河北省九年级化学上学期分层作业（人教版第六单元课题3二氧化碳的实验室制取）

河北省九年级2026—2027学年人教版化学上册 第六单元课题3《二氧化碳的实验室制取》分层作业 一、作品基础信息 作品名称 第六单元课题3《二氧化碳的实验室制取》分层作业 学科 化学 学段年级 初中九年级 教材版本 人教版（2024） 单元及课题 第六单元《碳和碳的氧化物》课题3《二氧化碳的实验室制取》 课型课时 新授课，共2课时 作业类型 分层作业（基础巩固层／能力提升层／拓展创新层） 作业容量 共9个题组 预计用时 约40分钟（必做约25分钟，选做约15分钟） 设计依据 《义务教育化学课程标准（2022年版）》 设计理念 素养为本、分层设计、减负提质 适用对象 九年级学生 设计者 教师姓名 二、设计背景与意图 （一）设计背景 1．课标依据。《义务教育化学课程标准（2022年版）》要求学生能依据反应原理选择实验装置，能独立完成基础的化学实验操作，掌握实验室制取气体的一般思路和方法。本课题是学生继“氧气的实验室制取”之后第二次系统学习气体的实验室制取，是从“学会一个实验”走向“掌握一类方法”的关键一课，也是培养实验设计与动手能力的重要载体。 2．政策导向。落实“双减”政策要求，控制作业总量与时长，减少机械记忆和重复训练，突出实验原理的分析、装置的选择与操作的规范，力求“少而精”，让学生在有限的时间内真正学会制取气体的一般思路和方法。 3．教材与学情。学生已经学过氧气的实验室制取，对“发生装置由反应物状态和反应条件决定、收集装置由气体的密度和溶解性决定”有初步认识，但对药品的选择理由、装置的气密性检查、长颈漏斗下端管口为什么要伸入液面以下等问题理解还不够深入，实验操作的规范性也有待加强。因此，本作业按“原理与药品—装置的选择—操作步骤—对比归纳—实验探究”的顺序分层设计，帮助学生逐步建构“实验室制取气体的一般思路和方法”。 （二）设计意图 本作业以“目标统领、情境贯穿、弹性选择、学评一致”为思路：先用知识回顾梳理实验室制取二氧化碳的原理、药品、装置和步骤，帮助学生建立清晰的实验框架；再通过判断、选择、装置分析、方程式书写等题型，层层递进地训练实验设计与操作规范的运用；最后以探究与实践和跨学科调查收尾，让学生在真实情境中体会科学探究的过程与方法，落实化学核心素养，同时强化规范操作与安全意识。 三、作业目标 （一）总目标 1．化学观念：能说出实验室制取二氧化碳的反应原理，知道用块状大理石（或石灰石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，能正确书写反应的化学方程式，初步建立“性质决定收集方法、反应物状态和条件决定发生装置”的观念。 2．科学思维：能根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据气体的密度和溶解性选择收集装置，能通过比较分析实验室制取二氧化碳与制取氧气的异同，发展分析、比较与归纳的能力。 3．科学探究与实践：能说明实验室制取二氧化碳的实验步骤，掌握检查装置气密性、检验和验满的方法，能分析实验操作中的注意事项，提高实验设计与动手操作的能力。 4．科学态度与责任：了解实验室制取气体的一般思路和方法，体会化学实验的严谨性，养成规范操作、注意安全的良好实验习惯，增强安全意识与社会责任意识。 （二）分层目标 1．基础巩固层：能说出实验室制取二氧化碳所用的药品和反应原理；能判断有关制取二氧化碳的说法是否正确；知道检验和验满的方法。 2．能力提升层：能根据反应物状态和反应条件选择发生装置、根据气体的性质选择收集装置；能正确书写反应的化学方程式，能说明实验操作的注意事项。 3．拓展创新层：能综合运用制取气体的一般思路和方法解决实验问题；能规范完成实验探究记录和计算，并能用调查数据说明问题。 四、作业内容与目标对应表 题组 作业内容 对应目标 完成层级 预计用时 题组1 实验室制取二氧化碳的原理 总目标1 基础巩固层（必做） 约2分钟 题组2 药品选择与作用连线 总目标1 基础巩固层（必做） 约2分钟 题组3 正误判断 总目标1、2 基础巩固层（必做） 约3分钟 题组4 单项选择 总目标1、2 基础巩固层（必做） 约3分钟 题组5 发生装置与收集装置的选择 总目标2、3 能力提升层（必做） 约5分钟 题组6 操作步骤与检验、验满 总目标1、3 能力提升层（必做） 约4分钟 题组7 二氧化碳与氧气制取的比较 总目标2、4 能力提升层（必做） 约6分钟 题组8 探究与实践：实验室制取二氧化碳 总目标2、3、4 拓展创新层（选做） 约9分钟 题组9 读写与跨学科实践 总目标1、4 拓展创新层（选做） 约6分钟 五、作业评价 （一）评价原则 坚持素养导向、以评促学。既关注实验室制取二氧化碳的原理、装置与操作的掌握，也关注科学探究的过程与方法；既评价知识技能的掌握，也评价规范操作和实验安全的意识。评价语言以鼓励为主，帮助学生建立学习化学的信心。 （二）评价方式 采用学生自评、同伴互评与教师评价相结合的方式。学生自评重在反思对制取气体的一般思路和方法是否真正理解；同伴互评重在相互检查化学方程式书写与实验操作描述是否规范；教师评价重在点拨方法、指导改进。 （三）分层评价量表 评价维度 优秀（A） 良好（B） 待改进（C） 知识理解（40分） 完全理解制取二氧化碳的原理、装置与操作，能准确说明每一步的理由 基本理解制取二氧化碳的原理、装置与操作 对制取二氧化碳的原理与操作理解不全面，有待加强 书写规范（30分） 化学方程式书写规范，配平准确，条件与状态标注正确 化学方程式书写基本规范，偶有配平或标注错误 化学方程式书写不够规范，错误较多 应用能力（20分） 能灵活运用制取气体的一般思路解决实验问题 能运用制取气体的思路解决简单的实验问题 运用制取气体思路解决实验问题的能力较弱 学习态度（10分） 书写认真、规范，能主动检查 书写较认真，能按要求完成 书写较马虎，需加强检查 （四）综合评价 综合评价采用学生自评、同伴互评与教师评价相结合的方式，按下式计算综合得分。 （五）结果运用 综合得分在85分以上的，可获得“实验室制取气体小能手”称号；60分以下的，由教师针对装置选择与操作规范的薄弱环节进行个别辅导，并安排二次订正。 六、试题详情 （一）知识回顾（教材内容梳理） 1．石药是制取二氧化碳的原理：用块状大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式为 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。 2．药品的选择：不能用碳酸钠粉末代替大理石，因为反应速率太快，不便于收集；不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进行；不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体使收集到的二氧化碳不纯。 3．发生装置的选择：反应物是固体和液体，反应不需要加热，因此应选用固液常温型发生装置。常用仪器有锥形瓶、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔带导管的橡胶塞等，其中长颈漏斗下端管口要伸入液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出。 4．收集装置的选择：二氧化碳的密度比空气大，能溶于水且能与水反应，因此只能用向上排空气法收集，不能用排水法收集。收集时导管要伸到集气瓶底部，以排尽瓶内的空气，使收集到的气体更纯净。 5．操作步骤：检查装置气密性 → 装试剂（先装固体，后加液体） → 收集气体 → 检验和验满。检查气密性时，先关闭止水夹，再从长颈漏斗向锥形瓶中加水至浸没长颈漏斗下端管口，若长颈漏斗中液面不再下降，则说明装置气密性良好。 6．检验与验满：检验二氧化碳时，把气体通入澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳；验满时，把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明二氧化碳已收集满。 7．工业制法：工业上常用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳，反应的化学方程式为 CaCO3 CaO + CO2↑。 8．实验室制取气体的一般思路是：①确定反应原理；②选择实验装置（发生装置由反应物的状态和反应条件决定，收集装置由气体的密度和溶解性决定）；③确定操作步骤。 比较项目 二氧化碳 氧气（加热高锰酸钾法） 氧气（分解过氧化氢法） 反应原理 稀盐酸与石灰石（或大理石）反应 加热高锰酸钾 分解过氧化氢 反应物状态 固体＋液体 固体 固体＋液体 反应条件 不需要加热 需要加热 不需要加热 发生装置 固液常温型 固体加热型 固液常温型 收集方法 向上排空气法 排水法（或向上排空气法） 排水法（或向上排空气法） （二）基础巩固层（★必做，约10分钟） 题组1　实验室制取二氧化碳的原理 1．实验室常用______（或______）与______反应来制取二氧化碳，反应的化学方程式为______。 2．上述反应中，______是固体，______是液体，反应______（填“需要”或“不需要”）加热，因此发生装置应选用______型。 3．实验室制取二氧化碳时，不能用碳酸钠粉末代替大理石，原因是______；不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是______；不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是______。 题组2　药品选择与作用连线 将下列做法与对应的原因用线连接起来。 做法 连线 原因 用块状大理石而不用碳酸钠粉末 —— 反应速率太快，不便于收集气体 用稀盐酸而不用稀硫酸 —— 生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍反应进行 用稀盐酸而不用浓盐酸 —— 浓盐酸有挥发性，会使收集到的气体不纯 长颈漏斗下端管口要伸入液面以下 —— 防止气体从长颈漏斗逸出 收集时导管伸到集气瓶底部 —— 排尽瓶内的空气，使收集到的气体更纯净 题组3　正误判断（正确的画“√”，错误的画“×”） 1．实验室制取二氧化碳时，可以用稀硫酸代替稀盐酸。　（　　） 2．二氧化碳能溶于水，且能与水反应，因此不能用排水法收集。　（　　） 3．检查装置气密性时，先关闭止水夹，再从长颈漏斗加水，若漏斗中液面不下降，说明气密性良好。　（　　） 4．检验二氧化碳时，应把燃着的木条伸入集气瓶内。　（　　） 5．因为二氧化碳的密度比空气大，所以收集时可用向上排空气法。　（　　） 6．长颈漏斗下端管口可以只伸到锥形瓶内的液面以上。　（　　） 题组4　单项选择 1．实验室制取二氧化碳所用的药品是（　　） A．碳酸钠粉末和稀盐酸　　B．块状大理石和稀盐酸 C．块状大理石和稀硫酸　　D．碳酸钙粉末和浓盐酸 2．实验室制取二氧化碳时，下列关于装置的说法中，正确的是（　　） A．需要加热，应选用固体加热型装置　　B．不需要加热，应选用固液常温型装置 C．可以用排水法收集　　D．长颈漏斗下端管口应放在液面以上 3．检验二氧化碳是否收集满的方法是（　　） A．把燃着的木条伸入集气瓶内　　B．把燃着的木条放在集气瓶口 C．把澄清的石灰水倒入集气瓶中　　D．观察集气瓶中气体的颜色 4．实验室制取二氧化碳时，下列操作中不正确的是（　　） A．先检查装置的气密性　　B．先向锥形瓶中加入大理石，再通过长颈漏斗加入稀盐酸 C．把导管伸到集气瓶底部　　D．收集满后先移走集气瓶，再关闭止水夹 （三）能力提升层（★★必做，约15分钟） 题组5　发生装置与收集装置的选择 1．选择气体发生装置时，考虑的因素是______和______；选择气体收集装置时，考虑的因素是气体的______和______。 2．实验室制取二氧化碳，应选用______型发生装置，原因是______；应选用______法收集，原因是______。 3．某同学用长颈漏斗组装了一套制取二氧化碳的装置。实验时发现气体从长颈漏斗中逸出，请你分析原因并提出改进措施：______。 4．若把长颈漏斗换成分液漏斗，有何优点？______。 题组6　操作步骤与检验、验满 1．实验室制取二氧化碳的操作步骤有以下几步，正确的顺序是（填序号）______。 ①收集气体　②检查装置的气密性　③装试剂　④检验和验满 2．检查装置气密性的方法是______。 3．装试剂时，应先加入______，再加入______。加入稀盐酸时，应从______（填仪器名称）中缓缓加入。 4．检验二氧化碳的方法是______，反应的化学方程式为______；验满的方法是______。 题组7　二氧化碳与氧气制取的比较 1．实验室制取二氧化碳和制取氧气，在反应原理上有什么不同？请写出一条：______。 2．实验室制取二氧化碳的发生装置是固液常温型，而加热高锰酸钾制取氧气的发生装置是固体加热型。请从反应物的状态和反应条件两方面说明选择装置的依据：______。 3．为什么二氧化碳不能用排水法收集，而氧气可以用排水法收集？______。 （四）拓展创新层（★★★选做，约15分钟） 题组8　探究与实践：实验室制取二氧化碳 某化学兴趣小组用块状大理石和稀盐酸制取二氧化碳，并对实验过程进行了记录，请完成下表。 实验项目 实验现象 结论或化学方程式 向锥形瓶中加入块状大理石，再加入稀盐酸 ____________ 反应的化学方程式：____________ 把产生的气体通入澄清的石灰水中 ____________ 反应的化学方程式：____________ 把燃着的木条放在集气瓶口 ____________ 说明____________ 把一根燃着的蜡烛放入集气瓶中 ____________ 说明二氧化碳____________ 定量分析：实验室用足量的稀盐酸与200 g碳酸钙质量分数为80%的石灰石反应，可制得二氧化碳的质量为______g（写出计算过程）。 题组9　读写与跨学科实践 （一）简答 1．为什么实验室制取二氧化碳时，不能用排水法收集？ 2．实验室制取气体时，为什么要先检查装置的气密性？ 3．请你用一句话概括实验室制取气体的一般思路和方法。 （二）跨学科实践 某校化学兴趣小组就“你最喜欢用哪种方法制取二氧化碳”的相关问题，对九年级40名同学进行了调查，其中“关注制取气体的操作是否安全”的人数统计见下表。 关注内容 药品选择 装置选择 操作安全 气体检验 人数 8 10 16 6 1．计算“关注操作安全”的人数占被调查总人数的百分比（写出计算过程）。 2．根据调查结果，谈谈你对实验室制取二氧化碳的认识（80字左右）。 七、答案与解析 基础巩固层 题组1　1．大理石；石灰石；稀盐酸；CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑　2．大理石（或石灰石）；稀盐酸；不需要；固液常温　3．碳酸钠粉末与稀盐酸反应速率太快，不便于收集气体；稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应的进行；浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体使收集到的二氧化碳不纯 【解析】实验室制取二氧化碳用块状大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，化学方程式为 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。药品的选择要考虑反应速率是否适中、气体是否纯净、原料是否易得。书写化学方程式时要注意配平，并注明“↑”。 题组2　用块状大理石而不用碳酸钠粉末——反应速率太快，不便于收集气体；用稀盐酸而不用稀硫酸——生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在石灰石表面，阻碍反应进行；用稀盐酸而不用浓盐酸——浓盐酸有挥发性，会使收集到的气体不纯；长颈漏斗下端管口要伸入液面以下——防止气体从长颈漏斗逸出；收集时导管伸到集气瓶底部——排尽瓶内的空气，使收集到的气体更纯净。 【解析】装置的设计和操作的要求都服务于实验目的。长颈漏斗下端管口伸入液面以下、导管伸到集气瓶底部，都是为了顺利收集到纯净的气体。 题组3　1．×　2．√　3．√　4．×　5．√　6．× 【解析】第1题，稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在石灰石表面，阻碍反应进行，不能用稀硫酸代替稀盐酸。第4题，检验二氧化碳应把气体通入澄清的石灰水；把燃着的木条放在集气瓶口是用来验满的。第6题，长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下，否则气体会从长颈漏斗逸出。 题组4　1．B　2．B　3．B　4．D 【解析】第1题，应用块状大理石（或石灰石）与稀盐酸反应，碳酸钠粉末反应太快、稀硫酸会阻碍反应、浓盐酸会带入杂质。第2题，该反应不需要加热，应选用固液常温型装置，且不能用排水法收集。第3题，验满应把燃着的木条放在集气瓶口；检验应通入澄清的石灰水。第4题，应先关闭止水夹（或先移走导管）再移走集气瓶，顺序不当会造成气体逸出或操作不便，D不准确。 能力提升层 题组5　1．反应物的状态；反应条件；密度（与空气比较）；溶解性（是否溶于水、是否与水反应）　2．固液常温；反应物是固体和液体，且不需要加热；向上排空气；二氧化碳的密度比空气大，且能溶于水、能与水反应　3．长颈漏斗下端管口没有伸入液面以下，应把长颈漏斗下端管口伸入液面以下　4．可以通过控制液体的滴加速率来控制反应速率 【解析】发生装置由反应物的状态和反应条件决定，收集装置由气体的密度和溶解性决定。长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下，否则气体会从长颈漏斗逸出；换用分液漏斗可以控制液体的滴加速率，从而控制反应速率。 题组6　1．②③①④　2．先关闭止水夹，再从长颈漏斗向锥形瓶中加水至浸没长颈漏斗下端管口，若长颈漏斗中液面不再下降，则说明装置气密性良好　3．大理石（或石灰石）；稀盐酸；长颈漏斗　4．把气体通入澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，则该气体是二氧化碳；CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O；把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满 【解析】制取气体的操作顺序一般是“查、装、收、验”。检查气密性是实验成功的前提；装试剂时要先装固体、后加液体；检验和验满的方法不能混淆。 题组7　1．制取二氧化碳用的是稀盐酸与大理石（或石灰石）的反应，属于固液常温型；制取氧气可以用加热高锰酸钾或分解过氧化氢的方法　2．反应物的状态和反应条件决定了发生装置。制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以用固液常温型装置；加热高锰酸钾的反应物是固体，反应需要加热，所以用固体加热型装置　3．二氧化碳能溶于水且能与水反应，所以不能用排水法收集；氧气不易溶于水且不与水反应，所以可以用排水法收集 【解析】本题通过比较，帮助学生归纳“实验室制取气体的一般思路和方法”。发生装置由反应物的状态和反应条件决定，收集装置由气体的密度和溶解性决定，这是解答此类题目的基本依据。 拓展创新层 题组8　表格：（1）向锥形瓶中加入块状大理石，再加入稀盐酸——现象：固体表面有大量气泡产生；化学方程式：CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑。（2）把产生的气体通入澄清的石灰水中——现象：石灰水变浑浊；化学方程式：CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O。（3）把燃着的木条放在集气瓶口——现象：木条熄灭；说明二氧化碳已收集满。（4）把一根燃着的蜡烛放入集气瓶中——现象：蜡烛熄灭；说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧。 定量分析：设生成二氧化碳的质量为 x。石灰石中碳酸钙的质量 = 200 g × 80% = 160 g。由化学方程式 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑ 可知，100 份质量的碳酸钙生成 44 份质量的二氧化碳，则 160 g ÷ 100 × 44 = 70.4 g。答：可制得二氧化碳 70.4 g。 【解析】本题以制取二氧化碳的探究为情境，考查实验现象的观察与化学方程式的书写。解答时要从“有新物质生成”的角度判断气体是二氧化碳，注意检验与验满的区别。定量计算时，先求出纯碳酸钙的质量，再依据化学方程式中各物质的质量比列式计算。 题组9　（一）1．因为二氧化碳能溶于水，且能与水反应，若用排水法收集，收集不到纯净的二氧化碳。 2．因为只有装置的气密性良好，才能保证反应产生的气体不会泄漏，才能顺利收集到气体。 3．实验室制取气体的一般思路是：先确定反应原理，再根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据气体的密度和溶解性选择收集装置，最后确定操作步骤。 （二）计算过程：“关注操作安全”的人数占被调查总人数的百分比 = 16 ÷ 40 × 100% = 40%。 认识示例：通过本次调查可以看出，同学们最关注制取二氧化碳时的操作安全，其次是装置的选择，对气体检验的关注相对较少。这说明同学们已经初步树立了实验安全意识。实验室制取二氧化碳时，要注意规范操作、注意安全，同时也要掌握装置的选择方法，做到原理、装置、操作三者统一（言之有理即可）。 【解析】本题以调查统计为情境，考查百分数的计算与数据表达能力。计算时要注意用“该项人数除以被调查总人数再乘以100%”，结果写成百分数。表达认识时，应结合调查数据，从制取气体的原理、装置、操作、安全等角度出发，语言通顺、条理清晰。 学科网（北京）股份有限公司 $