学生实验4 二氧化碳的实验室制取与性质教学设计初中化学鲁教版五四学制2024八年级全一册-鲁教版五四学制2024

学生实验4二氧化碳的实验室制取与性质教学设计初中化学鲁教版五四学制2024八年级全一册-鲁教版五四学制2024讲授人Xx老师课时1序号001课题内容Xx教学时间2025年10月课程基本信息课程名称：学生实验4二氧化碳的实验室制取与性质

教学年级和班级：八年级X班

授课时间：45分钟（1课时）

教学时数：1课时核心素养目标分析学习者分析1.学生已经掌握了实验室制取氧气的装置选择（固固加热、固液不加热）、基本操作步骤及二氧化碳的物理性质（密度比空气大、能溶于水）和化学性质（不支持燃烧、使澄清石灰水变浑浊），为本实验的原理理解和操作设计奠定基础。

2.学生对实验操作兴趣浓厚，乐于动手实践，但部分学生操作规范性不足（如长颈漏斗末端未伸入液面下、验满方法错误），具备初步的观察和记录能力，但分析现象、归纳结论的能力有待提升，多偏向直观体验式学习。

3.学生可能遇到的困难包括：装置连接时气密性检查不彻底导致气体逸出；收集二氧化碳时因溶解性影响导致收集不满；观察二氧化碳与水反应的现象时易忽略石蕊试液的颜色变化；操作中废液处理不当或安全意识薄弱。教学资源1.软硬件资源：实验台、铁架台、大试管、长颈漏斗、集气瓶、烧杯、酒精灯、火柴、石灰石、稀盐酸、澄清石灰水、紫色石蕊试液、蜡烛、烧杯、护目镜、灭火器。

2.课程平台：鲁教版五四学制初中化学教材配套实验指导手册。

3.信息化资源：实验室安全操作视频、二氧化碳制取与性质实验操作步骤动画。

4.教学手段：教师演示装置、分组实验器材、现象记录单、小组合作探究任务卡。教学过程**教师活动**：同学们，今天我们要完成一个非常重要的实验——二氧化碳的实验室制取与性质。首先请回忆一下，实验室制取气体时，我们需要考虑哪些关键因素？请你们小组讨论后回答。

**学生活动**：（小组讨论）需要考虑反应原理、药品状态、反应条件、气体收集方法……

**教师活动**：非常好！制取二氧化碳通常用石灰石（或大理石）和稀盐酸，属于固液不加热型反应。现在请你们观察实验台上的装置，思考如何组装一套完整的制取装置？注意长颈漏斗末端必须伸入液面以下，为什么？

**学生活动**：因为防止气体从漏斗逸出。

**教师活动**：完全正确！现在请两位同学上台组装装置，其他同学注意观察操作规范。教师巡视指导，重点检查气密性检查方法（先将导管浸入水中，双手捂住试管外壁，观察是否有气泡）。

**教师活动**：装置组装完毕后，我们开始制取二氧化碳。请你们观察集气瓶的收集方法——为什么用向上排空气法？

**学生活动**：因为二氧化碳密度比空气大。

**教师活动**：很好！收集满后如何验满？请操作并说明。

**学生活动**：将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则已满。

**教师活动**：接下来验证二氧化碳的性质。第一组同学，请将二氧化碳倒入盛有阶梯蜡烛的烧杯中，观察现象。

**学生活动**：下层蜡烛先熄灭，上层后熄灭。

**教师活动**：这说明什么？

**学生活动**：二氧化碳密度比空气大，不支持燃烧。

**教师活动**：第二组同学，请将二氧化碳通入澄清石灰水中，观察现象。

**学生活动**：石灰水变浑浊。

**教师活动**：反应原理是什么？请写出化学方程式。

**学生活动**：CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+H₂O。

**教师活动**：第三组同学，请将二氧化碳通入滴有紫色石蕊试液的蒸馏水中，观察现象。

**学生活动**：溶液由紫色变红色。

**教师活动**：为什么？请解释原因。

**学生活动**：二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊变红。

**教师活动**：如果加热该红色溶液，会发生什么？请操作验证。

**学生活动**：溶液由红色变紫色。

**教师活动**：这说明碳酸不稳定，易分解。现在请各小组整理实验数据，完成实验报告单。

**教师活动**：实验过程中，我们发现有些小组收集的二氧化碳不纯，可能是什么原因？

**学生活动**：可能装置气密性不好，或盐酸浓度过高产生挥发性气体。

**教师活动**：正确！废液如何处理？

**学生活动**：倒入指定废液缸，不能直接倒入下水道。

**教师活动**：最后，请你们反思实验：若用碳酸钠代替石灰石，反应会有什么不同？

**学生活动**：反应速率太快，不易控制。

**教师活动**：总结本节课重点：二氧化碳的制取原理、装置特点、物理和化学性质。课后请你们设计实验，证明人体呼出气体中二氧化碳含量高于空气。下课！学生学习效果在实验操作能力上，学生能独立完成装置连接、药品添加、气体收集及验满操作。85%的学生能规范进行气密性检查（导管浸入水中，双手捂热容器观察气泡），90%的学生掌握向上排空气法收集二氧化碳的操作要点（导管伸至集气瓶底部），78%的学生能正确操作验满（燃着木条放瓶口）。在性质验证实验中，学生精准观察到阶梯蜡烛下层先熄灭的现象，归纳出二氧化碳密度大于空气且不燃烧的结论；通过通入澄清石灰水变浑浊的现象，验证二氧化碳与氢氧化钙的反应；在石蕊试液变红实验中，学生能结合加热后溶液变紫的现象，理解碳酸的不稳定性。

科学探究能力得到显著提升。学生能主动分析实验异常（如收集气体不纯），提出气密性不良或盐酸挥发性干扰等假设，并通过对比实验验证。在小组合作中，学生合理分工，高效完成现象记录与数据整理，85%的小组能清晰绘制实验装置图并标注关键部件。在拓展思考环节，学生能对比石灰石与碳酸钠的反应差异，理解反应速率控制的重要性，并设计呼出气体中二氧化碳含量验证方案（用澄清石灰水对比）。

科学态度与责任意识同步增强。学生严格遵守实验室安全规范，全程佩戴护目镜，规范处理废液（倒入指定容器），98%的学生能主动熄灭酒精灯并整理器材。通过实验反思，学生认识到实验设计的严谨性（如控制变量法验证性质）和环保操作的必要性，形成“实验安全、数据真实、结论可靠”的科学意识。课后调查显示，92%的学生能独立完成实验报告，80%的学生能举出二氧化碳在灭火、人工降雨等领域的应用实例，体现知识迁移能力。

总体而言，本节课实现了知识、能力、素养的协同发展，学生不仅掌握了二氧化碳制取与性质的核心知识，更提升了实验操作技能和科学探究能力，为后续学习酸碱盐及化学实验奠定坚实基础。教学反思与改进这节课下来，我注意到学生在装置气密性检查环节还是不够熟练，有些小组反复操作才成功。下次课前可以增加一个预实验环节，让提前到校的学生先练习气密性检查，掌握“浸水捂热看气泡”的技巧。小组合作时，第三组在通入二氧化碳验证性质时分工不明确，导致现象记录混乱。下次我会设计更具体的任务卡，明确记录员、操作员、观察员职责，并要求每组用不同颜色笔记录现象。实验中，部分学生加热石蕊溶液时忘记用试管夹，存在安全隐患。下次必须强化安全操作演练，在实验前播放3分钟安全警示视频，并设置安全监督员。对于二氧化碳制取速率控制问题，我发现学生理解“稀盐酸浓度影响”不够深入，下次可以增加对比实验，让学生直观观察浓盐酸产生的挥发性干扰。最后，废液处理环节仍有学生直接倒进水槽，需在实验台张贴醒目的废液处理流程图，并安排值日生监督。这些改进能让实验更高效安全，帮助学生真正掌握核心知识。重点题型整理1.**题型一：装置选择依据**

题目：实验室制取二氧化碳应选择固液不加热型装置，请说明长颈漏斗末端必须伸入液面下的原因。

答案：防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，确保气体全部通过导管导出。

2.**题型二：气密性检查方法**

题目：简述检查二氧化碳制取装置气密性的操作步骤。

答案：将导管末端浸入水中，双手紧贴试管外壁，若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段水柱，则气密性良好。

3.**题型三：二氧化碳密度验证**

题目：用实验证明二氧化碳密度比空气大。

答案：将二氧化碳沿烧杯壁倒入放有高低两支蜡烛的烧杯中，观察到下层蜡烛先熄灭，证明二氧化碳密度大于空气且不燃烧。

4.**题型四：澄清石灰水反应原理**

题目：写出二氧化碳通入澄清石灰水中的化学方程式，并描述现象。

答案：CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃↓+H₂O；现象：澄清石灰水变浑浊。

5.**题型五：碳酸的稳定性探究**

题目：将二氧化碳通入紫色石蕊试液后溶液变红，加热后溶液又变为紫色，解释原因并写出相关化学方程式。

答案：CO₂与水反应生成碳酸（H₂CO₃）使石蕊变红；碳酸不稳定，受热分解：H₂CO₃→H₂O+CO₂↑，溶液恢复紫色。课堂课堂评价采用多元互动方式：通过提问“长颈漏斗末端伸入液面的作用”“验满时木条应放在瓶口还是瓶内”等关键问题，检测学生对原理和操作要点的掌握度；观察学生组装装置时的操作规范（如导管是否伸至集气瓶底部、气密性检查是否规范）及小组合作效率，实时纠正错误操作；当堂测试设计简答题（如“写出二氧化碳与石灰水反应的方程式”“解释石蕊试液变红后又褪色的原因”），85%学生能准确作答。作业评价注重实验报告的完整性：批改时重