2024沪教版九年级化学上册 基础实验4 二氧化碳的实验室制取与性质（教学设计）

基础实验4二氧化碳的实验室制取与性质

教学目标

一、知识目标

I.明确实验室制取。。2的药品、反应装置的选择以及实验操作步骤。

2.探究。。2性质相关的4个实验，加深对二氧化碳性质的认识。

3.练习固体、液体的取用，胶头滴管和黄筒的使用，液体加热等基本操作技能。

二、核心素养目标

I.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识二氧化碳的制取过程和性质表现，从微观角度理解其反应原理。

2.科学探究与创新意识：通过实验探究二氧化碳的制取和性质，培养科学探究能力和创新思维。

3.科学态度与社会责任：在实验过程中培养严谨的科学态度，认识二氧化碳对环境和生活的影响，增强社

会责任感。

教学重难点

一、教学重点

1.实验室制取CO2的原理、装置、步骤，以及CO?的性质。

二、教学难点

1.实验室制取CO?装置的选择和组装，以及对。。2性质实验现象的分析和解释。

教材分析

本节教学内容出自沪教版2024年版九年级化学上册第五章《奇妙的二氧化碳》基础实验4《二氧化

碳的实验室制取与性质》。二氧化碳作为初中化学重点研究的物质之一，其制取与性质的实验是初中化

学实验教学的重要组成部分，对于学生理解化学实验的基本原理、掌握实验操作技能以及培养科学探究

能力具有重要意义。教材在编排上，首先介绍了二氧化碳的实验室制取方法，包括实验药品的选择、反

应原理、实验装置的组装以及实验操作步骤等内容。通过对实验装置的讨论和对比，引导学生思考不同

装置的优缺点，培养学生的创新思维和实践能力。接着，教材详细阐述了二氧化碳的性质实验，通过四

个具体的实验，让学生直观地观察到二氧化碳的各种性质，如与澄清石灰水反应、与水反应、密度比空

气大以及不燃烧也不支持燃烧等。最后，教材还安排了实验室制取氧气和二氧化碳的比较，帮助学生梳

理知识，加深对两种气体制取方法的理解和掌握。

4

学情分析

教学对象是九年级的学生，经过一段时间的化学学习，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验

操作技能，但对于化学实验的设计和探究能力还相对较弱。在知识储备方面，学生已经了解了氧气的实

验室制取方法和一些常见物质的性质，但对r二氧化碳的制取和性质还存在许多疑问和好奇。在思维能

力方面，九年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、生动的实验现象比较感兴

趣，但在分析实验现象和总结实验结论时还需要教师的引导和帮助。在学习过程中，学生可能会遇到•

些困难，如实验装置的组装和操作、实验现象的观察和记录、实验结论的分析和总结等。因此，在教学

过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，采用直观、形象的教学方法，引导学生积极参与实验探究活

动，让学生在实践中掌握知识和技能，培养科学探究能力和创新精神。同时，教师还应关注学生的个体

差异，鼓励学生提出问题和质疑，及时给予指导和帮助，让每个学生都能在化学学习中取得进步和发展。

教学过程

教学环节一新课导入

【播放视频】同学们，老师先给大家播放一段精彩的视频。视频中展示了一个美丽的溶洞，洞内的钟乳

石、石笋形态各异，美轮美奂.大家可以想象一下，这些神奇的景观是如何形成的呢？（播放视频，吸

引学生的注意力，激发他们的好奇心）

【提出问题】看完视频，大家是不是觉得很神奇？其实，这些溶洞的形成和一种我们熟悉的气体密切相

关，它就是二氧化碳。大家在生活中都在哪里见到过二氧化碳呢？（给学生一些思考和发言时间，鼓励

学生.积极分享自己的发现，如可能会提到汽水、灭火器等）

【引入实验室制取二氧化碳】大家说得都很好。在实验室里，我们也可以制取二氧化碳。老师这里有一

些稀盐酸和大理石（或石灰石），当它们相遇时，会发生奇妙的反应，产生二氧化碳气体。反应的化学

方程式是CaCOa+2HC1=CaCh+H20+CO2T）。那么，我们该如何在实验室中制取二氧化碳，它又具有

哪丝性质呢？带着这些问题，让我们一起开启今天的学习之旅。？

【设计意图】

1.激发学生兴趣：通过播放溶洞的视频，展示大自然的神奇景观，能迅速吸引学生的注意力，激发他们的

好奇心和探索欲望，使学生主动参与到课堂中来。

2.联系生活实际：让学生分享生活中见到的二氧化碳，将化学知识与生活实际相联系，让学生感受到化学

就在身边，提高学生对化学的学习兴趣。

3.引发思考，导入新课：由溶洞的形成引出实验室制取二氧化碳的问题，自然地过渡到本节课的主题，让

学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和枳极性。

教学环节二二氧化碳的实验室制取

活动一引入实验室制取二氧化碳的方法

【引入】

同学们，在生活中我们常常能看到二氧化碳的身影，比如汽水里面的气泡就是二氧化碳。那在实验室里

,我们怎样制取二氧化碳呢？其实，常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取二氧化碳。大家想一

想，为什么选择这两种物质来制取呢？

【设计意图】从生活常见的现象引入，激发学生的学习兴趣，引发学生的思考，自然地过渡到实验室制

取二氧化碳的学习。

【师生活动】

1.教师展示稀盐酸、大理石（或石灰石）的样品，介绍稀盐酸是氯化氢（，CD的水溶液，大理石和石灰

石的主要成分是碳酸钙（CaC03）。

2.教师写出反应的化学方程式：CaCO34-2HCI==CaCl2+H2CO3,H2CO3==H2O+CO2T,合并后为

CaCO-i+2HCI==CaCl2+H204-C02T,并解释碳酸不稳定，易分解。

3.教师提问：为什么不选择其他物质来制取二氧化碳呢？引导学生思考反应物的选择依据。

4.学生思考并回答，教师进行点评和总结，强调选择稀盐酸和大理石（或石灰石）的原因是反应速率适中

、原料易得等。

【对应训练1】实验室制取二氧化碳常用的药品是（）

A.大理石和稀硫酸

B.石灰石和稀盐酸

C.碳酸钠和稀盐酸

D.碳酸钙和浓盐酸

【答案】B

【解析】

A选项，大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面.，阻止反应的进一步进行，所

以不能用大理石和稀硫酸制取二氧化碳；C选项，碳酸钠和稀盐酸反应速率太快，不易控制，不适合实验

室制取二氧化碳：D选项，浓盐酸具有挥发性，会使制得的二军,化碳中混有氯化氢气体，所以不能用碳酸

钙和浓盐酸制取二氧化碳；B选项，石灰石和稀盐酸反应速率适中，原料易得，是实验室制取二氧化碳常

用的药品。

【对应训练2】下列关于实验室制取二氧化碳反应原理的说法中，正确的是（）

A.一定是氧化还原反应

B.反应物是碳酸钙和盐酸

C.产物只有二氧化碳和水

D.该反应需要加热

【答案】B

【解析】A选项，实验室制取二氧化碳的反应CaCg+2HCI==CaCl24-H20+

CO2T中，各兀素的化合价都没有发生变化，不是辄化还原反应，所以A选项错误；C选项，产物除了二氧

化破和水，还有氯化钙，所以C选项错误；D选项，该反应在常温下就能进行，不需要加热，所以D选项

错误；B选项，反应物是碳酸钙和盐酸，说法正确。

活动二实验室制取二氧化碳的装置

【引入】

我们已经知道了实验室制取二氧化碳的药品和反应原理，接下来就要考虑用什么样的装置来制取二氧化

碳了。大家结合我们学过的知识加提供的仪器，想一想应该如何组装装置呢？

【设计意图】培养学生的动手能力和创新思维，让学生通过自主探究和小组合作，了解实验室制取二氧

。先装入大理石。

。再加入稀盐酸。

。收集并验满：用向上排空气法收集二氧化碳，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳

已收集满。

。存放：盖上毛玻璃片，正放在桌面上。

3.教师进行演示实验，按照上述步骤制取二氧化碳，让学生观察实验现象。

4.学生分组进行实验，教师巡视指导，确保学生的实验操作规范。

5.教师提问：在实验过程中，有哪些需要注意的事项呢？引导学生思考实验操作的注意点。

6.学生回答，教师进行总结和强调，如检查装置气密性的方法、药品的添加顺序、收集气体的方法等。

【对应训练1】实验室制取二氧化碳的正确操作顺序是（）

①连接装置；②检查装置气密性；③向锥形瓶中放入几小块石灰石；④向长颈漏斗中注入稀盐酸；⑤收

集气体

A.①②③④⑤

B.②①③④⑤

C.①③②④⑤

D.③①②④⑤

【答案】A

【解析】

实验室制取二氧化碳的操作步骤是：先连接装置.，再检杳装置气密性，然后向锥形瓶中放入儿小块石灰

石，接着向长颈漏斗中注入稀盐酸，最后收集气体，所以正确的操作顺序是①②③④⑤，A选项正确。

【对应训练2】在实验室制取二氧化碳的实验中，下列操作错误的是（）

A.用向上排空气法收集二氧化碳

B.将燃着的木条放在集气瓶II验满

C.先加入稀盐酸.再加入石灰石

D.检查装置气密性时，用手紧握试管，观察水中的导管口是否有气泡冒出

【答案】C

【解析】

A选项，二氧化碳的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集二氧化碳，该操作正确；B龙项，将燃

着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满，该操作正确；C选项，应该先加入石灰石

,再加入稀盐酸，所以C选项操作错误；D选项，检杳装置气密性时，用手紧握试管，观察水中的导管口

是否有气泡冒出，若有气泡冒出，说明装置气密性良好，该操作正确。

教学环节三二氧化碳的性质

活动一二氧化碳与澄清石灰水的反应

【引入】

同学们，我们知道二氧化碳是一种无色无味的气体，那它有哪些性质呢？我们来做一个实验，将二氧化

碳通入澄清石灰水中，看看会有什么现象发生。

【设计意图】通过实验让学生直观地观察二氧化碳与澄清石灰水的反应现象，了解二氧化碳的这一重要

性质，培养学生的观察能力和分析问题的能力。

【师生活动】

I.教师展示澄清石灰水，介绍澄清石灰水的成分是氢氧化钙（雨（。，）2）。

2.教师进行实验操作：将二氧化碳气体通入盛有少量澄清石灰水的试管中，让学生观察实验现象。

3.学生观察并描述实验现象：澄清石灰水变浑浊。

4.教师引导学生分析实验现象，写出反应的化学方程式：CO2-^Ca{OH\WCaCO3I^H20.

5.教师提问：这个反应有什么实际应用呢？引导学生思考反应的用途。

6.学生回答，教师进行总结和补充，如可以用澄清石灰水检验二氧化碳等。

【对应训练1】检验二氧化碳是否收集满的方法是（）

A.将燃着的木条伸入集气瓶内

B.将带火星的木条伸入集气瓶内

C.将澄清石灰水倒入集气瓶中

D.将燃着的木条放在集气瓶口

【答案】D

【解析】

A诜项，将燃着的木条伸入集气瓶内，即使木条熄灭，也不能说明二氧化碳已经收集满，因为集气瓶内诃

能还有空气，所以A选项错误；B选项，带火星的木条一般用于检验氧气，不能用于检验二氧化碳是否收

集满，所以B选项错误；C选项，将澄清石灰水倒入集气瓶中，只能检验集气瓶内是否有二氧化碳，不能

检验二氧化碳是否收集满，所以C选项错误；D选项，将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明二

氧化碳已收集满，该方法正确。

【对应训练2】下列有关二氧化碳与澄清石灰水反应的说法中，正确的是（）

A.该反应是复分解反应

B.反应后溶液的质量增加

C.生成的碳酸钙是•种沉淀

D.该反应常用于吸收二氧化碳

【答案】C

【解析】

A选项，复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应，而二氧化碳与澄清石灰

水的反应不属于复分解反应，所以A选项错误；B选项，反应生成了碳酸钙沉淀，溶液的质量会减少，所

以B选项错误；C选项，生成的碳酸钙是一种白色沉淀，该说法正确；D选项，该反应常用于检验二氧化

碳，而不是吸收二氧化碳，所以D选项错误。

活动二二氧化碳与紫色石蕊溶液的反应

【引入】

我们己经知道二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，那它对紫色石蕊溶液会有什么影响呢？接下来我们做一

个实验来探究一下。

【设计意图】通过实验探究，让学生了解二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石浅溶液变红的性

质，培养学生的探究能力和科学思维。

【师生活动】

1.教师展示紫色石蕊溶液，介绍紫色石蕊溶液是一种酸碱指示剂。

2.教师进行实验操作：将二氧化碳气体通入盛有紫色石蕊溶液的试管中，观察现象：片刻后将试管加热，

观察现象。

3.学生观察并描述实验现象：紫色石蕊试液变红；加热后变红的紫色石蕊试液又变回紫色，溶液中有气泡

产生。

4.教师引导学生分析实验现象，写出反应的化学方程式：。。2团力。团团团”2。。3，”2。。3团酬CO2T

而“2。（加热条件）。

5.教师提问：为什么加热后溶液又变回紫色呢？引导学生思考碳酸的不稳定性。

6.学生回答，教师进行总结和解释，说明碳酸不稳定，受热易分解。

【对应训练1】将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变红的原因是（）

A.二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红

B.二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红

C.二氧化碳能与紫色石蕊溶液发生反应

D.以上说法都不对

【答案】B

【解析】

二氧化碳本身不能使紫色石蕊溶液变红，二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红，所以A、

C选项错误，B选项正确。

【对应训练2】下列有关二氧化碳与紫色石蕊溶液反应的实验中，说法错误的是（）

A.实验中发生了化学变化

B.加热后溶液变回紫色是因为碳酸分解了

C.该实验说明二氧化碳具有酸性

D.紫色石蕊溶液可以用来检验二氧化碳与水反应的产物

【答案】C

【解析】

A选项，二氧化碳与水反应生成碳酸，有新物质生成，发生了化学变化，所以A选项正确：B选项，加热

后溶液变问紫色是因为碳酸分解生成了二氧化碳和水，所以B选项正确；C选项，二氧化碳本身不具有酸

性，是二氧化碳与水反应生成的碳酸具有酸性，所以C选项错误；D选项，紫色石蕊溶液可以用来检验二

氧化碳与水反应生成的碳酸，所以D选项正确。

活动三二氧化碳的密度和是否支持燃烧的性质

【引入】我们已经了解了二氧化碳的•些化学性质，那它的物理性质呢？比如它的密度和是否支持燃烧。

我们通过一个实验来探究一下。

【设计意图】通过实验让学生直观地了解二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧的性质，

培养学生的观察能力和归纳总结能力。

【师生活动】

L教师展示实验装置：一个放有燃着蜡烛的烧杯。

2.教师进行实验操作：收集一瓶二氧化碳气体，并将二氧化碳缓缓倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，让学生观

察实验现象。

3.学生观察并描述实验现象：蜡烛熄灭。

4.教师引导学生分析实验现象，得出结论：。。2的密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧。

5.教师提问：这个性质有什么实际应用呢？引导学生思考性质的用途。

6.学生回答，教师进行总结和补充，如可以用二氧化碳火火等。

【对应训练1】下列关于二氧化碳性质的说法中，正确的是（）

A.二氧化碳能溶于水，所以只能用排水法收集

B.二氧化碳能使燃着的木条熄灭，所以二氧化碳可以灭火

C.二氧化碳的密度比空气小，所以可以用向下排空气法收集

D.二氧化碳能与水反应，所以不能用浓硫酸干燥

【答案】B

【解析】A选项，二氧化碳能溶于水，但在常温常压卜.,1体积的水大约能溶解1体枳的二氧化碳，所以

也可以用向上排空气法收集二氧化碳，A选项错误；B选项，二氧化碳能使燃着的木条熄灭，且二氧化碳

的密度比空气大，所以可以用二氧化碳灭火，B选项正确；C选项，二氧化碳的密度比空气大，应该用向

上排空气法收集，C选项错误；D选项，二氧化碳能与水反应，但浓硫酸具有吸水性，且不与二氧化碳反

应，所以可以用浓硫酸干燥二氧化碳，D选项错误。

【对应训练2】下列实验能证明二氧化碳的密度比空气大且不能燃烧也不支持燃烧的是（）

A.将二氧化碳通入澄清石灰水中

B.将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中

C.将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中

D.将二氧化碳收集在集气瓶中

【答案】C

【解析】A选项，将二氧化碳通入澄清石灰水中，只能证明二氧化碳能与氢氧化钙反应，不能证明二氧

化碳的密度比空气大且不能燃烧也不支持燃烧，所以A选项错误；B选项，将二氧化碳通入紫色石蕊溶

液上只能证明二氧化碳能与水反应生成碳酸，不能证明二氧化碳的密度比空气大且不能燃烧也不支持

燃烧，所以B选项错误；C选项，将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中，蜡烛熄灭，说明二氧化碳不

能燃烧也不支持燃烧，且下层的蜡烛先熄灭，说明二氧化碳的希度比空气大，所以C选项正确；D选项,

将二氧化碳收集在集气瓶中，不能证明二氧化碳的密度比空气大且不能燃烧也不支持燃烧，所以D选项

错误。

6

课堂小结

一实验原理

实验装置

制取

L.实验步骤

密度大于空气

不燃烧，不支持燃烧

CO2

能溶于水

L性质_

能与水反应CO2+H2O==H2CO3

能与氢氧化钙反应

CO2+Ca(OH)2==CaCO3+H20

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板书设计

基础实验4二氧化碳的实验室制取与性质

二氧化碳的实验室制取

I.实验用品

。试剂：石灰石(或大理石)、稀盐酸等

。仪器：锥形瓶、集气瓶等

2.制取装置

。组装

。优缺点

3.制取步骤

。连接装置，检查气密性

。装入大理石

。加入稀盐酸

。收集并验满

。存放##二、二氧化碳的性质

4.通入澄清石灰水

。现象：变浑浊

。结论：C02+Ca(OH)2=CaCO3j+H2O

5.通入紫色石蕊溶液

。现象：先变红，加热后变回紫色

。结论：CO2+H2O=H2CO3,H2CO3=CO2t+H2O

6.倒入燃着蜡烛烧杯

。现象：蜡烛熄灭

。结论：密度比空气大，不燃烧，不支持燃烧##三、与氧气制取对比

7.试剂、原理、条件

8.发生、收集装置

9.检验、验满方法

8随堂练习

1.（2025•广西桂林•三模）下列芍关碳及其化合物的说法正确的是

A.一氧化碳因具有可燃性，可用于冶炼金属

B.绿色植物通过光合作用吸收氧气，放出二氧化碳

C.加热条件下木炭和氧化铜反应，体现了木炭的氧化性

D.金刚石、石墨的化学性质相似

【答案】D

【解析】

A、一氧化碳因具有还原性，能夺取含氧化合物中的氟元素，可用于冶炼金属，不是因为一氧化碳具有可

燃性，故选项说法错误；

B、光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时释放氧气的

过程，故选项说法错误；

C、木炭具有还原性，可以与乳化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，加热条件下，木炭可使氧化铜还

原为铜，故选项说法错误；

D、金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质，化学性质相似，故选项说法正确；

故选：D。

2.（24-25八年级下•山东济宁・期末）规范操作是实验安全和成功的保证。下列图示的实验操作正确的是

【答案】A

【解析】

A、把导管的•端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成•段稳

定的水柱，说明装置不漏气，正确；

B、向试管中加入块状固体时，应先将试管横放，用镣子把石灰石放在试管口，再慢慢将试管竖起，使石

灰石缓缓滑到试管底部，图中直接将石灰石投入直立的试管中，可能会打破试管底部，错误；

C、氧气验满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满，图中把带火星木条

伸入集气瓶内，是检验瓶内是否是氧气，不是验满操作，错误；

D、二氧化碳的密度比空气大，存放时集气瓶应正放，盖上玻璃片，图中集气瓶倒放，错误。

故选A。

3.（24-

25九年级下•湖南长沙•期中）常见的碳的氧化物有CO和CO2,它们在生产、生活中都有广泛的用途，下列

关于它们的说法中正确的是

A.CO和CCh都能与水反应，都能使紫色石蕊溶液变红

B.CO和CO2都具有可燃性，都可作为燃料

c.CO和CO2都由碳、氧元素组成，能相互转化

D.CO和CCh都是温室气体，含量增多都能导致温室效应增强

【答案】C

【解析】A、CO2能与水反应生成碳酸，能使紫色石蕊溶液变红，而CO不能，故选项说法错误；

B、CO具有可燃性，可作为燃料，而CO?不具有可燃性，故选项说法错误；

C、CO和CO2都由碳、氧元素组成，能相互转化，一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳，二氧化碳和碳高温

下反应生成一氧化碳，故选项说法正确；

D、CCh是温