5.3 二氧化碳第二课时教学设计--2026-2027学年九年级化学科粤版上册

该初中化学教学设计聚焦二氧化碳的实验室制取（药品选择、装置搭配、实验步骤、检验验满）及碳循环、温室效应与低碳生活。通过回顾上节课性质与用途设问，衔接新旧知识，引发认知冲突，搭建探究式学习支架。 采用任务式探究教学，通过对比实验筛选药品培养科学思维，归纳气体制取通用思路体现化学观念，实验实操提升科学探究与实践能力，结合碳循环与低碳生活渗透科学态度与责任。助力学生掌握实验技能与环保意识，为教师提供清晰教学流程与素养落地方案。

5.3 二氧化碳 - 第二课时（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 化学观念：认识二氧化碳的制备原理与碳循环规律，建立物质转化、性质决定制备方法的核心观念。 科学思维：通过对比实验、装置筛选，归纳气体制取的通用思路，培养归纳推理、对比分析能力。 科学探究与实践：自主完成二氧化碳制取、检验实验，熟练掌握实验操作与探究流程。 科学态度与责任：了解温室效应危害，树立低碳环保理念，增强社会责任与绿色化学意识。 重点 和难点 教学重点：实验室制取二氧化碳的药品选择、实验装置搭配、操作步骤，以及气体的检验与验满方法，掌握实验室气体制备的基本流程。 教学难点：理解气体发生装置、收集装置的选择依据，辨析不同药品制取二氧化碳的优劣，自主归纳气体制备的通用思维模型，规避实验操作中的常见错误。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 上节课我们认识了二氧化碳的诸多性质，二氧化碳可用于灭火、制作汽水、作气体肥料，用途十分广泛。生活与生产中需要大量二氧化碳，那么实验室中如何科学、便捷地制取纯净的二氧化碳？为何不用木炭燃烧、碳酸钙高温分解的方法制取？今天我们通过探究实验，解锁实验室制取二氧化碳的科学方法，探寻碳循环与低碳生活的意义。 结合学生已知的二氧化碳性质与生活用途设问，衔接新旧知识，引发学生认知冲突，激发探究欲望，自然引出本节课气体制取的核心探究任务，聚焦课堂重难点。 讲授新课 任务一：探究实验室制取二氧化碳的药品选择 结合前期所学知识，学生已知含碳物质发生反应可生成二氧化碳，课堂首先开展小组探究活动，筛选实验室制取二氧化碳的最佳药品。教师提供实验药品：块状大理石、碳酸钠粉末、稀盐酸、稀硫酸，同时明确探究核心问题：不同药品组合反应制取二氧化碳的现象、速率、适用性有何差异，是否适合实验室制取气体。 将学生分为四人小组，分工完成实验操作、现象记录、结论总结，每组依次完成四组对照实验：第一组，碳酸钠粉末与稀盐酸反应；第二组，块状大理石与稀盐酸反应；第三组，碳酸钠粉末与稀硫酸反应；第四组，块状大理石与稀硫酸反应。实验过程中，要求学生仔细观察反应剧烈程度、反应持续时间、气体产生稳定性，如实记录实验现象。 各小组完成实验后，汇总实验现象：碳酸钠粉末与稀盐酸、稀硫酸反应时，反应速率极快，瞬间产生大量气泡，反应过于剧烈，难以控制，不利于气体的收集与后续实验操作；块状大理石与稀硫酸反应时，初期产生少量气泡，短时间后反应逐渐停止，无法持续制取气体；块状大理石与稀盐酸反应时，反应速率适中，气泡持续均匀产生，反应平稳可控。 教师引导学生深度分析现象背后的原因，突破知识疑点。针对大理石与稀硫酸反应停止的现象，讲解反应过程中会生成微溶性固体物质，覆盖在大理石固体表面，隔绝固体与液体药品的接触，终止化学反应，因此无法持续制取二氧化碳。针对碳酸钠与酸反应过快的问题，说明粉末状固体与酸液接触面积过大，反应速率过快，不利于实验室收集气体，不符合实验便捷、可控的要求。 通过小组探究、对比分析、教师点拨，学生自主归纳得出结论：实验室制取二氧化碳的最佳药品为块状大理石或石灰石与稀盐酸。同时教师拓展强调，实验室制取气体的药品选择原则：反应速率适中、操作简便、产物纯净、原料易得、反应持续稳定，为后续气体制取学习奠定判断依据。 任务二：选择实验室制取二氧化碳的实验装置 明确制取药品后，课堂进入装置探究任务。教师引导学生回顾实验室制取氧气的装置选择思路，启发学生自主推导装置选择的核心依据：气体发生装置由反应物状态和反应条件决定，气体收集装置由气体的密度、溶解性决定。 首先探究气体发生装置。学生结合本节课制取药品分析，反应物为固体大理石和液体稀盐酸，反应过程不需要加热，常温下即可发生反应，因此可确定为固液常温型发生装置。教师展示多种实验仪器：试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、橡胶塞、导管等，让学生自主搭配组装发生装置。 组织学生开展装置对比评价活动，分析不同装置的优缺点：简易试管装置组装简单、操作便捷，适合少量气体制取；搭配长颈漏斗的装置，可随时添加液体药品，适合持续制取气体；搭配分液漏斗的装置，可通过控制液体滴加速度，精准调节反应速率，可控性更强。同时教师强调装置使用注意事项，长颈漏斗末端必须伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从漏斗口逸出，保证装置的气密性。 随后探究气体收集装置。教师引导学生结合二氧化碳的性质分析收集方法，回顾第一课时知识，二氧化碳能溶于水，且能与水发生反应，因此不能采用排水法收集；二氧化碳的密度比空气大，因此可采用向上排空气法收集。教师展示排空气法收集装置，对比向上、向下排空气法的适用场景，强化学生的判断思维。 为深化学生理解，教师设置探究思考题：能否用排水法收集较纯净的二氧化碳？如何收集更纯净的二氧化碳气体？引导学生拓展思考，结合二氧化碳溶解性特点，分析可知常温下二氧化碳在水中溶解度有限，短时间内可采用排水法收集纯度更高的二氧化碳，而向上排空气法收集的气体更干燥，学生可根据实验需求灵活选择收集方法，突破固定思维。 任务三：梳理实验室制取二氧化碳的完整实验步骤 在确定药品和装置的基础上，组织学生以小组为单位，结合实验操作规范，自主梳理、排序实验操作步骤，构建完整的实验流程。学生通过讨论、实操演练，逐步完善实验步骤，教师同步规范操作流程，纠正学生的错误认知与操作误区。 第一步，检查装置气密性。教师示范并讲解操作要点，将导管一端伸入水中，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。着重强调，所有气体制取实验，必须先检查气密性，再添加药品，避免药品浪费、气体泄漏。 第二步，装入实验药品。遵循“先固后液”的操作原则，先将块状大理石放入反应容器中，再通过长颈漏斗或分液漏斗缓慢加入稀盐酸。讲解固体药品、液体药品的取用规范，提醒学生药品用量适中，避免过量反应造成浪费或反应过于剧烈。 第三步，收集气体。装置内反应平稳进行后，将导管伸入集气瓶底部，利用向上排空气法收集二氧化碳，保证集气瓶内空气能够充分排出，提高收集气体的纯度。收集过程中引导学生观察反应状态，保证气体持续稳定生成。 第四步，气体的检验与验满。这是本课时核心实操要点，教师分步演示并讲解原理。气体检验：将生成的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明制取的气体为二氧化碳，依托二氧化碳的化学性质完成物质检验。气体验满：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，利用二氧化碳不支持燃烧、不能燃烧的性质完成验满操作。 第五步，整理实验仪器。实验结束后，先移出导管，再终止反应，清洗仪器、整理实验台面，养成规范、严谨的实验习惯。教师全程巡视各小组实操情况，及时纠正导管放置错误、药品取用过量、验满操作位置错误等常见问题，规范学生实验操作。 任务四：认识自然界中的碳循环 完成二氧化碳实验室制取探究后，课堂延伸至自然界中的碳循环，衔接生活与自然现象，构建宏观化学认知。教师展示自然界碳循环示意图，组织学生小组合作探究，梳理碳元素在大气、生物、自然界之间的循环途径。 引导学生分析二氧化碳的产生途径：动植物的呼吸作用、化石燃料的燃烧、微生物的分解作用、工业生产排放等。同时梳理二氧化碳的消耗途径：绿色植物的光合作用、海水吸收、岩石风化等。学生通过梳理归纳，明确二氧化碳并非有害气体，是自然界碳循环的重要组成部分，维持着生态系统的平衡。 教师进一步深化探究，设置问题情境：自然界的碳循环为何能维持平衡？人类活动对碳循环造成了哪些影响？学生结合生活经验分析，工业发展、化石燃料过度燃烧、植被破坏等人类活动，导致大气中二氧化碳含量逐年升高，打破碳循环平衡，引发系列环境问题，为后续温室效应、低碳生活的学习做好铺垫。 任务五：了解温室效应与低碳生活 基于碳循环失衡的问题，开展温室效应与低碳生活的探究学习。教师讲解温室效应的形成原理，大气中的二氧化碳等温室气体，能够吸收地面辐射的热量，阻止热量散失，维持地表适宜温度，适度的温室效应有利于地球生态环境。 重点探究温室效应加剧的危害，结合生活实例与生态现状，引导学生总结危害：全球气候变暖、两极冰川融化、海平面上升，淹没沿海低洼地区；气候反常加剧，极端天气频发；土地荒漠化加剧，植被减少；破坏生态平衡，导致生物多样性减少，同时影响人类身体健康与农业生产。 聚焦问题解决，组织学生开展“低碳生活从我做起”小组讨论，结合生产生活实际，归纳缓解温室效应、维持碳循环平衡的有效措施。从能源角度，减少煤、石油、天然气等化石燃料的使用，开发利用太阳能、风能、氢能等清洁能源；从生态角度，大力植树造林、退耕还林，增加植被覆盖率，增强光合作用对二氧化碳的消耗；从生活角度，践行绿色出行、节约用电、减少一次性用品使用等低碳行为。 教师拓展讲解低碳经济、碳中和、碳达峰的基本理念，让学生了解化学与社会发展、生态环境的密切关联，明白化学知识不仅用于实验探究，更能解决实际环境问题，提升学生的社会责任感。同时引导学生树立绿色化学理念，将低碳环保的生活理念落实到日常行动中。 本节课全程采用任务式探究教学，贴合新课标素养导向与新教材编排逻辑，以学生自主探究为核心，层层递进设置探究任务，从药品筛选、装置选择、实验实操，到碳循环与低碳环保，实现知识、技能、素养的全方位落地。通过对照实验、小组合作、问题探究，突破教学重难点，规避传统课堂单向灌输的弊端，充分发挥学生的主体地位。同时将化学实验知识与自然生态、生活实际、社会热点相结合，让学生体会化学的实用性与社会性，在掌握实验技能与理论知识的基础上，培养科学探究思维与绿色环保的责任意识，落实四维核心素养的育人目标，构建从实验探究到知识应用、素养提升的完整课堂闭环。 板书设计 5.3 二氧化碳（第二课时） 一、实验室制取二氧化碳 1. 最佳药品：块状大理石（石灰石）、稀盐酸 2. 装置选择：固液常温型发生装置 + 向上排空气法收集装置 3. 实验步骤：查气密性→加药品（先固后液）→收集气体→检验验满→整理仪器 4. 检验：气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 5. 验满：燃着木条放瓶口，木条熄灭 二、自然界的碳循环 1. 产生：呼吸、化石燃料燃烧、分解作用 2. 消耗：光合作用、海水吸收 三、温室效应与低碳生活 1. 加剧危害：气候变暖、冰川融化、生态失衡 2. 低碳措施：开发新能源、植树造林、绿色生活 四、气体制取通用思路 定原理→选装置→规操作→验气体 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 $