课题3 二氧化碳的实验室制取教学设计初中化学人教版2024九年级上册-人教版2024

课题3二氧化碳的实验室制取教学设计初中化学人教版2024九年级上册-人教版2024主备人备课成员教学内容分析1.本节课的主要教学内容：二氧化碳的实验室制取原理（大理石或石灰石与稀盐酸反应）、发生装置（固液常温型）的选择与组装、收集方法（向上排空气法，依据密度比空气大且能溶于水）、检验方法（澄清石灰水）及验满方法（燃着的木条放瓶口）。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生已学习氧气的实验室制取（发生装置选择、收集方法、检验等），为二氧化碳制取提供方法基础；已掌握二氧化碳的物理性质（密度、溶解性）和化学性质（与澄清石灰水反应），是确定收集方法和检验方法的依据。核心素养目标二、核心素养目标通过二氧化碳实验室制取的探究，发展宏观辨识与微观探析能力，从反应现象微观解释反应原理；建立实验室制取气体的模型认知，理解发生装置与反应物状态、收集方法与气体性质的关联；提升科学探究与创新意识，能设计并完成装置组装、收集与检验实验；体会实验操作的严谨性，认识二氧化碳在生活生产中的应用，增强社会责任意识。教学难点与重点1.教学重点

二氧化碳制取原理（大理石与稀盐酸反应）：明确反应方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；

发生装置选择：固液常温型装置（如锥形瓶、长颈漏斗、导管）的组装与操作要点；

收集方法：向上排空气法（依据CO₂密度大于空气且能溶于水）；

检验与验满：澄清石灰水检验（变浑浊），燃着的木条验满（熄灭）。

2.教学难点

装置组装顺序：如长颈漏斗末端需浸入液面以下防气体逸出，导管伸入集气瓶底部；

反应物选择：理解为何不用稀硫酸（生成CaSO₄覆盖表面阻止反应）或浓盐酸（挥发性使CO₂不纯）；

操作细节：控制反应速率（分液漏斗活塞调节），验满时木条伸入瓶口而非瓶内。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段1.实验法：学生分组组装固液常温型装置，动手制取并收集二氧化碳，强化操作技能。

2.讨论法：围绕反应物选择（如为何不用稀硫酸）、装置优化等问题展开小组讨论，深化理解。

3.演示法：教师规范演示长颈漏斗浸入液面、导管伸入瓶底等关键操作，明确操作要点。

1.多媒体动画：模拟CO₂微观生成过程，直观展示反应原理。

2.实物投影：实时展示学生装置组装中的典型错误，集体纠偏。

3.微课视频：播放实验室制取CO₂的完整流程，供学生课后复习巩固。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：推送PPT（含二氧化碳制取原理图、固液常温型装置示意图）及微课视频（时长5分钟，演示大理石与稀盐酸反应现象）。

设计预习问题：①实验室制取二氧化碳的反应原理是什么？②对比氧气制取，发生装置有何相同点？③为何不用稀硫酸制取二氧化碳？

监控预习进度：通过在线平台查看学生笔记提交情况，标记共性问题（如“装置组装顺序”疑问多）。

学生活动：

自主阅读资料：标注反应方程式（CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑）、装置名称（锥形瓶、长颈漏斗）。

思考预习问题：记录疑问“稀硫酸为何不行？”并推测可能与反应物性质有关。

提交预习成果：上传装置简笔画及问题清单。

教学方法/手段/资源：自主学习法、在线平台（如钉钉）、预习微课。

作用与目的：提前感知反应原理（重点）和反应物选择难点，为课堂实验操作铺垫。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：播放“二氧化碳灭火器”视频，提问“实验室如何制取灭火用的二氧化碳？”。

讲解知识点：重点分析反应原理（强调“常温”“固液”），演示装置组装（长颈漏斗末端浸入液面，导管伸入集气瓶底部），举例说明“未浸入液面会导致气体逸出”的后果。

组织课堂活动：分组实验（4人/组），制取并收集一瓶二氧化碳，用澄清石灰水检验（重点）、燃着的木条验满（难点：木条放瓶口而非瓶内）。

解答疑问：针对学生实验中“导管伸入瓶底太短导致收集不纯”问题，指导调整导管位置。

学生活动：

听讲并思考：记录“向上排空气法”依据（密度大于空气）。

参与课堂活动：组装装置时注意长颈漏斗末端浸入液面，验满时观察木条熄灭现象。

提问与讨论：提出“为何用向上排空气法而非排水法？”（联系二氧化碳溶于水的性质）。

教学方法/手段/资源：讲授法、实验法、合作学习法、实物投影（展示学生装置）。

作用与目的：通过实验突破装置组装（难点）和检验验满（重点），培养动手操作与问题解决能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：设计一套简易二氧化碳制取装置（用饮料瓶、吸管等材料），说明设计依据。

提供拓展资源：推送“二氧化碳与植物光合作用”科普视频、“工业制取二氧化碳”流程图。

反馈作业情况：批改学生装置设计，指出“未设置气体导出孔”等共性问题，优秀案例班级展示。

学生活动：

完成作业：用饮料瓶、吸管组装装置，标注“长颈漏斗（分液漏斗代替）”“导管”部件。

拓展学习：观看视频，了解二氧化碳在农业中的应用。

反思总结：记录“装置需考虑气密性”“导管伸入集气瓶底部利于空气排出”等改进点。

教学方法/手段/资源：自主学习法、反思总结法、生活化材料（饮料瓶）。

作用与目的：巩固发生装置设计（重点），深化对操作细节（难点）的理解，联系生活实际提升应用能力。教学资源拓展1.拓展资源

（1）工业制法：教材中提及工业制取二氧化碳的方法，可补充高温煅烧石灰石（CaCO₃高温CaO+CO₂↑）的工艺流程，强调高温条件与实验室常温反应的区别，理解工业规模与实验室操作的差异。

（2）实验优化：针对教材中“反应物选择”难点，补充对比实验数据：大理石与稀盐酸反应速率适中，与稀硫酸反应因生成CaSO₄覆盖表面导致反应停止，与浓盐酸反应因挥发性使CO₂混有HCl杂质，强化学生对反应物选择的理性认知。

（3）安全规范：结合教材中“验满操作”，补充CO₂集满后需用玻璃片盖严瓶口并正放，防止气体逸散；强调实验中长颈漏斗末端必须浸入液面以下，避免气体从漏斗逸出导致收集失败，深化操作细节的理解。

（4）应用实例：联系教材“二氧化碳性质”，补充灭火器原理（Na₂CO₃与稀盐酸反应生成CO₂隔绝氧气）、汽水制备（CO₂加压溶解于水）、人工降雨（干冰升华吸热）等实例，体现实验室制取与实际应用的关联性。

2.拓展建议

（1）对比实验：建议学生分组完成三组对比实验：①大理石与稀盐酸、稀硫酸、浓盐酸反应；②固液常温装置与固固加热装置（如高锰酸钾制氧气）制取CO₂的可行性；③向上排空气法与排水法收集CO₂的纯度检验（澄清石灰水变浑浊程度），通过现象差异深化对反应条件、装置选择、收集方法的理解。

（2）家庭小实验：指导学生利用食用碱（Na₂CO₃）与白醋（含乙酸）在家中制取CO₂，用气球收集并检验（倒入澄清石灰水），观察反应速率与实验室差异，理解反应物纯度对实验的影响，同时强调通风安全。

（3）生活观察：鼓励学生观察生活中CO₂的应用场景，如消防演练中干冰灭火、碳酸饮料开盖冒气泡、植物光合作用吸收CO₂等，记录现象并分析其与实验室制取CO₂性质的关联，如“汽水冒气泡”体现CO₂溶解度随压强减小而降低。

（4）误差分析：针对教材中“装置气密性检查”难点，设计拓展问题：若长颈漏斗未浸入液面，对CO₂收集量的影响；若导管伸入集气瓶过短，对收集纯度的影响，引导学生结合气体流动原理分析操作失误的后果。

（5）跨学科联系：结合教材“碳循环”知识，引导学生思考实验室制取CO₂的原料来源（石灰石主要成分为CaCO₃，由海洋生物遗骸形成），理解碳元素在自然界中的循环过程，建立化学与生物、地理学科的关联。教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生实验操作规范性，如长颈漏斗末端是否浸入液面、导管伸入集气瓶底部位置是否正确，记录学生参与讨论的积极性（如对“反应物选择”问题的发言质量），关注学生提问的深度（如能否主动联系二氧化碳性质解释收集方法）。

2.小组讨论成果展示：评价小组对比实验报告（大理石与稀盐酸、稀硫酸反应速率差异）的逻辑性，关注装置改进方案（如用分液漏斗代替长颈漏斗的优点）的合理性和创新性，展示优秀案例并说明其突破难点的思路。

3.随堂测试：包含反应方程式书写（CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑）、发生装置选择（固液常温型）及依据、收集方法（向上排空气法）及理由、检验验满操作等题目，统计正确率，明确“反应物选择”“验满操作”等难点的掌握情况。

4.实验报告评价：检查学生实验报告中对“装置气密性检查”“现象描述”（如澄清石灰水变浑浊）、“误差分析”（如气体收集不纯的原因）的记录完整性，评价其是否体现对重难点的理解。

5.教师评价与反馈：对操作规范、讨论积极的学生给予口头表扬，对装置组装错误（如长颈漏斗末端未浸入液面）的学生单独指导，针对测试中“稀硫酸为何不行”等共性问题，下次课补充演示对比实验，反馈中强调“操作细节决定实验成败”，引导学生反思改进。教学反思这节课下来，学生动手操作时暴露的问题挺典型的。长颈漏斗末端没浸入液面的情况反复出现，导致气体从漏斗逸出，这跟预习时强调的细节没完全落实有关，下次得用实物投影放大演示，让学生更直观看到液封的重要性。实验报告里“为何不用稀硫酸”的答案五花八门，看来工业制法那段拓展资源用对了，但课堂讨论时间还是有点赶，得压缩导入环节，多留点给学生辨析反应物性质。

小组实验时，有组学生用排水法收集二氧化碳，居然说“因为密度比水大”，直接暴露出对物理性质掌握的漏洞，得在检验环节强化“能溶于水”这一关键点，下次加个对比实验：用排水法收集的二氧化碳通入石灰水，观察浑浊程度是否变浅。

作业里“饮料瓶装置设计”的亮点不少，有学生想到用气球缓冲气压，但气密性检查步骤普遍漏写，说明操作规范还没内化。下次课前得加个3分钟气密性检查快问快答，强化“先检查后实验”的意识。

最意外的是学生对“验满时木条放瓶口”的机械记忆，有学生直接把木条插进集气瓶中，看来视频演示时得标注特写镜头，配合口诀“瓶口熄灭才算满”。整体来看，实验操作比理论掌握慢半拍，下节课得把装置组装拆解成“连导管-装药品-查气密”三步慢动作演示，毕竟实验室制气体的基本功不能马虎。板书设计①反应原理

反应物：大理石（或石灰石，主要成分CaCO₃）、稀盐酸

反应条件：常温

化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

②发生装置

装置类型：固液常温型

主要仪器：锥形瓶、长颈漏斗（或分液漏斗）、导管

操作要点：长颈漏斗末端浸入液面以下（形成液封，防止气体逸出）

③收集与检验验满

收集方法：向上排空气法

依据：密度比空气大，能溶于水

检验方法：通入澄清石灰水，变浑浊

验满方法：燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭课后拓展1.拓展内容

（1）**工业制法深度解析**：阅读资料《石灰石煅烧工艺流程》，对比实验室常温反应与工业高温煅烧（CaCO₃高温CaO+CO₂↑）的条件差异，理解规模化生产与实验室操作的原理关联。

（2）**实验优化案例**：观看视频《二氧化碳制取装置改进》，了解启普发生器的工作原理及在实验室制取中的优势，分析其如何解决"反应物接触控制"这一难点。

（3）**生活应用拓展**：阅读《二氧化碳在食品保鲜中的应用》，结合教材"二氧化碳性质"，分析干冰冷藏、气调保鲜的原理，记录其中涉及的物理性质（升华吸热）和化学性质（不助燃）。

2.拓展要求

（1）**基础巩固**：绘制思维导图，梳理实验室制取二氧化碳的完整流程（原理→装置→收集→检验→