6.3二氧化碳的吸收第1课时教学设计-2026-2027学年九年级化学北京版上册

北京版九年级化学上册教学设计 第三节 二氧化碳的吸收（第一课时） 一、教材分析 本节选自北京版九年级化学上册碳的氧化物相关章节。学生已学二氧化碳的性质与检验，本节聚焦"吸收"这一核心功能，把二氧化碳从"认识性质"推向"利用性质加以控制"，上承石灰水变浑浊的检验现象，下启碳酸盐及化学与社会发展，是性质知识向真实应用迁移的关键节点，承上启下。 二、四维核心素养 化学观念：认识二氧化碳能被碱溶液吸收，形成物质变化观。科学思维：通过对比与控制变量推理吸收原理，发展证据推理。科学探究与实践：设计对照实验证明吸收反应，用可见现象说明看不见的变化。科学态度与责任：体会吸收原理在航天、消防、减排中的价值，增强绿色化学与社会责任意识。 三、教学重难点 重点：认识二氧化碳能被碱溶液吸收，理解氢氧化钠溶液吸收原理，知道石灰水用于检验、氢氧化钠溶液用于吸收。难点：设计对照实验证明氢氧化钠与二氧化碳确实发生反应，排除二氧化碳溶于水、与水反应的干扰，从宏观现象推理物质变化本质。 四、新课导入 教师取出冰镇汽水，轻摇后缓缓开盖，瓶口涌出大量气泡。学生观察并回答气泡是什么气体、为何现在冒出。教师引导回忆：二氧化碳通入澄清石灰水会变浑浊，这是检验。追问：若目的不是检验，而是把二氧化碳"抓住""收走"，该用什么办法？由此导入课题——二氧化碳的吸收。 五、导入设计意图 以汽水气泡这一熟悉现象激趣，从检验自然过渡到吸收，制造认知冲突，明确本课核心任务。 六、教学过程总体设计意图 本课时以"怎样抓住并吸收二氧化碳"为总任务驱动，把知识拆解为四个层层递进的子任务。任务一从汽水、呼吸等生活现象入手，让学生直观感受二氧化碳可被液体"抓"住；任务二通过比较不同吸收液的吸收效果，在真实情境中渗透控制变量与对比思想；任务三是本课核心，围绕"怎样证明氢氧化钠与二氧化碳真的发生了化学反应"这一挑战性问题，引导学生设计对照实验，用证据推理突破难点；任务四回归生活与社会，把吸收原理迁移到航天呼吸、消防灭火、碳中和减排等真实应用。整体以学生为主体，让学生在做中学、用中学、创中学，把看不见的气体变化转化为看得见、说得清的证据。 七、教学过程 任务一：感知二氧化碳——它能被"抓住"吗 教师演示：把一只充满二氧化碳的软塑料瓶倒扣在盛水的水槽中，让学生观察瓶身是否变瘪。学生发现瓶身几乎没有明显变化，只是水面略微上升。教师追问：我们已经学过二氧化碳能溶于水，为什么瓶子没有明显变瘪？这说明水只能"抓住"很少一部分二氧化碳，大部分气体仍然待在瓶里。 教师再演示：取出另一只同样充满二氧化碳的软塑料瓶，迅速向瓶内倒入少量氢氧化钠溶液，立即拧紧瓶盖，轻轻振荡。学生惊奇地发现，原本鼓胀的瓶身一下子瘪了下去，瓶壁向内凹陷，甚至发出"咔咔"的挤压声。教室里响起一片惊叹声。 教师顺势引导：同样是一瓶二氧化碳，加进清水和加进氢氧化钠溶液，现象为什么差别这么大？是不是氢氧化钠把更多的二氧化碳"抓"住了？到底是什么把二氧化碳收走了？学生小组讨论，纷纷提出自己的猜想。有的学生说，可能是氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，把瓶里的气体消耗掉了，瓶内气压变小，外界大气压就把瓶子压瘪；也有学生提出不同意见：氢氧化钠溶液里也有水，也许只是溶液里的水比先前的水把更多二氧化碳溶掉了，并不是发生了反应。 教师把两种猜想分别板书在黑板一侧，用醒目的颜色圈出"反应消耗"和"溶解消耗"这两个关键词。教师告诉学生：两种猜想听起来都有道理，但科学不能只靠猜，必须用实验说话。今天这节课，我们就要像科学家一样，设计实验把这两种可能性分辨清楚。 教师还请学生在动手之前先做一件事：根据自己的猜想，预测一下瓶子可能出现什么现象。如果认为是"反应消耗"，瓶子会怎样？如果认为只是"溶解消耗"，瓶子又会怎样？学生把预测写在任务单上，带着自己的预测去观察后面的实验。教师提醒：好的科学探究，总是先有猜想和预测，再用事实验证，而不是看到什么才解释什么。 任务二：比一比——哪种"吸收液"抓二氧化碳更厉害 教师提供四组材料：清水、澄清石灰水、氢氧化钠溶液、氨水。请各小组从中任选两种，设计一个对比实验，比一比谁吸收二氧化碳的能力更强。在动手之前，教师先抛出问题：要公平地比较，必须控制哪些条件相同？学生经过热烈讨论，逐步列出：要用同样大小的软塑料瓶、瓶里充入同样多的二氧化碳、倒入的液体体积要相等、振荡的次数和力度要一致，然后再比较瓶身变瘪的程度。教师把学生说出的"相同条件"一一板书，强调这就是科学实验中常用的控制变量方法。 各小组领取器材，开始动手实验。第一组把等体积的清水和氢氧化钠溶液分别倒入两个充满二氧化碳的相同软塑料瓶，同时拧紧瓶盖、同时振荡。片刻后观察：装清水的瓶子只是微微变瘪，瓶壁还比较饱满；装氢氧化钠溶液的瓶子明显变瘪，瓶壁被压出一道道褶皱。第二组把澄清石灰水和氢氧化钠溶液做对比：澄清石灰水倒入后，溶液立刻变浑浊，瓶子却只略微变瘪；氢氧化钠溶液倒入后瓶子迅速变瘪，而溶液始终保持清澈透明。第三组把氨水和氢氧化钠溶液对比，发现两者都能让瓶子变瘪，但氢氧化钠溶液让瓶子瘪得更快、更彻底。 教师组织各组汇报交流。学生综合得出结论：在这几种液体里，氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的能力最强，清水最弱，澄清石灰水和氨水介于其间。教师抓住时机追问一个关键问题：为什么澄清石灰水一变浑浊，吸收效果却并不好？学生纷纷回忆氢氧化钙微溶于水的旧知，恍然大悟：澄清石灰水里真正能参与反应的氢氧化钙很少很少，所以只要有一丁点儿反应，就能看到明显的浑浊，它特别适合用来"检验"二氧化碳；但因为浓度太低，它没办法把大量二氧化碳彻底吸收。而氢氧化钠极易溶于水，可以配成浓度很大的溶液，所以它吸收能力强，更适合用来"吸收"。 教师小结并板书：检验看的是"现象明显、容易看见"，吸收看的是"量多、彻底、能大量消耗气体"。目的不同，选择试剂的标准也不同，这就是化学在实际应用中的智慧。 教师顺势提出一个追问：既然氢氧化钠溶液吸收能力最强，我们能不能就用它来"检验"二氧化碳呢？学生摇头：不行，因为氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后，溶液没有明显变化，看不见任何现象，我们无法判断二氧化碳到底有没有被吸收。学生由此深刻体会到：检验和吸收是两个不同的目的，前者追求"看得见"，后者追求"收得多"，不能混为一谈。 任务三：议一议——怎样证明氢氧化钠真的和二氧化碳反应了 教师提出本课最具挑战性的问题：刚才瓶子变瘪，可能是氢氧化钠和二氧化碳反应把气体消耗了，也可能只是溶液里的水把二氧化碳溶解了，还可能是二氧化碳自己与水发生了作用。我们到底怎样才能证明"确实发生了化学反应"，而不只是单纯的溶解？学生沉默片刻后开始分组讨论，有的小组甚至争论起来。 在教师引导下，学生逐步形成思路：必须做一个对照。取两个完全相同的充满二氧化碳的软塑料瓶，一个加入与氢氧化钠溶液中所含清水体积相等的蒸馏水，另一个加入氢氧化钠溶液，其他条件完全相同。如果只加清水的瓶子几乎不变瘪，而加氢氧化钠溶液的瓶子明显变瘪，就说明多出来的那部分气体减少量，不能仅用水的溶解来解释，而是氢氧化钠把气体"反应掉"了。教师带头鼓掌，肯定这一思路非常严密，并追问：瓶子变瘪只能证明瓶里的气体少了，能不能换一个角度，从"有没有生成新物质"来找证据？ 教师继续引导：如果氢氧化钠和二氧化碳真的发生了反应，就一定会生成一种新物质。这种新物质可能是什么？它可能有什么与众不同的性质？学生结合旧知大胆猜想：可能生成一种含碳酸根的盐类物质。教师追问：怎样检验这种盐确实存在？学生很快想到，可以向反应后的溶液中加入稀盐酸，如果冒出气泡，就说明溶液里生成了含碳酸根的物质——因为含碳酸根的物质遇到酸会放出气体。 教师现场演示：向刚才变瘪的那只瓶内倒入少量稀盐酸，立刻看到溶液里冒出大量气泡，原先被压瘪的瓶身竟重新鼓了起来，套在瓶口的气球也越胀越大。学生们又一次发出惊叹。教师趁热打铁，组织全班进行完整论证：对照实验告诉我们，气体减少不能仅用水的溶解来解释；向生成物中加入酸又产生了气泡，证明瓶内确实生成了含碳酸根的新物质。两条证据合在一起，相互印证，说明氢氧化钠和二氧化碳确实发生了化学反应，把二氧化碳"吸收"并转化成了新物质。教师郑重强调：做科学探究，不能只看到一个现象就匆忙下结论，要学会用对照实验排除干扰，用检验生成物寻找证据，让自己的结论站得住脚、经得起追问。 教师进一步引导学生反思：刚才的设计里，为什么一定要用"等体积"的清水做对照？如果对照瓶里加的清水和氢氧化钠溶液的体积不一样，会出现什么问题？学生思考后回答：那样就没法比较了，液体多的瓶子自然可能溶解更多气体，现象差异就说不清是谁造成的。教师点头：对，控制变量就是要保证除了"液体种类"这一个不同，其他全都相同，这样出现的现象差异才能唯一归因于液体种类的不同。这是科学实验设计中最要紧的一条规矩。 任务四：联一联——二氧化碳的吸收就在我们身边 教师播放一段简短的视频：航天员在密闭的飞船座舱里工作，不断呼出二氧化碳。教师提问：座舱是密闭的，如果不及时把呼出的二氧化碳处理掉，舱里二氧化碳浓度越来越高，会对航天员造成什么危害？学生回答：会让人头晕、缺氧，甚至危及生命。教师追问：那航天员在飞船里靠什么把呼出的二氧化碳"收走"？学生立刻联想到本课所学：用氢氧化钠之类的碱性物质，或者用能和二氧化碳反应的固体吸收剂。教师补充：实际航天中确实常用碱性物质来吸收密闭环境里的二氧化碳，保证舱内空气始终清新、安全。 教师再出示一则新闻素材：某大型工厂大量燃烧煤炭发电，烟囱排出的尾气里含有大量二氧化碳，科学家提出"碳捕捉"技术，先用碱液把尾气里的二氧化碳吸收下来，再把它安全封存。请学生用今天所学的原理解释：这项技术是怎样工作的？学生解释：就是让工业尾气先通过氢氧化钠溶液，把其中的二氧化碳吸收掉，再把处理过的气体排出去。教师继续追问：这种做法好不好？有没有什么代价？学生展开辩论，认为：它能减少二氧化碳排放，缓解温室效应、保护地球；但它要消耗大量碱液，成本不低，吸收后还会产生新的物质需要处理，不能随意丢弃。教师引导学生辩证看待：科学原理能帮我们解决问题，但真正用到实际中，还要综合考虑成本、安全和环保，这才是负责任的化学。 教师又联系生活中的灭火器：图书馆、档案馆里的珍贵书籍怕水，着火时不能用水扑灭，常用二氧化碳灭火器。提问：二氧化碳能灭火，和今天学的"吸收"有什么关系？学生思考后回答：二氧化碳本身既不能燃烧也不支持燃烧，密度比空气大，能盖在可燃物表面隔绝氧气；而要在钢瓶里储存、运输和释放大量二氧化碳，背后就用到了吸收与释放二氧化碳的技术。教师小结：从一瓶汽水、一次呼吸，到航天飞行、消防灭火、碳捕捉减排，二氧化碳的吸收原理贯穿在生活的方方面面。学好化学，就能用化学的眼光解释世界，用化学的方法改造世界。 教师还让学生闭上眼睛想象一个场景：假如你是一名航天员，正在密闭的舱里执行任务，你呼出的二氧化碳如果不被及时吸收，舱里的空气会一点点变得浑浊、闷热。正是有了今天课上研究的吸收原理，航天员才能在万里高空呼吸到新鲜空气。学生听完，脸上露出自豪的神情，纷纷感叹原来课本里的一个小实验，背后竟然连着这么大的事业。 课堂小结与拓展 教师带领学生回顾本课收获：我们认识了二氧化碳能被碱溶液吸收；知道了氢氧化钠溶液吸收能力强、澄清石灰水主要用于检验；学会了用对照实验和检验生成物两种方法，证明看不见的化学反应确实发生；还把这些原理用到了航天、消防、碳减排等真实情境中。教师特别强调，今天最值得带走的不是某一个结论，而是一种重要的思维方法——遇到看不见、说不清的变化时，要靠对照和证据来下判断。 教师布置拓展任务：回家后观察家里的清洁剂、管道疏通剂等物品，看看哪些含有碱性物质，想一想它们为什么能去油污、为什么不同清洁剂不能随意混用；并查阅资料，了解"碳中和"里科学家是怎样吸收二氧化碳的，下节课和同学分享。教师特别提醒：含碱的物品有腐蚀性，观察和查资料即可，不要自己动手接触或混合，注意安全。 八、板书设计 第三节 二氧化碳的吸收（第一课时） 一、吸收：把二氧化碳"抓住""收走" 二、用什么吸收： 1. 氢氧化钠溶液——吸收能力强（氢氧化钠易溶，溶液浓） 2. 澄清石灰水——主要用于检验（氢氧化钙微溶，浓度小） 三、怎样证明发生了反应： 1. 对照实验：与等体积水对比，排除溶解干扰 2. 检验生成物：加酸产生气泡，证明生成含碳酸根的新物质 四、吸收的应用：航天呼吸、消防灭火、碳捕捉与减排 学科网（北京）股份有限公司 $