6.3 二氧化碳的实验室制取（讲义）-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）教学设计

6.3二氧化碳的实验室制取（讲义）-2025-2026学年九年级化学上册同步教学讲义（人教版2024）教学设计一、教材分析本节内容选自人教版2024九年级化学上册第六单元第三课时，是在学生已经学习氧气实验室制取的基础上，进一步探究气体制备的核心知识与技能。作为初中阶段气体制备的重要组成部分，本节内容不仅承接了前序氧气制备中“反应原理-装置选择-收集检验”的核心思路，更通过二氧化碳制备的特殊性，深化学生对“气体制备方案设计依据”的理解，为后续其他气体制备的学习奠定方法基础。从新课标要求来看，本节内容聚焦“物质的制备与检验”核心素养目标，强调通过实验探究培养学生的科学探究能力和创新意识，引导学生理解化学实验中“理论依据与实践操作”的辩证关系。教材通过实验对比、问题驱动等呈现方式，契合九年级学生从具象思维向抽象思维过渡的认知特点，同时注重联系生活实际，如灭火器、碳酸饮料等场景，让学生感受化学知识的应用价值，增强化学学科的实用性认知。二、教学目标（一）学习理解能准确说出实验室制取二氧化碳的反应原理，记住所用药品的名称及主要性质；能清晰区分实验室制取二氧化碳与氧气在反应原理、装置选择上的异同；能准确描述二氧化碳的收集方法、检验方法及验满方法的依据。（二）应用实践能根据实验室制取二氧化碳的反应原理，自主选择合适的实验仪器并组装完整的实验装置；能规范完成二氧化碳制取、收集、检验及验满的实验操作；能针对实验过程中出现的常见问题（如收集不到气体、气体不纯等）进行简单分析并提出解决措施。（三）迁移创新能基于“反应物状态、反应条件、气体性质”的核心逻辑，迁移实验室制取二氧化碳和氧气的经验，设计简单的其他气体（如氢气）制备方案；能结合生活实际，思考二氧化碳制备技术在生产生活中的应用场景，提出改进实验装置以提升实用性的初步设想。三、重点难点（一）教学重点实验室制取二氧化碳的反应原理；实验装置的选择依据及组装；二氧化碳的收集、检验与验满方法。（二）教学难点理解实验装置选择与反应物状态、反应条件、气体性质之间的内在联系；实验过程中常见问题的分析与解决；基于气体制备核心逻辑的知识迁移应用。四、课堂导入【生活情境设问】同学们在生活中都喝过碳酸饮料吧？打开瓶盖的时候会有大量气泡冒出，大家知道这些气泡是什么气体吗？（引导学生回答“二氧化碳”）那这些二氧化碳是怎么产生的呢？除此之外，我们常用的灭火器喷出的二氧化碳又是如何制备的呢？【回顾旧知衔接】之前我们已经学习过氧气的实验室制取，知道了制取一种气体需要明确反应原理、选择合适装置、确定收集和检验方法。今天我们就沿着这个思路，一起探究二氧化碳的实验室制取方法，看看它和氧气的制取有哪些相同之处，又有哪些独特的地方。五、探究新知（一）探究一：实验室制取二氧化碳的反应原理【提出问题】我们身边有很多含有碳元素的物质，比如木炭、碳酸钙、碳酸钠等，哪些物质适合在实验室中制取二氧化碳呢？【实验对比探究】教师演示三组对比实验，学生观察并记录实验现象：1.木炭与稀盐酸反应：观察到有少量气泡产生，但反应速率极慢，且收集到的气体中可能混有木炭燃烧产生的一氧化碳等杂质。2.碳酸钠与稀盐酸反应：观察到有大量气泡迅速产生，反应速率过快，难以控制，不利于气体的收集。3.碳酸钙与稀盐酸反应：观察到有稳定的气泡产生，反应速率适中，便于控制，且生成的气体纯净。【得出结论】实验室常用大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。【教师讲解】强调反应原理中的关键要点：碳酸钙是难溶性固体，稀盐酸是液体，反应在常温下即可进行，不需要加热；生成的二氧化碳气体通过复分解反应产生，同时生成了氯化钙和水。【评价反馈】请学生复述实验室制取二氧化碳的反应原理及所用药品，针对学生表述中的漏洞进行补充纠正，确保学生准确理解反应的核心要素。（二）探究二：实验室制取二氧化碳的实验装置选择【回顾旧知】引导学生回忆氧气的实验室制取装置：用高锰酸钾或氯酸钾制氧气时，反应物是固体，反应需要加热，所以选择“固体加热型”装置；用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时，反应物是固体和液体，反应常温进行，所以选择“固液常温型”装置。【分析依据】结合二氧化碳的反应原理，分析装置选择的依据：反应物大理石（固体）和稀盐酸（液体），反应常温下进行，不需要加热，因此发生装置应选择“固液常温型”；再分析二氧化碳的性质：二氧化碳能溶于水，且能与水反应，所以不能用排水法收集；二氧化碳的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集。【装置组装探究】展示多种实验仪器（试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、导管、集气瓶、玻璃片等），让学生分组讨论并设计实验装置，每组派代表展示设计方案并说明理由。【教师优化讲解】针对学生的设计方案进行点评，重点讲解关键仪器的作用：1.长颈漏斗：方便添加稀盐酸，但使用时要注意漏斗下端必须伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的二氧化碳从漏斗口逸出。2.分液漏斗：不仅可以添加稀盐酸，还能通过控制活塞调节稀盐酸的滴加速度，从而控制反应速率。3.导管：发生装置中的导管应刚露出橡皮塞即可，过长会不利于气体导出；收集装置中的导管应伸入集气瓶底部，便于将集气瓶内的空气排尽，收集到纯净的二氧化碳。【实践操作】学生分组根据优化后的方案组装实验装置，教师巡视指导，及时纠正组装过程中的错误操作（如导管伸入过长、长颈漏斗未液封等），并对学生的操作规范性进行评价。（三）探究三：二氧化碳的收集、检验与验满【收集方法确定】结合前面分析的二氧化碳性质，再次明确选择向上排空气法收集，引导学生说出操作要点：将集气瓶正放在桌面上，导管伸入集气瓶底部，待收集一段时间后进行验满。【验满方法探究】提出问题：如何判断集气瓶内已经收集满二氧化碳了呢？引导学生结合二氧化碳不支持燃烧、也不能燃烧的性质，思考验满方法。【实验演示】教师演示验满操作：将燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，说明已经收集满二氧化碳。强调验满时木条要放在瓶口，不能伸入瓶内，否则会影响气体纯度。【检验方法探究】提出问题：收集到的气体一定是二氧化碳吗？如何检验？引导学生回忆二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的特性。【实验演示】教师演示检验操作：将收集到的气体通入澄清石灰水中，观察到石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳。讲解反应的化学方程式：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O，说明这是二氧化碳的特征反应。【学生实践】学生分组进行二氧化碳的收集、验满与检验操作，教师巡视指导，记录学生操作中的问题，及时进行纠正和评价，确保学生掌握核心操作技能。六、课堂练习1.实验室制取二氧化碳时，选用的反应物最合适的是（）A.木炭与稀硫酸B.碳酸钠与稀盐酸C.大理石与稀盐酸D.碳酸钙与稀硫酸【解析】本题考查实验室制取二氧化碳的反应物选择。木炭与稀硫酸不反应，A错误；碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，难以控制，B错误；大理石与稀盐酸反应速率适中，便于收集，C正确；碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在碳酸钙表面，阻止反应继续进行，D错误。答案：C。2.下列关于实验室制取二氧化碳实验装置的说法中，正确的是（）A.发生装置可以选用固体加热型B.可以用排水法收集二氧化碳C.长颈漏斗下端必须伸入液面以下D.导管可以伸入发生装置内过长【解析】本题考查实验装置的选择依据。实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应常温进行，发生装置应选固液常温型，A错误；二氧化碳能溶于水且与水反应，不能用排水法收集，B错误；长颈漏斗下端伸入液面以下可形成液封，防止气体逸出，C正确；导管伸入发生装置内过长会阻碍气体导出，D错误。答案：C。3.检验二氧化碳气体的方法是______；验满二氧化碳气体的方法是______。【解析】本题考查二氧化碳的检验与验满。检验二氧化碳利用其能使澄清石灰水变浑浊的特性，方法是将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳；验满利用其不支持燃烧的特性，方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已收集满。答案：将气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊；将燃着的木条放在集气瓶口，观察木条是否熄灭。4.某同学在制取二氧化碳时，收集到的气体不纯，请分析可能的原因有哪些？（至少答出两点）【解析】本题考查实验问题分析能力。收集到的气体不纯，可能的原因包括：装置漏气，导致空气进入集气瓶；导管没有伸入集气瓶底部，没有将瓶内空气排尽；收集时间过早，装置内的空气没有完全排出等。答案：①装置漏气；②导管未伸入集气瓶底部；③收集时间过早（答出两点即可）。七、课堂总结【梳理核心内容】今天我们围绕二氧化碳的实验室制取展开了探究，梳理一下核心要点：首先明确了反应原理，用大理石和稀盐酸在常温下反应生成二氧化碳；其次根据反应物状态、反应条件和气体性质，选择了固液常温型发生装置和向上排空气法收集装置；最后掌握了二氧化碳的检验（通入澄清石灰水）和验满（燃着木条放瓶口）方法。【提炼核心思路】通过本节课的学习，我们再次巩固了气体实验室制取的核心逻辑——“反应原理决定装置选择，气体性质决定收集和检验方法”。这个思路不仅适用于氧气和二氧化碳的制取，也适用于其他气体的制备探究。【衔接后续学习】接下来我们还会进一步学习二氧化碳的性质和用途，大家可以带着今天的知识，思考二氧化碳在生产生活中的应用与它的制备方法之间的联系。八、课后任务1.完成实验报告：详细记录实验室制取二氧化碳的实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验现象、实验结论及注意事项，针对实验中出现的问题进行分析并写出改进措施。2.拓展探究：查阅资料，了解工业上制取二氧化碳的方法，对比工业制取与实验室制取在原理、装置、目的上的异同，撰写一份简短的探究报告（字数不少于200字）。3.迁移练习：根据今天学习的气体制备核心逻辑，设计一套实验室制取氢气的初步方案（提示：氢气可用锌粒与稀硫酸反应制取，氢气难溶于水且密度比空气小），写出反应原理、装置选择依据、收集和检验方法。4.整理本节课知识点：绘制一幅“二氧化碳实验室制取”的知识思维导图，涵盖反应原理、装置选择、收集检验、注意事项等核心内容。九、板书设计二氧化碳的实验室制取一、反应原理药品：大理石（或石灰石）+稀盐酸方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑二、实验装置发生装置：固液常温型（原因：固体+液体，常温反应）收集装置：向上排空气法（原因：密度比空气大，能溶于水且与水反应）关键仪器：长颈漏斗（液封）、导管（刚露橡皮塞/伸集气瓶底）三、收集、检验与验满收集：向上排空气法检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊验满：燃着木条放集气瓶口，木条熄灭四、核心思路反应原理→装置选择；气体性质→收集、检验方法十、教学反思【优点总结】本节课以生活情境导入，有效激发了学生的学习兴趣，同时衔接氧气制取的旧知，帮助学生建立了知识关联，符合学生的认知递进规律。在探究新知环节，通过实验对比、分组讨论、实践操作等多种教学活动，落实了“教-学-评”一体化理念，让学生在自主探究和实践中掌握核心知识点，提升了科学探究能力和实验操作技能。课堂练习设计针对性强，覆盖了重点难点内容，能及时反馈学生的学习效果，便于教师调整教学节奏。【不足分析】在学生分组组装实验装置的环节，部分小组存在仪器选择不当、组装不规范的问题，虽然教师进行了巡视指导，但对个别基础薄弱的学生关注不够细致，导致这部分学生的操作技能掌握不够扎实。此外，在知识迁移应用的引导上，