6.3 二氧化碳的实验室制取 第1课时（教学设计）化学新教材人教版九年级上册

年级

九年级

学科

化学

课型

新授课

教材

人教版  第六单元 课题3 第1课时

教学目标

1.知道实验室制取CO2的药品为大理石（或石灰石，主要成分为碳酸钙和稀盐酸，掌握反应原理，能说明其他备选反应不适用于实验室制CO2的原因。

2.能依据反应物状态、反应条件选择CO2的发生装置，依据CO2的密度、溶解性选择向上排空气法收集，掌握CO2的检验、验满方法及完整实验操作步骤。

3.归纳实验室制取气体的一般思路，能区分实验室与工业制取CO2的不同适用场景。

4.证据推理与模型认知：通过对比不同生成CO2反应的现象与优缺点，推导实验室制气的原理选择标准；结合氧气制取的已有经验，建构“气体制备的通用设计模型”，提升归纳、类比的科学思维能力。

5.科学探究与创新意识：通过小组合作组装CO2制取装置、评价不同装置优劣的活动，提升实验设计与评价能力，体会合作交流在科学探究中的作用。

6.科学态度与社会责任：结合CO2合成淀粉的前沿情境，认识CO2的应用价值，树立碳减排、资源循环利用的环保意识。

教学重点

实验室制取CO2的化学反应原理，气体制取装置的选择依据。

教学难点

掌握实验室制取CO2的完整方法及实验操作规范。

教材分析

本节教学内容源于人教版九年级化学上册第六单元《碳和碳的氧化物》课题3第1课时，是初中阶段继氧气制备后第二个系统学习的气体制备实验，是对气体制备一般思路的巩固与深化，也为后续高中阶段各类气体的制备学习奠定方法论基础，在初中化学实验板块占有核心地位。

本课时核心内容为实验室制取二氧化碳的反应原理与实验装置，教材编排贴合学生认知逻辑：先以“二氧化碳人工合成淀粉”的热点情境引入，对比工业制碳酸钙高温分解的反应特点，引导学生梳理实验室制气的基本要求；再通过对比不同含碳物质与酸的反应现象，确定最优反应原理；之后类比氧气制备的装置选择逻辑，引导学生自主探究二氧化碳的发生、收集装置，

梳理检验、验满及标准操作步骤，最终帮助学生建构“反应原理-装置选择-操作验证”的气体制备思维模型，落实科学探究与创新意识的化学核心素养。

学情分析

教学对象为九年级学生，此时已具备一定的化学实验基础：此前已经系统学习了氧气的实验室制法，掌握了气体发生装置、收集装置的选择依据，也学习了碳的可燃性、还原性等性质，能列举出多种生成二氧化碳的反应，对动手实验类探究活动有较强的参与兴趣。

但学生的思维严谨性仍有不足，对实验方案的优化意识较为薄弱：比如容易忽略“碳酸钠反应速率过快不易收集、稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶会阻碍反应持续进行”等反应细节，对长颈漏斗液封、导管伸入集气瓶底部等操作的原理理解不到位，尚未形成通用的气体制备探究思维模型。同时九年级学生仍以具象思维为主，对抽象的原理理解需要依托直观的实验现象支撑，教学中可通过对比实验、分组组装装置等活动，引导学生自主推导结论，既满足学生的探究需求，也能深化对知识点的理解，完成从“单一气体制备记忆”到“通用制备模型建构”的能力升级。

教学过程

教学内容

设计意图

课堂导入

【互动提问引入】同学们，上课前老师先问大家一个贴近生活的小问题：我们每天吃的馒头、米饭、面条，最主要的营养成分是什么呀？大家可以畅所欲言。（预留1-2分钟给学生发言，引导学生说出“淀粉”）
【引入前沿科技】大家说得非常准确。在很长一段时间里，人类获得淀粉都要靠耕地种植农作物，通过植物光合作用生成。但咱们中国科学家在2021年拿出了一项震惊全球的“黑科技”——直接以二氧化碳为原料人工合成淀粉！这项技术不仅能缓解耕地紧张、减少农业污染、降低碳排放，未来甚至能给太空探索提供粮食保障，宇航员呼出的二氧化碳就能做成食物，是不是非常神奇？
【引发认知冲突】既然二氧化碳有这么重要的应用价值，我们在实验室开展二氧化碳相关的探究实验时，也需要制取纯净的二氧化碳。大家看课件上展示的工业制取二氧化碳的反应：高温煅烧石灰石，这个反应需要800℃以上的高温条件，大家觉得这个方法适合我们在实验室里用吗？（预留讨论时间，引导学生说出“反应条件要求太高，实验室难以实现”的结论）
【过渡新课】大家分析得非常到位，那么实验室制取二氧化碳要选择什么样的反应原

1.激发学习兴趣：以学生日常熟悉的食物成分引入，结合我国原创的前沿科技成果，既贴近生活又充满新鲜感，能瞬间抓住学生注意力，激发学生的好奇心和表达欲，有效提升课堂参与度。

2.落实素养目标：通过介绍我国二氧化碳合成淀粉的科技突破，增强学生的民族自豪感，让学

理，搭配什么实验装置呢？今天我们就一起来探究《实验室制取二氧化碳》的相关内容。

生直观感受到化学学科对科技进步、社会发展的重要价值，落实“科学态度与社会责任”的化学核心素养。

3.自然导入主题：通过“工业制法是否适用于实验室”的提问引发学生的认知冲突，引导学生主动思考实验室制取气体的基本要求，顺利过渡到本节课“反应原理探究、实验装置设计”的核心学习内容，让学生带着问题进入后续学习，提升学习的主动性和针对性

环节一 实验室制取CO2的化学反应原理

任务一  我们学过的生成CO2的反应是否适合实验室制取？

【情景引入】回顾之前学习的反应，列举能生成CO2的反应，逐一分析适用性。

【学生思考】分组讨论后回答：①呼吸作用生成的CO2含量低，混有其他气体；②碳燃烧如果氧气不足会生成CO，气体不纯；③蜡烛燃烧生成CO2和水，气体不纯；④木炭还原氧化铜需要高温，条件难达到，因此都不适用。

【讲解】大家分析得非常准确，上述反应要么产物不纯，要么条件苛刻，都不符合实验室制气的要求。那我们将研究方向转向碳酸盐和酸的反应，筛选适合的反应体系。
任务二 碳酸盐与酸的反应中哪组适合实验室制取CO2？

【引入】展示四组反应的实验视频：①碳酸钠粉末+稀盐酸/稀硫酸；②碳酸钙粉末+稀盐酸/稀硫酸；③块状石灰石+稀盐酸；④块状石灰石+稀硫酸，引导学生观察实验

1.引导学生从已有知识出发，通过分析、归纳排除不适宜的反应，培养学生的逻辑分析能力，为后续探究反应原理铺垫。

2.通过对比实验现象，引导学生自主筛