5.3 二氧化碳的性质和制法教学设计初中化学科粤版2012九年级上册-科粤版2012

5.3二氧化碳的性质和制法教学设计初中化学科粤版2012九年级上册-科粤版2012授课专业和授课专业和年级授课章节题目授课时间教学内容分析1.本节课主要教学内容：二氧化碳的物理性质（无色、无味气体，密度比空气大，能溶于水）、化学性质（不支持燃烧、不能供给呼吸、与水反应生成碳酸、与石灰水反应生成碳酸钙沉淀）及实验室制法（药品：大理石与稀盐酸；原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；装置：固液常温型；收集：向上排空气法）。

2.教学内容与学生已有知识的联系：学生已学过氧气的性质与制法，掌握研究物质性质的基本方法；了解碳单质的化学性质，知道二氧化碳是碳的氧化物；学过酸与碳酸盐反应，理解实验室制二氧化碳的药品选择，为后续学习酸碱盐奠定基础。核心素养目标分析二、核心素养目标分析通过探究二氧化碳的性质与制法，形成“物质的组成结构决定性质，性质决定用途”的科学观念；通过分析反应现象与本质，发展逻辑推理与证据推理的科学思维；通过实验室制取实验，提升实验操作与方案设计能力；联系二氧化碳在环境中的作用，树立环保与社会责任意识。学习者分析三、学习者分析学生已掌握氧气的性质与制法，理解研究物质性质的基本方法；学过碳单质的化学性质，知道二氧化碳是碳的氧化物；掌握酸与碳酸盐反应的规律，为实验室制二氧化碳奠定基础。九年级学生对实验探究兴趣浓厚，喜欢动手操作，直观思维较强，但抽象逻辑推理能力仍在发展中，对性质与用途的内在联系理解需引导。部分学生可能难以通过实验现象推断二氧化碳的密度、溶解性等物理性质，对“与水反应生成碳酸”“使石灰水变浑浊”等化学性质的微观本质理解存在困难，实验室制法中装置选择（如长颈漏斗的使用）、气体验满方法等操作细节易混淆。教学资源准备四、教学资源准备教材：每位学生备有粤版2012九年级上册化学教材，确保5.3节内容完整。辅助材料：准备二氧化碳灭火、汽水冒泡等图片，蜡烛熄灭、石灰水变浑浊实验视频，性质与用途关系图表。实验器材：分组配备大理石、稀盐酸、锥形瓶、长颈漏斗、集气瓶、导管、蜡烛、石灰水、石蕊试纸等，检查器材完好性和安全性。教室布置：实验桌分组摆放，每组一套实验器材，预留操作和讨论空间。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：发布预习任务，推送粤版教材5.3节核心内容PPT（含二氧化碳物理性质表格、实验室制法装置图），明确预习目标：掌握二氧化碳的物理性质、实验室制法药品及原理。设计预习问题：“二氧化碳不支持燃烧，能否用其灭火？为什么？”“实验室制二氧化碳为何不用浓盐酸或硫酸？”监控学生预习进度，通过班级群收集学生疑问（如“为何用向上排空气法收集？”）。

学生活动：自主阅读教材和PPT，记录二氧化碳的颜色、状态、密度、溶解性等物理性质；思考问题，标注疑问（如“大理石与稀盐酸反应的生成物是什么？”）；提交预习笔记至班级群。

教学方法/手段/资源：自主学习法、信息技术手段（班级群、PPT）。

作用与目的：提前感知二氧化碳性质与制法基础，为课堂实验探究铺垫，培养独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：导入新课，播放“二氧化碳灭火器灭火”“汽水冒泡”视频，引出课题。讲解知识点：结合实验演示二氧化碳物理性质（向充满CO2的矿泉水瓶加水，瓶子变瘪，证明能溶于水）；化学性质（蜡烛熄灭实验证明不支持燃烧、不能燃烧；向石灰水吹气变浑浊，说明与Ca(OH)₂反应生成CaCO₃；石蕊试纸变红后加热变回紫色，说明与水反应生成碳酸不稳定）。组织小组活动：分组制取二氧化碳，观察反应现象，讨论“长颈漏斗末端为何伸入液面以下”“如何验满？”。解答疑问，强调装置选择依据（固液常温型）。

学生活动：观看视频，思考二氧化碳的用途；听讲并记录实验现象，参与小组实验（组装装置、收集气体、验满）；讨论问题，提出疑问（如“为何不用排水法收集？”）。

教学方法/手段/资源：讲授法、实践活动法（实验）、合作学习法（小组讨论）。

作用与目的：通过实验突破“二氧化碳化学性质微观本质”（如碳酸的生成与分解）、“实验室制法装置选择”等重难点，培养动手操作与逻辑推理能力。

3.课后拓展应用

教师活动：布置作业：设计实验方案验证“二氧化碳密度比空气大”，解释“干冰人工降雨”的原理。提供拓展资源：链接“温室效应与二氧化碳”科普视频、“工业制二氧化碳”资料。批改作业，标注共性问题（如实验方案未设置对照组），反馈指导。

学生活动：完成实验方案设计，查阅资料解释干冰用途；观看拓展视频，反思课堂实验中的不足（如“验满时带火星木条应放在集气瓶口”）。

教学方法/手段/资源：自主学习法、反思总结法。

作用与目的：巩固二氧化碳性质与用途的联系，拓展科学视野，通过反思提升实验设计严谨性。教学资源拓展1.拓展资源

（1）生活中的二氧化碳应用：结合教材中二氧化碳的物理性质（能溶于水、密度比空气大）和化学性质（不支持燃烧、与水反应），生活中的碳酸饮料（如汽水）中溶解有二氧化碳，打开瓶盖后压强减小，二氧化碳溶解度降低，气泡冒出；二氧化碳灭火器利用其密度比空气大（覆盖可燃物）和支持燃烧（隔绝氧气）的性质灭火；干冰（固态二氧化碳）升华吸热，用于人工降雨和舞台烟雾效果，体现物理性质中的“状态变化”和“吸热”。

（2）自然界中的碳循环：教材提到二氧化碳与水反应生成碳酸，与石灰水反应生成碳酸钙沉淀，自然界中碳循环涉及二氧化碳的产生（动植物呼吸、燃料燃烧、微生物分解作用）和消耗（植物光合作用、溶解于水、形成碳酸盐沉积）。例如，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，生成葡萄糖和氧气；动植物呼吸消耗氧气，产生二氧化碳；二氧化碳溶解于水形成碳酸，与岩石中的碳酸钙反应生成可溶性碳酸氢钙，长期沉积形成石灰岩，呼应教材中“二氧化碳与石灰水反应”的化学性质。

（3）二氧化碳的工业制法：教材实验室制法用大理石（主要成分CaCO₃）和稀盐酸，工业上则通过煅烧石灰石（CaCO₃高温CaO+CO₂↑）制取大量二氧化碳，对比实验室和工业制法，理解不同方法的适用场景（实验室需要少量气体，反应速率适中；工业需要大量气体，高温条件，原料易得）。

（4）二氧化碳与环境保护：教材中二氧化碳不支持燃烧，但过多会导致温室效应。温室效应原理是二氧化碳能吸收地面反射的红外线，使地球温度升高；减少二氧化碳排放的措施包括开发清洁能源（太阳能、风能）、植树造林（光合作用吸收二氧化碳）、减少化石燃料使用，联系教材中二氧化碳的来源和性质，理解环境保护的重要性。

（5）实验拓展与改进：教材实验室制取二氧化碳用固液常温型装置，可拓展用分液漏斗控制液体滴加速率（控制反应速率）；验满时用燃着的木条放在集气瓶口（熄灭则已满），联系“不支持燃烧”的性质；探究二氧化碳能否燃烧，用燃烧的镁条伸入二氧化碳中，观察到镁条继续燃烧（生成氧化镁和碳），深化对“不支持一般可燃物燃烧”的理解；验证二氧化碳与水反应，用干燥的石蕊试纸和湿润的石蕊试纸分别放入二氧化碳中，湿润试纸变红，干燥试纸不变，结合教材“与水反应生成碳酸”的结论。

2.拓展建议

（1）生活观察与记录：观察家中的碳酸饮料（如可乐、雪碧），摇晃前后气泡的变化，记录现象并分析原因（联系“能溶于水”和“压强对溶解度的影响”）；观察灭火器的使用说明，思考其利用了二氧化碳的哪些性质（密度比空气大、不支持燃烧、不燃烧）；关注天气预报中“人工降雨”的新闻，了解干冰的作用（升华吸热，使水蒸气液化）。

（2）家庭小实验设计与操作：用食醋（含醋酸）和小苏打（NaHCO₃）制取二氧化碳，对比教材中大理石和稀盐酸的反应，观察反应速率（小苏打反应更快，因碳酸氢酸比碳酸钙更易与酸反应）；收集一瓶二氧化碳，沿烧杯壁倒入，观察蜡烛火焰的变化（下层先熄灭，证明密度比空气大）；将气体通入盛有澄清石灰水的试管中，观察变浑浊（证明与石灰水反应）；将气体通入装有水的试管，滴加石蕊试液，变红后加热，观察颜色变化（变回紫色，证明碳酸不稳定）。

（3）阅读拓展：阅读《化学与生活》中“碳的循环”章节，了解二氧化碳在自然界中的流动过程；阅读《趣味化学实验》中“二氧化碳的奇妙实验”，如“吹气球实验”（二氧化碳溶于水导致气球膨胀）、“隔空灭火实验”（二氧化碳密度大，倾倒使蜡烛熄灭），加深对二氧化碳性质的理解。

（4）社会议题关注与思考：关注“碳达峰”“碳中和”政策，了解我国承诺2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标，思考如何从身边小事做起（如节约用电、绿色出行、减少使用一次性用品），减少二氧化碳排放；讨论“温室效应的利与弊”，结合教材中二氧化碳的性质，辩证看待其在环境中的作用（少量温室效应维持气温，过量导致气候变暖）。

（5）知识梳理与整合：绘制二氧化碳性质与用途的思维导图，中心为“二氧化碳”，分支包括物理性质（颜色、状态、气味、密度、溶解性）、化学性质（不支持燃烧、不能供给呼吸、与水反应、与石灰水反应）、制法（实验室：药品、原理、装置、收集；工业：煅烧石灰石）、用途（灭火、制冷、人工降雨、碳酸饮料）、环境影响（温室效应、碳中和），用箭头连接性质与用途（如密度比空气大、不支持燃烧→灭火；能溶于水→汽水），形成完整的知识网络，巩固教材内容。教学反思这节课通过实验探究二氧化碳的性质和制法，整体效果不错。学生对“蜡烛熄灭”“石灰水变浑浊”这些现象很感兴趣，但部分孩子对“碳酸分解”的微观过程理解不透，下次可以增加动画演示。实验室制取环节，有两组学生忘记检查气密性，导致收集气体失败，看来装置操作细节还得强化。课堂讨论“温室效应”时，孩子们能联系教材中二氧化碳的性质，但“碳中和”概念理解较浅，需要补充更多生活实例。最意外的是学生提出“镁条能在二氧化碳中燃烧”的问题，虽然超纲，但激发了探究热情，说明课堂生成性资源值得挖掘。课后作业中，设计实验验证密度比空气大的方案普遍不严谨，对照组设置不足，下节课要重点讲实验设计逻辑。整体来看，性质实验直观有效，但微观解释和环保意识的深度还需加强。课堂小结，当堂检测课堂小结：本节课系统学习了二氧化碳的物理性质（无色无味气体，密度比空气大，能溶于水）、化学性质（不支持燃烧、不能供给呼吸、与水反应生成碳酸、使澄清石灰水变浑浊）及实验室制法（大理石与稀盐酸反应，固液常温型装置，向上排空气法收集）。通过实验探究，理解了性质与用途的内在联系，如密度大用于灭火，能与石灰水反应用于检验二氧化碳。

当堂检测：

1.下列关于二氧化碳性质的描述，错误的是（）

A.无色无味的气体B.能燃烧C.能溶于水D.密度比空气大

2.实验室制取二氧化碳的药品是（）

A.石灰石和稀硫酸B.碳酸钠和稀盐酸C.大理石和稀盐酸D.木炭和氧气

3.检验某气体是否为二氧化碳，常用（）

A.带火星的木条B.澄清石灰水C.燃着的木条D.紫色石蕊试液

4.实验室制取二氧化碳时，长颈漏斗末端应伸入液面以下，目的是（）

A.防止气体逸出B.控制反应速率C.方便添加液体D.增加反应物接触

5.解释下列现象：

（1）打开汽水瓶盖，有大量气泡冒出。

（2）向澄清石灰水中吹气，石灰水变浑浊。

答案：1.B2.C3.B4.A5.（1）压强减小，二氧化碳溶解度降低，逸出气泡。（2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀。板书设计①二氧化碳的物理性质

无色无味气体密度比空气大能溶于水（1体积水溶解1体积CO₂）

②二氧化碳的化学性质

不支持燃烧（蜡烛熄灭实验）不能供给呼吸（灯火实验）与水反应生成碳酸（CO₂+H₂O=H₂CO₃，碳酸不稳定分解）使澄清石灰水变浑浊（CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O）

③实验室制取二氧化碳

药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑装置：固液常温型（锥形瓶、长颈漏斗、导管）收集：向上排空气法（密度比空气大）验满：燃着的木条放在集气瓶口，熄灭则已满课后作业1.解释现象题：夏天从冰箱取出的汽水瓶外壁常有一层水珠，打开瓶盖后会有大量气泡冒出，请用所学知识解释。

答案：汽水溶解了二氧化碳，低温下溶解度大；取出后温度升高，溶解度减小，二氧化碳逸出；瓶盖打开后压强减小，溶解度进一步降低，气泡冒出。

2.实验操作题：实验室制取二氧化碳时，长颈漏斗末端为何要伸入液面以下？若不伸入会有什么后果？

答案：防止生成的二氧化碳从长颈漏斗逸出；若不伸入，气体从漏斗口逸出，导致收集不到气体。

3.性质验证题：设计一个简单实验，证明二氧化碳能与水反应生成碳酸。