6.3二氧化碳的实验室制取（第二课时）教学设计-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（第二课时）教学设计--2025-2026学年九年级化学人教版上册一、教材分析本节课选自人教版九年级化学上册第六单元第三课题，是气体制备系列内容的核心组成部分，承接氧气实验室制取的知识与技能，同时为后续其他气体制备的学习奠定方法基础，形成“反应物状态-反应条件-气体性质-装置选择”的核心思维链。教材在第一课时已铺垫二氧化碳制取原理的基础上，本课时聚焦装置优化、收集检验验满及拓展应用，紧扣新课标“发展学生核心素养，强化科学探究与实践”的要求，通过实验探究与逻辑推理的结合，帮助学生构建气体制备的系统认知，契合九年级学生从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的认知特点。二、教学目标（一）学习理解能准确阐述二氧化碳的收集方法及选择依据，明确二氧化碳检验与验满的原理和操作要点；能梳理实验室制取二氧化碳的完整流程，理解装置各组件的作用及优化思路；能区分氧气与二氧化碳实验室制取的异同点，形成气体制备的基础认知框架。（二）应用实践能根据实验需求选择合适的二氧化碳制取装置并完成组装，规范进行收集、检验及验满操作；能准确判断实验过程中常见错误操作并说明原因，能对实验现象进行观察、记录与分析；能运用气体制备的基本思路，解决与二氧化碳制取相关的简单实际问题。（三）迁移创新能基于二氧化碳的制取原理与性质，迁移应用气体制备思维，设计其他类似反应（如制取氢气）的简易装置；能针对实验中出现的问题（如产气速率过快/过慢）提出改进方案，开展简单的实验探究；能结合生活实际，思考二氧化碳制取技术在生产生活中的应用价值，建立化学与生活的联系。三、重点难点（一）教学重点二氧化碳的收集方法、检验与验满的原理及规范操作；实验室制取二氧化碳完整装置的选择与优化思路；气体制备中“性质决定装置”核心思维的建立。（二）教学难点基于反应特点与气体性质优化制取装置的逻辑推理过程；检验与验满操作的本质区别及规范执行；气体制备思维的迁移应用，尤其是对陌生气体制取装置设计的思路转化。四、课堂导入【生活情境设问】同学们在喝碳酸饮料时，打开瓶盖会有大量气泡冒出，这些气泡是什么气体呢？对，是二氧化碳。我们知道实验室可以通过石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，那在第一课时学习的基础上，如何更合理地选择装置收集到纯净的二氧化碳？又该如何确认收集到的就是二氧化碳，以及什么时候算收集满了呢？今天我们就带着这些问题，继续深入探究二氧化碳的实验室制取。【复习衔接】回顾上节课内容，实验室制取二氧化碳的化学方程式是什么？反应物的状态和反应条件分别是什么？基于这些特点，上节课我们初步设计了简易的发生装置，这节课我们将从收集、检验、验满等环节进一步完善实验方案，并优化装置设计。五、探究新知（一）探究二氧化碳的收集方法【问题驱动】气体的收集方法由什么因素决定？结合我们之前学习的氧气收集方法，思考二氧化碳适合用什么方法收集？【资料支撑】展示二氧化碳的物理性质数据：密度比空气大（相对分子质量44，空气平均相对分子质量29），能溶于水且与水反应生成碳酸。【小组讨论】学生结合资料分组讨论：1.二氧化碳能否用排水法收集？为什么？2.能否用排空气法收集？如果可以，是向上排空气法还是向下排空气法？依据是什么？【实验验证】教师演示：分别用排水法和向上排空气法尝试收集二氧化碳，观察两种方法的收集效果。引导学生观察：排水法收集时，集气瓶内水面下降缓慢，且收集到的气体有气泡逸出；向上排空气法收集时，能顺利收集到气体。【总结归纳】结合讨论与实验现象，得出结论：二氧化碳不能用排水法收集，因为其能溶于水且与水反应；可用向上排空气法收集，因为其密度比空气大。同时强调：用向上排空气法收集时，导管应伸入集气瓶底部，目的是将集气瓶内的空气彻底排出，保证收集到的二氧化碳更纯净。【评价反馈】通过提问检查学生理解：“如果用向上排空气法收集二氧化碳时，导管只伸入集气瓶口，会有什么后果？”引导学生说出“收集到的气体混有空气，纯度不高”，强化对收集操作要点的理解。（二）探究二氧化碳的检验方法【问题引入】收集到的气体是否为二氧化碳？需要通过检验来确认。我们之前学过二氧化碳有什么特殊性质可以用于检验？【回忆旧知】学生回忆：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。【实验探究】教师演示：将收集到的气体通入澄清石灰水中，引导学生观察现象（澄清石灰水变浑浊）。再将空气通入澄清石灰水中，观察无明显现象。【原理讲解】讲解二氧化碳检验的化学原理：二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。强调：这是二氧化碳的特征反应，可用于唯一检验二氧化碳。【学生实践】安排学生分组进行检验操作，教师巡视指导，纠正不规范操作（如导管伸入澄清石灰水液面以下、气体通入速率控制等）。【评价反馈】观察学生操作规范性，针对出现的问题及时点评；通过“能否用燃着的木条检验二氧化碳？”的问题引导学生思考，明确检验与验满的区别（燃着的木条不能检验，因为氮气等气体也能使燃着的木条熄灭）。（三）探究二氧化碳的验满方法【问题导向】如何判断集气瓶内已经收集满二氧化碳了？验满的核心是检验集气瓶口是否有二氧化碳逸出。【思路引导】基于二氧化碳不支持燃烧、不能燃烧的性质，思考如何设计验满方案。【实验演示】教师演示两种操作：1.将燃着的木条伸入集气瓶内；2.将燃着的木条放在集气瓶口。引导学生观察现象：操作1中木条熄灭，操作2中若木条熄灭，说明已收集满。【总结规范】强调验满操作要点：燃着的木条必须放在集气瓶口，不能伸入瓶内；若木条熄灭，证明二氧化碳已收集满。同时对比检验与验满的区别：检验是确认瓶内气体是否为二氧化碳（需伸入瓶内，用澄清石灰水），验满是确认瓶内气体是否装满（放在瓶口，用燃着的木条）。【学生实操】学生分组完成验满操作，教师进行针对性指导，确保每个学生掌握操作规范。（四）优化二氧化碳制取装置【问题提出】上节课我们使用的简易发生装置（试管+单孔塞+导管），在实验过程中存在什么不足？（如添加药品不便、无法控制反应速率等）【装置展示】展示不同的发生装置：长颈漏斗型、分液漏斗型、启普发生器简易模型。引导学生观察各装置的结构差异。【小组讨论】分组讨论：1.长颈漏斗型装置与简易装置相比，优势是什么？使用时需要注意什么？（长颈漏斗下端要液封，防止气体从漏斗逸出）2.分液漏斗型装置能解决什么问题？（可控制稀盐酸的滴加速度，从而控制反应速率）3.启普发生器的适用条件是什么？（块状固体与液体反应，反应不需要加热，且生成的气体难溶于水）【实验对比】教师演示不同装置的使用效果：分别用简易装置、长颈漏斗型装置、分液漏斗型装置制取二氧化碳，引导学生观察反应速率的差异和添加药品的便捷性。【总结优化思路】根据反应特点（固体+液体，不加热），结合实验需求（是否需要添加药品、是否需要控制反应速率）选择合适的发生装置；收集装置固定为向上排空气法，导管伸入集气瓶底部。最终形成一套完整的、可优化的二氧化碳实验室制取装置。【评价提升】让学生根据自己的理解，画出优化后的制取装置图，并说明设计理由，教师对学生的设计方案进行点评，肯定合理之处，修正不足。六、课堂练习1.实验室制取二氧化碳时，收集方法选择的依据是（）A.二氧化碳的密度比空气大B.二氧化碳能溶于水C.二氧化碳的密度比空气大且能溶于水D.二氧化碳不支持燃烧2.下列关于二氧化碳检验和验满的说法中，正确的是（）A.检验和验满都可以用燃着的木条B.检验用澄清石灰水，验满用燃着的木条放在瓶口C.检验用燃着的木条伸入瓶内，验满用澄清石灰水D.检验和验满都可以用澄清石灰水3.某同学设计了实验室制取二氧化碳的装置，其中存在的错误是（）（画出简易装置图：长颈漏斗下端未液封、导管伸入试管内过长、收集时导管未伸到集气瓶底部）A.长颈漏斗下端未液封B.导管伸入试管内过长C.收集时导管未伸到集气瓶底部D.以上都是4.简述实验室制取二氧化碳的完整流程，并说明每个步骤的注意事项。5.结合二氧化碳的制取思路，分析实验室制取氢气（用锌粒与稀硫酸反应，氢气密度比空气小且难溶于水）应选择什么发生装置和收集装置？说明理由。七、课堂总结【师生共同梳理】本节课我们围绕二氧化碳实验室制取的核心环节展开探究，首先明确了气体收集方法由气体密度和溶解性决定，确定二氧化碳用向上排空气法收集；其次掌握了二氧化碳的检验方法（通入澄清石灰水，观察是否变浑浊）和验满方法（燃着的木条放在集气瓶口，观察是否熄灭），并区分了检验与验满的本质差异；最后通过分析简易装置的不足，优化了发生装置，形成了完整的制取装置体系。【思维升华】回顾整个探究过程，我们再次强化了“反应物状态-反应条件-气体性质-装置选择”的核心思维，这一思维不仅适用于二氧化碳的制取，也适用于其他气体的制备。希望同学们能牢牢掌握这一思路，为后续学习打下坚实基础。【知识回顾】快速回顾本节课重点知识：收集方法、检验原理与操作、验满操作、装置优化要点，通过提问确认学生核心知识的掌握情况。八、课后任务1.完成课堂练习中的未完成题目，整理错题并分析原因，形成错题笔记。2.在家中寻找常见物品（如塑料瓶、吸管、小药瓶等），设计并制作一套简易的二氧化碳制取装置，画出装置图，标注各组件的作用，下节课带来交流展示。3.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的异同点，撰写一份简短的探究报告（不少于300字）。4.预习下节课内容，思考二氧化碳的性质与用途之间的联系。九、板书设计6.3二氧化碳的实验室制取（第二课时）一、收集方法依据：密度比空气大、能溶于水且与水反应选择：向上排空气法（导管伸底）二、检验与验满1.检验：澄清石灰水（变浑浊）原理：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O2.验满：燃着木条放瓶口（熄灭）三、装置优化1.发生装置：简易装置→长颈漏斗型（液封）→分液漏斗型（控速）2.收集装置：向上排空气法四、核心思维：反应物状态-反应条件-气体性质-装置选择十、教学反思本节课以“教-学-评”一体化理念为核心，通过生活情境导入、问题驱动探究、实验验证结论的方式，引导学生主动参与知识的构建过程，基本达成了预设的三个层次教学目标。在探究环节，通过小组讨论、实验演示与学生实操相结合的方式，充分调动了学生的积极性，让学生在实践中理解知识，强化了“性质决定装置”的核心思维。从教学效果来看，学生对二氧化碳的收集方法、检验与验满操作的掌握较为扎实，能准确区分检验与验满的差异，课堂练习的完成度较高。但在装置优化环节，部分学生对不同装置的优势及适用条件理解不够透彻，在设计优化装置时存在思路不清晰的问题，后续需要加强这一环节的针对性指导，可通过展示更多不同类型的装置，引导学生对比分析。在“评”的环节，虽然融入了过程性评价（如观察学生操作、点评设计方案）和终结性评价（如课堂练习