6.3 二氧化碳的实验室制取讲义（2025-2026学年九年级化学人教版上册）

6.3二氧化碳的实验室制取讲义（2025-2026学年九年级化学人教版上册）一、教材分析本节内容隶属于人教版九年级化学上册第六单元“碳和碳的氧化物”第三课时，是气体制备类知识的核心组成部分，承接前文氧气的实验室制取，形成“气体制备”的完整知识体系，同时为后续其他气体制备的学习奠定方法基础，是贯穿整个初中化学无机气体制备板块的关键纽带。从新课标要求来看，本节聚焦“科学探究与创新意识”“宏观辨识与微观探析”等核心素养培育，通过引导学生自主探究二氧化碳的制备原理、装置选择及操作流程，让学生掌握气体制备的一般思路和方法，体会化学实验中“原理决定装置、装置适配原理”的逻辑关系。教材以“实验探究”为核心载体，结合生活中二氧化碳的应用场景，降低抽象知识的理解难度，契合九年级学生从具象思维向抽象思维过渡的认知特点，同时注重培养学生的实验操作能力、问题分析能力和团队协作意识。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，写出相关化学方程式；能清晰辨识实验室制取二氧化碳所需的仪器名称及用途；能理解选择该反应原理、发生装置和收集装置的依据；能准确记忆二氧化碳检验和验满的方法及原理。（二）应用实践能独立完成实验室制取二氧化碳的完整实验操作，包括仪器组装、药品取用、气体收集、检验及验满；能根据实验现象分析实验过程中出现的常见问题（如收集不到气体、气体不纯、验满不准确等）并提出解决对策；能结合氧气的实验室制取方法，对比归纳两种气体制备的异同点，初步形成气体制备的实验思路。（三）迁移创新能根据陌生气体的制备原理（如氢气），迁移运用本节所学知识选择合适的发生装置和收集装置；能针对实验室制取二氧化碳的装置提出优化改进方案，如设计简易启普发生器、控制反应速率的装置等；能结合生活实际，设计利用家庭常见物品制取少量二氧化碳的实验方案，体会化学与生活的密切联系。三、重点难点（一）教学重点实验室制取二氧化碳的反应原理；发生装置和收集装置的选择依据及组装；二氧化碳的检验和验满方法；完整的实验操作流程。（二）教学难点理解“反应物状态、反应条件决定发生装置，气体密度、溶解性决定收集装置”的逻辑关系；实验过程中常见问题的分析与解决；将气体制备的一般思路迁移应用到陌生气体的制备中；“教-学-评”一体化在实验探究中的有效落实。四、课堂导入展示生活中的常见场景：打开碳酸饮料瓶盖时冒出的气泡、舞台上的“云雾”效果、灭火器灭火的画面。提问：“这些场景中出现的气体是什么？我们在实验室中如何才能制取这种气体呢？它的制取方法和我们之前学过的氧气制取有什么相同和不同之处？”引导学生结合已有知识和生活经验进行思考和猜测，激发学生的探究兴趣，自然引出本节课的主题——二氧化碳的实验室制取。同时，通过回顾氧气的制取知识，为后续的对比探究做好铺垫。五、探究新知（一）探究实验室制取二氧化碳的反应原理提出问题：“实验室中制取二氧化碳，应该选择哪些药品？发生什么样的反应？”展示三种常见的反应方案：方案一，碳酸钙与稀盐酸反应；方案二，碳酸钙与稀硫酸反应；方案三，碳酸钠与稀盐酸反应。组织学生进行分组实验探究，观察并记录三组实验的现象：方案一产生气泡速率平稳且持续；方案二初期产生气泡，随后反应停止；方案三产生气泡速率过快，不易控制。引导学生分析原因：方案二中生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应继续进行；方案三中碳酸钠是粉末状，与稀盐酸接触面积大，反应速率过快，不利于气体收集；方案一反应速率平稳，易于控制，适合实验室制取。得出结论：实验室制取二氧化碳选择的药品是大理石（或石灰石，主要成分是碳酸钙）和稀盐酸，反应原理为碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。在此过程中，通过实验现象的对比和分析，评价学生对反应原理选择依据的理解程度。（二）探究实验室制取二氧化碳的装置选择回顾旧知：引导学生回顾实验室制取氧气的两种装置（加热高锰酸钾或氯酸钾制氧气的固体加热型装置、过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气的固液不加热型装置），并分析选择这两种装置的依据（反应物状态、反应条件）。分析新知：结合二氧化碳的反应原理，分析反应物状态（大理石是固体，稀盐酸是液体）和反应条件（不需要加热），得出制取二氧化碳的发生装置应选择固液不加热型。再分析二氧化碳的物理性质（密度比空气大，能溶于水且与水反应），得出收集装置应选择向上排空气法，不能选择排水法。装置组装与优化：展示固液不加热型发生装置的常用仪器（试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、双孔塞、导管等），引导学生分组讨论并组装装置。提问：“使用长颈漏斗时，需要注意什么？”“分液漏斗相比长颈漏斗有什么优点？”引导学生思考并得出结论：长颈漏斗的下端要伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出；分液漏斗可以控制稀盐酸的滴加速度，从而控制反应速率。通过装置组装的实践操作和问题讨论，评价学生对装置选择依据的掌握程度和实验设计能力。（三）探究二氧化碳的检验和验满方法提出问题：“如何检验我们制取的气体是二氧化碳？如何判断二氧化碳已经收集满了？”引导学生结合二氧化碳的化学性质进行思考。实验探究：将制取的气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊，引导学生分析原因：二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，因此检验二氧化碳的方法是将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。引导学生思考验满方法：由于二氧化碳密度比空气大，且不支持燃烧也不能燃烧，因此验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已经收集满。组织学生进行验满操作练习，纠正不规范操作，评价学生对检验和验满方法的掌握情况。（四）梳理完整的实验操作流程引导学生结合前面的探究，梳理实验室制取二氧化碳的完整操作流程：查（检查装置的气密性）→装（装入大理石，塞紧双孔塞）→加（从长颈漏斗或分液漏斗中加入稀盐酸）→收（用向上排空气法收集二氧化碳）→验（检验气体）→验满（检验是否收集满）。强调操作注意事项：检查气密性时，将导管一端浸入水中，用手紧握容器外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，说明气密性良好；装入大理石时，要将试管横放，用镊子将大理石放入试管口，再慢慢竖起试管，防止打破试管；收集气体时，导管要伸入集气瓶底部，确保集气瓶内的空气被完全排出。通过流程梳理和注意事项的强调，强化学生的实验操作规范意识。六、课堂练习1.实验室制取二氧化碳时，选择的药品是（）A.碳酸钠和稀盐酸B.碳酸钙和稀硫酸C.大理石和稀盐酸D.碳酸钙和浓盐酸2.实验室制取二氧化碳，应选用的发生装置和收集装置是（）A.固体加热型发生装置和向上排空气法B.固液不加热型发生装置和向上排空气法C.固体加热型发生装置和排水法D.固液不加热型发生装置和排水法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________________________。4.某同学在实验室制取二氧化碳时，收集不到气体，请你分析可能的原因（至少写出两点）。5.对比实验室制取氧气和二氧化碳的方法，总结气体制备的一般思路和方法。在学生完成练习后，进行针对性的讲解和点评，评价学生对知识点的掌握程度，及时发现并弥补学生的知识漏洞。七、课堂总结引导学生自主梳理本节课的核心内容：“今天我们学习了二氧化碳的实验室制取，你都掌握了哪些知识？可以从反应原理、装置选择、操作流程、检验验满这几个方面来总结。”师生共同完善总结：实验室制取二氧化碳的反应原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；装置选择固液不加热型发生装置和向上排空气法收集装置；操作流程为查、装、加、收、验、验满；检验方法是通入澄清石灰水，验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口。同时，强调气体制备的核心思路是“根据反应原理确定装置，根据气体性质确定收集和检验方法”，并对比氧气的制取，形成知识体系。通过自主梳理和师生总结，评价学生对本节课知识的整体掌握情况。八、课后任务1.完成课堂练习中未完成的题目，并整理本节课的知识点笔记，形成知识框架图。2.在家中利用厨房中的常见物品（如鸡蛋壳、食醋等）设计制取少量二氧化碳的实验方案，记录实验步骤、现象和结论，并思考该方案与实验室制取方案的异同点。3.查阅资料，了解工业上制取二氧化碳的方法，与实验室制取方法进行对比，分析两者差异的原因，撰写一份简短的探究报告。4.预习二氧化碳的性质相关内容，思考二氧化碳的性质与它的制取、收集方法之间的联系。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、装置选择发生装置：固液不加热型（依据：反应物状态、反应条件）收集装置：向上排空气法（依据：密度比空气大，能溶于水且与水反应）三、检验与验满检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊验满：燃着的木条放集气瓶口，木条熄灭四、操作流程查→装→加→收→验→验满五、核心思路反应原理→装置选择→收集检验（依据：物质性质）十、教学反思本节课以“教-学-评”一体化理念为核心，通过实验探究的方式引导学生自主构建二氧化碳实验室制取的知识体系，较好地落实了新课标要求的核心素养培育目标。在教学过程中，通过生活场景导入激发了学生的探究兴趣，通过分组实验探究让学生亲身体验了知识的形成过程，加深了对知识点的理解和记忆。同时，通过课堂练习、总结梳理等环节，及时对学生的学习效果进行评价，发现并弥补了学生的知识漏洞。但教学过程中也存在一些不足：部分学生在实验操作过程中存在不规范现象，如长颈漏斗的下端未伸入液面以下、导管未伸入集气瓶底部等，虽然及时进行了纠正，但后续还需要加强实验操作的专项训练；在对比氧气和二氧化碳制取方法时，部分学生的归纳总结能力较弱，需要教师