5.2二氧化碳的实验室制法第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学教学设计聚焦二氧化碳实验室制法第二课时，核心涵盖装置选择、规范操作、检验验满及气体制取通用模型构建。通过衔接上节课反应原理，提出实操问题搭建新旧知识支架，激发学生探究欲。 此资料以任务式驱动教学为主线，设原理回顾、装置探究等五任务，学生自主设计简易启普发生器优化装置（科学探究与实践），归纳气体制取通用模型（科学思维），规范操作培养严谨态度（科学态度与责任）。助学生构建系统思维，提升教师教学效率。

第 2 节 二氧化碳的实验室制法 - 第二课时（教学设计） 课题 课时安排 核心 素养目标 宏观辨识与微观探析：结合反应本质认识制取原理，区分实验现象与微观变化。 科学探究与创新意识：通过任务式实验探究，优化制取装置与操作方案。 证据推理与模型认知：归纳气体制取通用模型，建立性质决定装置与操作的思维。 科学态度与社会责任：规范实验操作，树立严谨求实的科学态度，体会化学实验的实用价值。 重点 和难点 教学重点：实验室制取二氧化碳的装置选择、规范操作、气体检验与验满方法，掌握固液不加热型气体制取的核心流程。 教学难点：根据实验需求优化实验装置，理解装置选择的依据，对比氧气、二氧化碳制取差异，归纳构建气体制备的系统化思维模型，灵活解决实验实操问题。 教学过程 教学环节 教学活动 设计意图 导入新课 上节课我们掌握了二氧化碳实验室制取的药品与反应原理，知晓碳酸钙与稀盐酸可反应生成二氧化碳。但知晓原理不等于会实操，实验室如何搭建装置、规范操作、收集纯净气体、检验气体是否集满？本节课通过系列探究任务，一步步攻克实操难点，总结气体制取通用方法，解锁化学气体实验的核心逻辑。 衔接上节课理论知识，搭建新旧知识桥梁，精准抛出实验实操核心问题，激发学生探究欲望，明确本节课实操探究与方法归纳的核心学习目标。 讲授新课 （一）任务一：回顾梳理，夯实二氧化碳制取反应原理 组织学生自主回顾上节课核心知识点，开展小组互助梳理活动，聚焦二氧化碳实验室制取的药品、反应原理、药品选择禁忌三大核心内容。首先引导学生精准复述实验室制取二氧化碳的常用药品，明确纯净的大理石或石灰石（主要成分为碳酸钙）与稀盐酸是最佳实验药品。 随后，组织学生书写对应的化学方程式，小组内相互批改纠错，巩固核心化学反应表达式，深化对反应本质的认知。在回顾基础上，设置探究思考问题，引导学生深度辨析药品选择的禁忌原因。首先思考为何不能用稀硫酸替代稀盐酸制取二氧化碳，学生结合课前预习与小组讨论得出结论：稀硫酸与碳酸钙反应会生成硫酸钙，硫酸钙是微溶性固体，会覆盖在大理石或石灰石固体表面，隔绝固体与稀硫酸的接触，让化学反应逐渐停止，无法持续制取二氧化碳，不适合实验室制取气体。 其次探究为何不选用碳酸钠粉末作为反应药品，通过对比分析可知，碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，反应过于剧烈，产生的二氧化碳气体瞬间大量逸出，不便于实验收集和气体收集操作，不符合实验室平稳制取气体的实验要求。同时明确不能选用浓盐酸的原因，浓盐酸具有极强的挥发性，会挥发出氯化氢气体，导致收集到的二氧化碳气体中混有大量氯化氢杂质，降低气体纯度，影响后续实验探究。 本任务通过回顾梳理、错题纠正、问题辨析的递进式探究，帮助学生夯实理论基础，规避实验药品选择的常见误区，为后续实验装置搭建、实操操作奠定坚实的理论支撑，让学生明白实验操作的每一步都有对应的化学原理支撑，树立原理指导实操的化学思维。 （二）任务二：探究分析，选择二氧化碳制取实验装置 本任务为本节课核心探究内容，结合新教材知识体系，分为发生装置选择、收集装置选择、装置优化改进三个子探究环节，全程以学生自主探究、小组合作、归纳总结为主，教师引导点拨为辅。 首先开展发生装置的选择探究。引导学生结合反应物状态与反应条件两大核心依据，分析二氧化碳制取的实验特征：反应物为固态碳酸钙与液态稀盐酸，反应过程不需要加热，常温下即可自发进行。结合前期学习的氧气制取装置知识，对比加热高锰酸钾、加热氯酸钾制氧气与过氧化氢常温制氧气的装置差异，让学生自主匹配适合二氧化碳制取的发生装置，确定固液常温型发生装置为核心装置。 随后展示多种固液常温型实验装置，包含简易试管装置、锥形瓶搭配长颈漏斗装置、分液漏斗装置等，组织学生小组讨论不同装置的结构特点与适用场景。学生通过对比分析得出，试管简易装置结构简单、操作便捷，适合少量气体的短时制取；长颈漏斗装置可随时添加液态药品，适合持续制取气体，但需要保证漏斗末端液封，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，进而精准控制化学反应速率，实现反应的可控启停，实验灵活性更强。 教师针对学生的探究结论进行补充点拨，重点强调装置使用的核心注意事项，明确长颈漏斗必须液封的原理，若漏斗末端未浸入液面以下，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。同时区分长颈漏斗与分液漏斗的核心差异，分液漏斗带有活塞，无需液封即可密封装置，可精准控制反应速率，是精细化实验的优选装置。 其次开展收集装置的选择探究。引导学生结合二氧化碳的物理性质与化学性质，自主推导收集方法。学生回顾二氧化碳的性质：二氧化碳能溶于水，且能与水发生化学反应生成碳酸，因此不能采用排水法收集；二氧化碳的密度远大于空气密度，且常温下不与空气中的成分发生反应，符合向上排空气法的收集条件。由此确定，实验室制取二氧化碳的唯一收集方法为向上排空气法。 教师进一步拓展探究，设置深度思考问题，引导学生突破思维局限。提问是否存在特殊情况下的收集方法，讲解饱和碳酸氢钠溶液的特殊性质，二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液，因此在需要收集高纯度二氧化碳、规避空气杂质干扰时，可采用排饱和碳酸氢钠溶液的方法收集，拓宽学生的实验认知。同时展示向上排空气法的标准收集装置，指导学生识别装置结构，明确导管需伸入集气瓶底部的操作要求，目的是彻底排尽集气瓶内的空气，保证收集气体的纯度。 最后开展实验装置优化改进探究。组织学生结合实验实操中的常见问题，开展创新设计活动。针对简易装置无法控制反应启停、药品浪费的问题，引导学生探究可控反应装置的设计思路，利用多孔塑料隔板、止水夹、锥形瓶组装简易启普发生器装置。学生通过小组实操尝试，发现关闭止水夹时，装置内气压增大，将液体压回长颈漏斗，固液分离，反应停止；打开止水夹，气压恢复，液体与固体接触，反应重启，实现反应的随时启停，节约实验药品，提升实验可控性。本环节培养学生的实验创新与装置优化能力，落实科学探究核心素养。 （三）任务三：实操演练，规范二氧化碳制取实验操作 在完成装置原理探究后，进入实操演练任务，以小组为单位开展分组实验，严格按照实验流程操作，熟练掌握二氧化碳制取的完整实验步骤，规范实验操作细节，规避实验失误。教师先统一演示标准实验流程，强调操作要点与安全规范，随后学生分组实操，教师巡回指导，纠正不规范操作。 实验第一步为检查装置气密性。指导学生掌握固液常温型装置的气密性检查方法，将装置导管末端浸入水中，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的水柱，证明装置气密性良好。引导学生理解气密性检查的原理，利用气体热胀冷缩的性质，通过气压变化判断装置是否密封，杜绝死记硬背操作步骤。同时强调，气密性检查是所有气体制取实验的前置步骤，装置漏气会导致实验收集失败，是实验成功的首要前提。 实验第二步为添加实验药品，遵循先固后液的添加顺序。先用镊子取用适量大理石或石灰石，放入锥形瓶中，操作时注意将锥形瓶横放，将固体药品放在瓶口，缓慢竖起锥形瓶，让固体缓缓滑入瓶底，防止固体砸破容器底部。随后通过长颈漏斗加入适量稀盐酸，液体药品添加量需浸没长颈漏斗末端，完成液封操作，同时控制液体用量，避免药品过量浪费。教师重点巡视，纠正学生药品取用不规范、未液封等常见问题。 实验第三步为气体制取与收集。药品添加完成后，装置内开始发生化学反应，持续产生二氧化碳气体，等待片刻，排出装置内残留空气后，将导管伸入集气瓶底部，采用向上排空气法收集气体。收集过程中引导学生观察实验现象，固体表面持续产生气泡，固体逐渐缓慢溶解，让学生直观感受化学反应的发生。同时强调收集过程中不可随意移动装置，保证装置密封，确保气体顺利收集。 实验第四步为实验收尾操作。当气体收集完成后，先将导管移出集气瓶，盖上玻璃片，将集气瓶正放在实验桌面上，利用二氧化碳密度大于空气的性质，防止气体逸出。随后整理实验装置，回收剩余药品，清洗实验仪器，整理实验台面，养成规范、整洁的实验习惯。在分组实操过程中，针对学生出现的装置漏气、液封不到位、导管放置过短、药品取用错误等问题，逐一针对性指导，让学生在实操中纠错、在纠错中提升，熟练掌握完整实验流程。 （四）任务四：精准辨析，掌握二氧化碳检验与验满方法 本任务聚焦实验核心收尾环节，区分检验与验满两个易混淆知识点，明确二者的操作方法、实验原理与适用场景，解决学生高频易错问题。首先探究二氧化碳的检验方法，引导学生结合二氧化碳的化学性质，自主推导检验原理，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，使澄清石灰水变浑浊，这是二氧化碳的特征反应，可作为专属检验依据。 组织学生开展检验实验操作，将收集到的气体通入澄清石灰水中，观察澄清石灰水的变化，清晰看到澄清石灰水变浑浊，证明制取的气体为二氧化碳。教师强调检验操作要点，需将气体充分通入石灰水，保证反应充分进行，同时明确该反应为二氧化碳的专属检验方法，其他气体无法使澄清石灰水变浑浊，排除气体干扰。 随后探究二氧化碳的验满方法，引导学生区分检验与验满的核心差异，检验是验证气体种类，验满是验证集气瓶内气体是否收集满。结合二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的化学性质，确定验满操作：将燃着的木条放在集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，证明集气瓶内二氧化碳已收集满。 重点强调验满的核心注意事项，木条必须放置在集气瓶瓶口，不能伸入瓶内，若伸入瓶内，只能证明瓶内存在二氧化碳，无法验证气体是否集满，这是学生最易出错的操作细节。同时组织学生对比氧气与二氧化碳的验满方法差异，氧气验满用带火星木条放瓶口，二氧化碳验满用燃着木条放瓶口，通过对比辨析，避免知识点混淆。 设置纠错探究活动，展示多种错误操作案例，如将木条伸入瓶内验满、用澄清石灰水验满、木条未熄灭即停止收集等，让学生小组讨论错误原因并改正，深化对检验与验满操作的精准掌握。同时引导学生书写二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式，从原理层面巩固实验现象，实现实操与理论的深度结合。 （五）任务五：归纳整合，构建气体制取通用思维模型 本节课最终核心目标是帮助学生构建系统化的气体制取思维体系，实现知识迁移应用。本任务通过对比氧气、二氧化碳的实验室制取方法，归纳总结初中化学气体制取的通用思路与方法，让学生掌握举一反三的解题与实验能力。 首先组织学生以表格形式自主梳理两种气体的制取核心内容，涵盖反应药品、反应条件、反应物状态、发生装置类型、收集方法、检验验满原理及操作。学生通过自主梳理、小组互补完善，清晰梳理出两类气体制取的异同点。氧气制取包含固固加热型、固液常温型两种装置，收集方法包含排水法、向上排空气法；二氧化碳制取仅为固液常温型装置，收集方法为向上排空气法。 随后教师引导学生提炼通用规律，总结实验室制取气体的完整思维流程。第一步确定反应原理，选择反应速率适中、操作简便、产物纯净、无污染的化学反应；第二步选择实验发生装置，依据反应物状态与反应条件，分为固固加热型、固液常温型两大类型；第三步选择收集装置，依据气体密度、溶解性、是否与水或空气成分反应确定收集方法；第四步掌握气体检验与验满方法，依据气体专属化学性质设计检验方案；第五步规范实验操作，检查气密性、规范药品取用、把控实验流程、做好实验收尾。 同时引导学生总结实验通用注意事项，所有气体制取实验必须先检查装置气密性，药品取用遵循规范原则，装置搭建保证密封，收集气体时保证导管放置到位，实验结束规范整理仪器。通过系统化归纳，打破单一气体制取的知识局限，构建通用实验模型，让学生能够自主探究后续未知气体的实验室制取方法，实现知识的迁移与升华。 本节课采用任务式驱动教学，依托新教材知识逻辑，由理论回顾、装置探究、实操演练、原理辨析、模型构建到实战巩固，层层递进搭建完整知识体系。以学生自主探究、小组合作为核心，凸显学生课堂主体地位，规避传统灌输式教学。通过生活化实验探究、装置优化创新、易错点辨析，夯实学生实验操作技能，帮助学生构建气体制取通用思维模型。同时深度落实四维核心素养，培养学生严谨的科学探究能力、逻辑推理能力与创新思维，让学生掌握实验原理与实操方法，实现知识、能力与素养的同步提升。 板书设计 二氧化碳的实验室制法（第二课时） 一、反应原理 碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 禁忌：稀硫酸、浓盐酸、碳酸钠粉末 二、实验装置 1.发生装置：固液常温型（长颈漏斗/分液漏斗/简易装置） 要点：长颈漏斗末端液封 2.收集装置：向上排空气法（密度大于空气、溶于水） 要点：导管伸至集气瓶底部 三、实验操作流程 查气密性→加药品（先固后液）→收集气体→验满→整理仪器 四、检验与验满 检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 验满：燃着木条放瓶口，木条熄灭 五、气体制取通用思路 定原理→选装置→规范操作→验气→总结建模 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 $