实验4二氧化碳的实验室制取与性质教学设计--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

实验 4 二氧化碳的实验室制取与性质 教学设计仁爱科普版九年级上册 本实验是第六单元必做学生分组实验，属于固液不加热型气体制备，和前面加热高锰酸钾制氧气形成对比。学生亲手制取 CO₂，并完成阶梯蜡烛、二氧化碳溶于水、与澄清石灰水反应三组性质实验，巩固气体制取一般思路，落实 “性质决定用途”，承接课题 2 二氧化碳性质与课题 3 碳循环。 一、教材分析 《实验 4 二氧化碳的实验室制取与性质》是仁爱科普版九上学生实验。实验分为两大模块：①制取二氧化碳（装置组装、气密性检查、药品添加、向上排空气法收集、检验、验满）；②探究二氧化碳的物理与化学性质。 通过实验，让学生对比两套气体发生装置：固固加热型（氧气）、固液不加热型（二氧化碳），学会依据反应物状态、反应条件选择发生装置；依据气体密度、溶解性选择收集装置。同时直观验证二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧、密度比空气大、能与水、氢氧化钙反应的性质，落实科学探究与实践、证据推理核心素养。 二、学情分析 学生已经完成实验 1 基础操作、实验 2 氧气制取，掌握装置组装、气密性检查；理论课学过二氧化碳的性质。 学生高频易错点： 药品添加顺序颠倒（先加盐酸后加大理石）； 导管没有伸到集气瓶底部，收集气体不纯； 混淆检验 CO₂（瓶内）与验满 CO₂（瓶口）； 误认为使石蕊变红的是 CO₂，不是碳酸； 错误选用稀硫酸、浓盐酸制取二氧化碳。 三、教学目标 1. 知识与技能 （1）掌握实验室制取二氧化碳药品：大理石（石灰石）与稀盐酸，记住反应化学方程式。 （2）掌握固液不加热型装置，学会检查气密性、向上排空气法收集、二氧化碳检验和验满。 （3）通过实验验证二氧化碳的性质：密度大于空气、不可燃不助燃；能和水反应生成碳酸；能使澄清石灰水变浑浊。 2. 过程与方法 （1）经历整套气体制取流程，归纳实验室制取气体的一般思路：选择药品→发生装置→收集装置→检验验满。 （2）观察实验现象，对比分析证据，规范记录实验现象。 （3）对比氧气、二氧化碳两套发生装置，理解装置选择依据。 3. 情感态度与价值观 （1）养成规范操作、小组协作、如实记录的实验习惯。 （2）体会化学实验在认识物质中的价值，建立辩证看待二氧化碳的观念。 四、教学重难点 重点 实验室制取二氧化碳原理、装置、操作步骤；二氧化碳检验、验满； 二氧化碳性质实验操作、现象观察与方程式书写。 难点 理解固液不加热装置特点；检验与验满的区分； 理解二氧化碳溶于水并与水反应，区分 CO₂和碳酸。 五、实验准备 教师演示器材 试管、单孔橡胶塞、导管、胶皮管、集气瓶、玻璃片、镊子、烧杯、阶梯铁片、紫色石蕊溶液、澄清石灰水、大理石、稀盐酸；多媒体（操作要点视频）。 学生分组器材（4 人一组） 试管、单孔橡胶塞、玻璃导管、胶皮管、集气瓶、玻璃片、镊子、烧杯、阶梯铁皮、试管架； 药品：大理石（块状石灰石）、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、蒸馏水。 注意：禁止稀硫酸、浓盐酸。稀硫酸生成硫酸钙薄膜，阻止反应持续；浓盐酸挥发性强，气体混 HCl 杂质。 六、课时安排：1 课时（45 分钟，实验室分组实验） （一）复习导入 + 实验安全教育（6min） 导入：前面我们制取了氧气，今天用固体 + 液体，不需要加热的装置制取二氧化碳，并亲手验证二氧化碳的性质。 板书：实验 4 二氧化碳的实验室制取与性质 安全强调：稀盐酸有腐蚀性，不要沾皮肤；若沾到，大量清水冲洗；药品取用规范，废液统一倒入废液缸； 小组分工：组装员、药品操作员、观察员、记录员，禁止追逐打闹。 （二）任务 1：组装装置，检查气密性（6min） 教师示范：连接仪器，玻璃导管沾水，旋转插入胶皮管； 气密性检查：导管一端浸入水中，双手紧握试管外壁，导管口冒出气泡，松手后导管形成稳定水柱，气密性良好。 小组动手检查装置气密性，教师巡视纠错。 （三）任务 2：添加药品，制取、收集二氧化碳（10min） 操作顺序：先固后液 试管横放，镊子夹大理石放在试管口，缓慢直立试管，大理石滑落到试管底部； 加入适量稀盐酸，立即塞紧带导管橡胶塞； 现象：大理石表面产生大量气泡，固体逐渐减少。 收集：向上排空气法，导管伸至集气瓶底部，盖上玻璃片半掩瓶口。 ✅验满：将燃着木条放在集气瓶口，木条熄灭，证明已满。 ✅检验：将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。 收集 2 瓶二氧化碳，用于性质实验。 （四）任务 3：二氧化碳性质探究（14min） 实验① 阶梯蜡烛实验 操作：烧杯中放置高低阶梯蜡烛，点燃，沿烧杯内壁缓慢倾倒二氧化碳。 现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。 结论：物理性质：CO₂密度比空气大；化学性质：一般不能燃烧，不支持燃烧。 实验② 二氧化碳与水反应 向试管中倒入少量紫色石蕊溶液，通入二氧化碳。 现象：紫色石蕊溶液变红。 讲解：不是二氧化碳直接使石蕊变红，是 CO₂与水反应生成碳酸： 将变红溶液加热，溶液变回紫色，碳酸不稳定分解： 实验③ 二氧化碳与澄清石灰水反应 将二氧化碳通入澄清石灰水。 现象：澄清石灰水变白色浑浊。 这是检验二氧化碳特征反应。 （五）任务 4：废液处理、清洗仪器，整理台面（4min） 实验结束，将废液倒入废液缸，剩余固体回收，清洗试管，擦干桌面，仪器摆放整齐。 （六）课堂小结与互评（3min） 师生梳理要点： 药品：大理石 + 稀盐酸；装置：固液不加热；收集：向上排空气； 验满：燃着木条放瓶口；检验：通入澄清石灰水； 性质：密度大于空气，不可燃不助燃；和水生成碳酸；使石灰水变浑浊。 （七）课堂检测（2min） 实验室制取 CO₂药品：和。 二氧化碳验满方法：________________。 使紫色石蕊变红的物质是________。 参考答案：大理石（石灰石）；稀盐酸；将燃着木条放在集气瓶口，木条熄灭则满；碳酸（）。 （八）作业布置 完成实验报告，如实记录现象； 默写制取 CO₂、CO₂和水、CO₂和石灰水三条化学方程式； 对比氧气、二氧化碳制取装置，写出发生装置选择依据。 七、板书设计 实验 4 二氧化碳的实验室制取与性质 一、制取 CO₂ 装置：固液不加热型 收集：向上排空气法（密度大于空气，能溶于水，不能排水） 步骤：查气密性→先固后液→收集 ✅验满：燃着木条放瓶口，木条熄灭 ✅检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 二、CO₂性质 阶梯蜡烛：下层先熄灭；密度＞空气，不可燃、不支持燃烧 和水：，碳酸使石蕊变红；碳酸受热易分解 和石灰水：（检验 CO₂） 八、教学反思（课后填写） 固液不加热装置操作简单，反应不需要酒精灯，安全性高，但要重点把控稀盐酸的使用。 学生容易混淆检验与验满，课堂反复强调位置：检验伸入瓶内；验满放在瓶口。 阶梯蜡烛倾倒操作容易失败，倾倒时沿着烧杯内壁，不能对着火焰猛倒。 最常见概念误区：二氧化碳使石蕊变红，课堂要反复辨析，突出碳酸才是酸。 引导学生对比氧气、二氧化碳两套装置，建立气体制备模型，为后续学习打下基础。 九、配套实验任务单（可直接打印） 实验 4 二氧化碳的实验室制取与性质 任务单 【实验目的】制取二氧化碳，探究二氧化碳性质 【实验用品】 【实验记录】 制取药品：和；反应方程式：________________。 气密性检查：导管放入水中，手握试管，导管口______，气密性良好。 验满：将____木条放在集气瓶____，木条熄灭，收集满。 阶梯蜡烛现象：________；结论：________________。 CO₂通入紫色石蕊溶液，颜色变为____，原因生成____。 CO₂通入澄清石灰水，现象：____；方程式：________。 思考简答： 为什么收集二氧化碳不能用排水法？ 检验二氧化碳和验满二氧化碳操作有什么区别？ 易错警示 ① 不能用稀硫酸、浓盐酸制取二氧化碳； ② 向上排空气收集，导管要伸到集气瓶底部； ③ CO₂本身不显酸性，碳酸才能使石蕊变红； ④ 二氧化碳验满看瓶口，检验看瓶内。 学科网（北京）股份有限公司 $