旧知，搭建气体制备通用模型，降低新知学习门槛，帮助学生实现知识迁移。以对比微型实验探究药品选择，摒弃传统灌输式教学，让学生通过自主观察、分析、总结得出结论，充分发挥学生的课堂主体地位，培养学生的实验探究能力和思辨能力。分层探究装置选择、实验操作、易错辨析，层层突破教学重难点，精准解决学生的认知困惑。规范的分组实操训练，既能强化学生的实验操作规范性，提升动手实践能力，又能培养学生严谨求实的科学实验态度。同时通过新旧知识对比、规律归纳，帮助学生构建系统化的气体制备知识体系，让学生不仅掌握本节课的具体知识，更能习得通用的化学探究方法，实现四维核心素养的全面落地，达成学以致用的教学目标。 板书设计 二氧化碳的实验室制取（第一课时） 一、实验药品 大理石（石灰石，主要成分CaCO₃）、稀盐酸（HCl） 禁忌：Na₂CO₃（反应过快）、稀H₂SO₄（反应终止）、浓HCl（气体不纯） 二、反应原理 CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ 三、实验装置 1. 发生装置：固液常温型（固体+液体、无需加热） 2. 收集装置：向上排空气法（密度大于空气、能溶于水） 四、实验步骤 查（气密性）→ 装（先固后液）→ 收（导管伸底）→ 验（检验、验满） 五、气体检验与验满 1. 检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊→CO₂ 2. 验满：燃着木条放瓶口，木条熄灭→已集满 六、核心思路 原理→药品→装置→操作→检验→总结规律 作业布置 完成分层作业 教学反思 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $