6.3二氧化碳的实验室制取（第一课时）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（第一课时）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”，是气体制取系列知识的核心组成部分，承接前面氧气实验室制取的相关知识，同时为后续深入学习二氧化碳的性质、用途以及其他气体制取规律奠定基础。从知识脉络来看，气体制取的探究过程遵循“反应原理确定—实验装置选择—操作规范制定—气体检验验满”的逻辑主线，本节内容正是对这一探究逻辑的深化应用与巩固提升。新课标强调化学学习需立足真实情境，注重核心素养的培养。本节通过引导学生自主探究二氧化碳的实验室制取方法，既能让学生掌握具体的化学知识与实验技能，更能帮助学生形成“基于反应特点选择实验装置”“依据物质性质设计检验方案”的科学思维，提升科学探究与创新意识，同时让学生体会化学知识在生产生活中的应用价值，契合“从生活走进化学，从化学走向社会”的课程理念。从学生认知基础来看，九年级学生已具备氧气实验室制取的知识储备，熟悉气体制取的基本流程，且对二氧化碳的生活存在（如汽水、灭火器）有一定了解，但对于“为何选择特定药品制取二氧化碳”“实验装置与反应原理的匹配关系”等核心问题仍缺乏深入思考，需要通过具象化的实验探究与逻辑引导逐步突破。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药品名称及反应原理，写出相应的化学方程式；能清晰区分实验室制取二氧化碳与氧气在反应原理、反应物状态、反应条件上的差异；能准确识别实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置，理解选择该装置的核心依据。（二）应用实践能根据实验室制取二氧化碳的原理，独立完成实验装置的组装与调试；能规范进行药品取用、气体收集等基础实验操作；能依据二氧化碳的性质，设计并完成气体的检验与验满实验，准确判断实验现象并得出结论；能初步分析实验过程中出现的简单异常现象（如收集不到气体、气体不纯等）并提出初步解决思路。（三）迁移创新能基于气体制取的通用逻辑，迁移应用本节知识分析陌生气体（如氢气）的制取装置选择思路；能结合实验需求，对现有二氧化碳制取装置进行简单优化（如改进气密性检查方法、设计便于控制反应速率的装置）；能通过实验探究，对比不同药品（如碳酸钠与碳酸钙、稀盐酸与稀硫酸）制取二氧化碳的效果，总结实验药品选择的原则。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与组装；气体的检验与验满方法；规范的实验操作流程。（二）教学难点理解实验装置与反应原理、气体性质之间的内在关联；实验探究过程中变量控制思想的应用（如药品选择时的对比实验设计）；对实验异常现象的分析与解决；将气体制取的通用思路迁移应用到陌生气体的制取中。四、课堂导入【情境创设】展示两组生活场景图片：一组是汽水开盖后产生大量气泡的现象，另一组是灭火器喷射二氧化碳灭火的场景。提问引导：“大家在生活中都见过这两种现象，知道其中产生的气体是什么吗？”（学生回答二氧化碳）“我们已经知道二氧化碳具有很多特殊性质，那在实验室中，我们该如何精准制取这种气体呢？制取过程中需要用到什么药品、选择什么装置呢？今天我们就一同走进实验室，探究二氧化碳的制取方法。”【知识衔接】回顾氧气的实验室制取知识：“之前我们学习过氧气的制取，大家还记得我们是如何确定氧气的制取药品和实验装置的吗？”（引导学生回忆“根据反应原理选药品、根据反应物状态和反应条件选发生装置、根据气体性质选收集装置”的逻辑）“今天我们就沿用这样的思路，来探究二氧化碳的实验室制取。”五、探究新知（一）探究一：实验室制取二氧化碳的药品选择【提出问题】能生成二氧化碳的反应有很多，比如碳的燃烧、碳酸的分解等，为什么这些反应不适合在实验室制取二氧化碳呢？实验室该选择什么药品制取二氧化碳？【资料呈现】展示不同反应的相关信息：碳在氧气中燃烧可能生成一氧化碳，导致产物不纯；碳酸不稳定，难以制备且浓度较低；碳酸钠与酸反应速率过快，不易控制；碳酸钙与不同酸反应的速率存在差异。【实验探究】组织学生分组进行对比实验：取四支试管，分别加入等量的碳酸钠粉末、碳酸钙粉末、碳酸钙块状固体，再分别向其中加入等浓度、等体积的稀盐酸，观察反应速率；另取一支试管加入碳酸钙块状固体，加入等浓度的稀硫酸，观察反应现象。【学生活动】分组实验，记录实验现象（如气泡产生的快慢、是否持续反应等），小组内讨论不同药品组合的优劣。【师生总结】结合实验现象和资料分析，得出结论：实验室制取二氧化碳选择<加粗>碳酸钙块状固体和稀盐酸</加粗>作为药品。原因是：碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，不易控制；碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率也较快，且粉末易堵塞导管；碳酸钙与稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在碳酸钙表面，阻止反应持续进行；而碳酸钙块状固体与稀盐酸反应速率适中，便于控制，且产物纯净。【原理梳理】写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，讲解反应的基本类型（复分解反应），明确反应的反应物状态（固体与液体）和反应条件（常温，无需加热）。（二）探究二：实验室制取二氧化碳的装置选择【回顾迁移】引导学生回顾氧气的制取装置：“实验室制取氧气时，我们根据高锰酸钾（固体，需加热）和过氧化氢溶液与二氧化锰（固体与液体，常温）的反应差异，选择了不同的发生装置。那结合二氧化碳的反应原理（固体与液体，常温），我们该选择什么样的发生装置呢？”【装置对比】展示两种典型的气体发生装置（固固加热型、固液常温型），组织学生分组讨论：“哪种装置更适合制取二氧化碳？为什么？”【学生展示】各小组分享讨论结果，明确选择<加粗>固液常温型发生装置</加粗>的依据：反应物为固体（碳酸钙）和液体（稀盐酸），反应在常温下进行，无需加热，因此无需选择带酒精灯的加热装置。【收集装置探究】提出问题：“二氧化碳的收集装置该如何选择？这需要结合二氧化碳的哪些性质？”引导学生回忆二氧化碳的性质（密度比空气大，能溶于水且与水反应）。【逻辑推导】组织学生分析：“二氧化碳能溶于水且与水反应，因此不能用排水法收集；二氧化碳密度比空气大，因此可以用向上排空气法收集。”【装置组装】展示固液常温型发生装置（试管、长颈漏斗/分液漏斗、带导管的橡胶塞）和向上排空气法收集装置（集气瓶、玻璃片），讲解各仪器的作用，示范装置的组装顺序（从下到上、从左到右），强调长颈漏斗末端应伸入液面以下（形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出）、导管应伸入集气瓶底部（便于排尽集气瓶内的空气，收集纯净的二氧化碳）。（三）探究三：二氧化碳的检验与验满【检验方法探究】提出问题：“如何检验我们收集到的气体就是二氧化碳？”引导学生回忆二氧化碳的特性（能使澄清石灰水变浑浊）。【实验演示】取少量收集到的气体，通入澄清石灰水中，观察石灰水变浑浊的现象，明确<加粗>二氧化碳的检验方法</加粗>：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则证明该气体为二氧化碳。【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？”引导学生结合二氧化碳的密度和性质分析：“二氧化碳密度比空气大，会聚集在集气瓶底部，当集气瓶内充满二氧化碳时，多余的二氧化碳会从集气瓶口逸出。因此，我们可以利用二氧化碳不支持燃烧、不能燃烧的性质，设计验满方法。”【实验示范】将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已收集满。强调验满时木条应放在瓶口，而非伸入瓶内（伸入瓶内会导致气体不纯）。（四）探究四：实验室制取二氧化碳的完整操作流程与注意事项【流程梳理】结合前面的探究，师生共同梳理完整的实验操作流程：检查装置气密性→装入药品（先加固体碳酸钙，后加液体稀盐酸）→组装装置→收集气体→检验与验满→整理实验仪器。【注意事项强调】针对关键操作进行重点讲解：1.检查气密性的方法：关闭止水夹（或用手堵住导管一端），向长颈漏斗中加水，若漏斗内形成稳定的水柱，则说明装置气密性良好；2.药品加入顺序：先加固体，后加液体，防止液体溅出；3.收集时导管伸入集气瓶底部，确保收集到纯净的二氧化碳；4.验满时木条放在瓶口，避免伸入瓶内污染气体。【评价反馈】组织学生分组复述实验操作流程和注意事项，教师针对学生表述中的漏洞进行补充纠正，通过提问“如果装置气密性不好，会导致什么后果？”“为什么不能用排水法收集二氧化碳？”等问题，检验学生对知识的理解程度。六、课堂练习1.实验室制取二氧化碳选择的药品是（）A.碳酸钠和稀盐酸B.碳酸钙和稀硫酸C.碳酸钙和稀盐酸D.碳和氧气2.下列关于实验室制取二氧化碳的装置选择，正确的是（）A.固固加热型发生装置B.固液常温型发生装置C.排水法收集装置D.向下排空气法收集装置3.检验二氧化碳气体的方法是______，验满二氧化碳的方法是______。4.某同学在制取二氧化碳时，发现收集到的气体不纯，请分析可能的原因（至少写出两点）。5.结合实验室制取氧气和二氧化碳的知识，总结选择气体发生装置和收集装置的核心依据。【练习反馈】学生独立完成练习后，小组内交流答案，教师选取典型题目进行讲解，针对学生普遍出错的知识点（如装置选择依据、验满与检验的区别）进行重点强化，同时记录学生的掌握情况，为后续教学调整提供依据。七、课堂总结【知识梳理】引导学生自主梳理本节课的核心知识：1.实验室制取二氧化碳的药品（碳酸钙和稀盐酸）与反应原理（化学方程式）；2.实验装置的选择依据与具体装置（固液常温型发生装置、向上排空气法收集装置）；3.二氧化碳的检验（通入澄清石灰水，石灰水变浑浊）与验满（燃着木条放瓶口，木条熄灭）方法；4.完整的实验操作流程与关键注意事项。【思维提炼】总结气体制取的通用逻辑：明确反应原理→选择合适药品→根据反应物状态和反应条件选发生装置→根据气体性质选收集装置→设计检验与验满方法→规范操作流程，帮助学生形成结构化的知识体系。【情感升华】强调化学实验探究的重要性：“通过本节课的探究，我们不仅掌握了二氧化碳的实验室制取方法，更学会了用科学的思路分析和解决问题。在今后的化学学习中，大家要继续保持探究精神，主动发现和探索化学世界的奥秘。”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、实验结论与反思，重点分析实验过程中遇到的问题及解决方法。2.家庭小探究：查阅资料，了解生活中哪些物质可以产生二氧化碳，尝试设计一个简单的家庭小实验制取少量二氧化碳（注意安全，避免使用危险药品），记录实验过程与现象，并与实验室制取方法进行对比。3.拓展思考：查阅资料，了解实验室制取氢气的反应原理（锌与稀硫酸反应），结合本节课所学知识，设计一套制取氢气的实验装置，说明选择该装置的依据，下节课进行分享交流。4.完成教材对应练习题，核对答案后，针对错题进行反思，整理错题本。九、板书设计6.3二氧化碳的实验室制取（第一课时）一、药品与反应原理药品：碳酸钙（块状）+稀盐酸原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑二、实验装置1.发生装置：固液常温型依据：反应物为固体+液体，常温反应2.收集装置：向上排空气法依据：CO₂密度比空气大，能溶于水且与水反应三、检验与验满1.检验：通入澄清石灰水，石灰水变浑浊2.验满：燃着木条放集气瓶口，木条熄灭四、操作流程检查气密性→装药品→组装装置→收集→检验/验满→整理仪器十、教学反思本节课以“教-学-评”一体化理念为核心，通过情境导入、实验探究、小组讨论等多种教学方式，引导学生自主构建二氧化碳实验室制取的相关知识，较好地落实了预设的教学目标。在教学过程中，注重发挥学生的主体地位，通过对比实验让学生亲身感受药品选择的依据，通过装置对比迁移氧气制取的知识，帮助学生形成气体制取的通用思路，有效提升了学生的科学探究能力和逻辑思维能力。同时，教学过程中也发现一些需要改进的地方：一是部分学生在实验操作中存在细节问题，如长颈漏斗末端未伸入液面以下、导管伸入集气瓶过短等，虽然在课堂上进行了示范和强调，但仍有个别学生掌握不扎实，后续需要加强个别指导；二是在迁移创新环节，部分学生对陌生气体装置选择的思路不够