九年级化学上册《第六单元 实验活动2 二氧化碳的实验室制取与性质》教学设计 新人教版

九年级化学上册《第六单元实验活动2二氧化碳的实验室制取与性质》教学设计新人教版一、引言本实验活动是九年级化学上册第六单元的重要组成部分，旨在引导学生通过亲身实践，掌握二氧化碳的实验室制取方法，并深入探究其主要性质。这不仅是对前面所学碳和碳的氧化物相关知识的巩固与应用，更是培养学生实验操作技能、观察分析能力、科学探究精神以及合作交流意识的关键环节。通过实验，学生将体验从理论到实践的转化过程，感受化学实验的魅力，进一步理解化学与生活的密切联系。二、实验活动目标（一）知识与技能1.学生应能理解实验室制取二氧化碳的反应原理，初步学会选择合适的发生装置和收集装置。2.掌握实验室制取二氧化碳的基本操作，包括装置的组装、气密性检查、药品的取用、气体的收集与验满等。3.通过实验探究，进一步认识二氧化碳的物理性质（如密度、溶解性）和化学性质（如不燃烧也不支持燃烧、与水反应、与澄清石灰水反应等）。4.学会观察和描述实验现象，并能对现象进行初步分析，得出结论。（二）过程与方法1.体验科学探究的一般过程，包括提出问题、设计方案、动手实验、观察记录、分析归纳等。2.在探究活动中，学习运用控制变量等科学方法。3.通过小组合作完成实验，培养学生的团队协作能力和沟通表达能力。（三）情感态度与价值观1.通过实验成功的体验，增强学生学习化学的兴趣和自信心。2.培养学生严谨的科学态度、规范的实验操作习惯和安全意识。3.感受化学实验在化学学习和科学研究中的重要作用，初步形成实事求是的科学精神。4.认识到二氧化碳在生产生活中的广泛应用及其对环境的影响，树立绿色化学观念。三、实验活动重难点（一）重点1.实验室制取二氧化碳的反应原理、装置选择及操作步骤。2.二氧化碳的主要性质（密度比空气大、不支持燃烧、能与水反应、能使澄清石灰水变浑浊）的探究与验证。（二）难点1.实验室制取气体装置的选择依据（反应物状态、反应条件、气体密度及溶解性）的理解与应用。2.二氧化碳与水反应及与澄清石灰水反应的化学方程式书写与理解。3.实验现象的准确观察、记录与科学分析。四、实验用品准备（一）实验药品大理石（或石灰石）、稀盐酸（注意浓度适宜）、蒸馏水、紫色石蕊试液、澄清石灰水。（二）实验仪器与材料试管（若干）、试管架、单孔橡皮塞（带导管）、双孔橡皮塞（带分液漏斗或长颈漏斗和导管）、锥形瓶（或广口瓶）、集气瓶、玻璃片、水槽、酒精灯（备用，本实验一般不用加热，但可用于对比或其他辅助）、火柴、小木条、镊子、药匙、纸槽、烧杯（若干，用于性质实验）、胶头滴管、废液缸、抹布。五、实验活动过程（一）创设情境，导入新课（教师活动）：同学们，我们之前学习了碳的氧化物，知道二氧化碳是一种与我们生活密切相关的气体。谁能说说生活中哪些地方能接触到二氧化碳？它有什么性质呢？（引导学生回忆，如呼出的气体、灭火器、碳酸饮料等）（学生活动）：思考并回答问题。（教师活动）：非常好。那么，在实验室中，我们如何制取纯净的二氧化碳气体来深入研究它的性质呢？今天，我们就一起来动手实验，共同探究二氧化碳的实验室制取方法及其奇妙的性质。（板书：实验活动2二氧化碳的实验室制取与性质）（二）合作探究，动手实践1.探究二氧化碳的实验室制取（教师活动）：我们已经学过氧气的实验室制取方法，回忆一下，确定气体的制取装置需要考虑哪些因素？（学生活动）：思考并回答（反应物的状态、反应条件、气体的密度、气体的溶解性等）。（教师活动）：非常好。实验室制取二氧化碳，通常选用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应。请大家写出这个反应的化学方程式。（巡视指导，强调化学式书写和配平）（学生活动）：书写化学方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑（教师活动）：分析这个反应：反应物大理石是固体，稀盐酸是液体，反应不需要加热。生成的二氧化碳气体，我们之前了解到它的密度比空气大，且能溶于水并与水反应。基于这些信息，我们应该选择什么样的发生装置和收集装置呢？（学生活动）：分组讨论，结合提供的仪器，设计并选择合适的发生装置（固液不加热型，如试管配单孔塞带导管，或锥形瓶配长颈漏斗/分液漏斗和导管）和收集装置（向上排空气法，因为其密度比空气大且能溶于水）。（教师活动）：组织学生展示讨论结果，点评并确定一套或几套典型装置进行实验。重点强调装置的气密性检查方法。（演示或指导学生操作）：装置气密性检查。将导管的一端浸入水中，用手紧握试管（或锥形瓶）外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段稳定的水柱，则气密性良好。（学生活动）：分组进行装置的组装和气密性检查。教师巡视，及时纠正不规范操作。（教师活动）：装置气密性良好后，如何加入药品呢？（引导学生思考固体和液体药品的加入顺序和方法）（学生活动）：讨论得出：先加固体药品（大理石），后加液体药品（稀盐酸）。（教师活动）：指导学生用药匙或镊子取适量大理石于试管（或锥形瓶）中，再通过长颈漏斗（或分液漏斗）加入适量稀盐酸。注意，长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出。（学生活动）：按照规范操作加入药品，观察反应现象（有气泡产生）。（教师活动）：当反应平稳进行后，如何收集二氧化碳气体？（引导学生回忆向上排空气法的操作要点）（学生活动）：将导管伸入集气瓶底部，用向上排空气法收集。（教师活动）：如何验满？（引导学生思考二氧化碳的性质——不支持燃烧）（学生活动）：将燃着的小木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明已收集满。（学生活动）：分组进行二氧化碳的制取和收集，教师巡视指导，及时处理学生操作中出现的问题（如气泡产生速率过慢或过快、装置漏气、验满方法不正确等）。收集满后，用玻璃片盖住集气瓶口，正放在桌面上。2.探究二氧化碳的性质（教师活动）：我们已经成功制取了二氧化碳气体，接下来我们通过几个实验来探究它的性质。实验一：二氧化碳的密度与“灭火”实验（教师活动）：展示一瓶收集好的二氧化碳气体。大家观察，二氧化碳是一种什么样的气体？（引导学生观察颜色、状态、气味——可提示闻气味的正确方法）（学生活动）：观察并描述：无色、无味的气体。（教师活动）：我们知道二氧化碳的密度比空气大，如何通过一个简单的实验来证明呢？（引导学生思考“倾倒”的方法）（演示实验或学生分组实验）：在烧杯中放入两支高低不同的燃着的蜡烛。将集气瓶中的二氧化碳气体沿烧杯内壁缓慢倒入。观察现象。（学生活动）：观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。（教师活动）：这个现象说明了什么？（学生活动）：讨论得出：二氧化碳密度比空气大；二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。（教师活动）：正是利用二氧化碳的这些性质，它常被用作灭火剂。实验二：二氧化碳的溶解性实验（教师活动）：二氧化碳能溶于水吗？我们来做个实验。（取一个充满二氧化碳的软塑料瓶，向其中倒入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。）大家观察塑料瓶有什么变化？（学生活动）：观察到塑料瓶变瘪了。（教师活动）：这是为什么呢？（学生活动）：讨论得出：二氧化碳溶于水，使瓶内气体减少，压强变小，大气压将塑料瓶压瘪。（教师活动）：很好，这证明了二氧化碳能溶于水。实验三：二氧化碳与水的反应（教师活动）：二氧化碳溶于水后，仅仅是溶解吗？有没有发生化学反应呢？我们用紫色石蕊试液来检验一下。（取少量实验二中塑料瓶内的“水”（或直接向盛有二氧化碳的试管中加入少量水，振荡后），滴入几滴紫色石蕊试液，观察颜色变化。）（学生活动）：观察到紫色石蕊试液变红。（教师活动）：是什么物质使石蕊试液变红了呢？是水？还是二氧化碳？或者是它们反应生成的新物质？（引导学生设计对比实验）（学生活动）：思考并提出方案：分别将水、干燥的二氧化碳气体与紫色石蕊试纸接触，观察现象。（教师活动）：肯定学生的思路，并指导学生进行对比实验：1.取干燥的紫色石蕊试纸，滴加几滴水，观察现象（不变色）。2.将干燥的紫色石蕊试纸放入盛有干燥二氧化碳的集气瓶中，观察现象（不变色）。3.将实验二中变红的石蕊试液加热，观察现象（红色褪去，变回紫色）。（学生活动）：观察并记录现象，分析得出结论：二氧化碳与水反应生成了一种酸性物质（碳酸，H₂CO₃），是碳酸使石蕊试液变红。碳酸不稳定，受热易分解生成二氧化碳和水。（教师活动）：引导学生写出相关化学方程式：CO₂+H₂O=H₂CO₃；H₂CO₃=H₂O+CO₂↑（条件：加热）实验四：二氧化碳与澄清石灰水的反应（教师活动）：这是我们检验二氧化碳最常用的方法。向盛有少量澄清石灰水的试管中通入二氧化碳气体，观察现象。（学生活动）：观察到澄清石灰水变浑浊。（教师活动）：这个反应的原理是什么呢？（引导学生书写化学方程式）（学生活动）：尝试书写：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（教师强调碳酸钙是难溶于水的白色沉淀）。（教师活动）：这个反应非常重要，常用于二氧化碳的检验。（三）交流讨论，归纳总结（教师活动）：通过今天的实验，我们成功制取了二氧化碳，并探究了它的一些性质。现在，请各小组讨论，总结一下本实验的主要收获和注意事项。（学生活动）：小组讨论，推选代表发言，分享实验心得、遇到的问题及解决方法、对二氧化碳制取和性质的认识。（教师活动）：对学生的发言进行点评和补充，帮助学生梳理知识脉络，形成系统认识。强调实验安全和规范操作的重要性，以及实验现象的准确观察和记录对得出正确结论的意义。六、板书设计（板书应简洁明了，突出重点，体现实验流程和核心知识）实验活动2二氧化碳的实验室制取与性质一、二氧化碳的实验室制取1.反应原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑2.装置选择：*发生装置：固液不加热型（如：试管/锥形瓶+长颈漏斗/分液漏斗）*收集装置：向上排空气法（密度比空气大，能溶于水）3.操作步骤：检（气密性）→装（药品）→收（集气体）→验（满）4.验满方法：燃着的木条放瓶口，木条熄灭则满。二、二氧化碳的性质1.物理性质：无色、无味气体，密度比空气大，能溶于水。2.化学性质：*不燃烧，也不支持燃烧。*与水反应：CO₂+H₂O=H₂CO₃（碳酸使紫色石蕊变红）H₂CO₃=H₂O+CO₂↑（碳酸不稳定，加热易分解）*与澄清石灰水反应：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（用于检验CO₂）七、实验活动反思与评价建议（一）实验活动反思1.成功之处：本教学设计通过问题驱动和小组合作，引导学生主动参与实验探究过程，较好地实现了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标。学生在亲自动手中体验了科学探究的乐趣，加深了对知识的理解。2.待改进之处：*学生在装置组装和气密性检查环节可能仍有不熟练之处，未来可增加课前预习或微课指导。*部分学生对实验现象的描述和分析不够精准，需要加强引导和示范。*课堂时间的掌控需要灵活，确保每个小组都有充分的操作和讨论时间。（二）评价建议1.过程性评价：关注学生在