资源简介

课题3 二氧化碳和一氧化碳
一、教材分析
由碳元素组成的氧化物主要有二氧化碳和一氧化碳，它们不仅与学生的日常生活密切相关，而且是初中化学元素化合物知识中非常重要的一部分，初中化学的许多反应都与碳的氧化物有关。因此，通过学习本课内容，为学生后续阶段化学的学习打下基础。关于二氧化碳，教材首先通过实验介绍了它的性质，然后联系生产、生活实际，介绍了二氧化碳的用途，另外，本课通过了解温室效应的危害，传播“低碳”理念，倡导“低碳”生活，这对学生进行情感态度价值观教育方面，也有着不可替代的作用。关于一氧化碳，教材主要介绍了它的可燃性、毒性和还原性。
二、学情分析
二氧化碳是初中化学中继氧气之后的又一种重要气体。该气体与日常生活联系非常紧密，学生在前期的学习中就有所接触，但对二氧化碳的性质和用途未必有科学的认识。例如怎样认识二氧化碳的“功”与“过”？另外，学生科学探究意识较为缺乏，看问题多停留于表面，缺乏深思的习惯。例如，当看到二氧化碳通入石蕊溶液中，石蕊溶液变红，他们就会得出二氧化碳能使石蕊溶液变红的错误结论。还有，CO2与CO都会致人死亡，但其原因是不同的，学生对CO2不能供给呼吸的性质和CO的毒性易混淆。
三、课时安排
本课程共分为二课时：课时1 二氧化碳
课时2 一氧化碳
课时1 二氧化碳
一、教学目标
1.通过实验探究了解二氧化碳的物理性质和化学性质。
2.能结合实例说明二氧化碳的主要性质和用途，再次体会物质性质和用途之间的关系。
3.学习用对比的方法设计实验，研究物质的性质。
4.发展用辩证的眼光看待二氧化碳。
二、教学重难点：
重点：二氧化碳的主要性质和用途。
难点：二氧化碳与水、石灰水的反应。
三、教学过程
【课件展示】关联词：碳循环、合成淀粉、呼吸作用、碳中和、汽水、温室效应、灭火、光合作用、碳达峰、低碳生活、气体肥料。
【思考】以上词汇与哪种物质有共同关联？
【总结】二氧化碳。
【过渡】那么这些词汇与二氧化碳有哪些关联呢？本节课我们就通过这些词汇来学习二氧化碳的性质和用途。
【课件展示】关联词：呼吸作用和光合作用。
【提问】说到呼吸作用和光合作用，分别与二氧化碳有什么关系呢？
【总结】地球上生命的持续需要进行光合作用和呼吸作用，光合作用的原料是二氧化碳，而呼吸作用又产生二氧化碳，所以说二氧化碳是地球生命活动的基石。
【课件展示】关联词：气体肥料、灭火、汽水。
【图片展示】蔬菜大棚中的CO2发生器、CO2灭火器、CO2制汽水
【讲解】二氧化碳在人类的生产、生活中有非常广泛的用途，如图片所示，二氧化碳可以给蔬菜大棚中的蔬菜作气体肥料，二氧化碳可用于灭火，冰爽美味的汽水的制造也与二氧化碳有关。
【过渡】根据前面的学习我们知道，物质的性质决定了物质的用途，物质的用途体现物质的性质，那么你能根据二氧化碳的这些用途推测出它有哪些性质吗？
【用途1】气体肥料
【讲解】CO2作气体肥料的原因是二氧化碳是植物光合作用的原料，在植物生长过程中补充二氧化碳，能促进植物的生长。
【用途2】灭火
【提问】CO2能用于灭火，那么二氧化碳能燃烧吗？能支持燃烧吗？二氧化碳的密度应比空气大还是小呢？如何验证你的推测？
【讲解】在实验室制氧气的收集方法的学习中我们已经了解到二氧化碳的密度比空气大，下面我们再通过教材中的实验进行验证。
【实验6-3】将二氧化碳慢慢倒入放有高低不同位置的两支燃着的蜡烛的烧杯中，观察现象并分析。
【学生活动】观看实验视频或教师演示实验，观察并分析实验现象。
【总结】
现象 烧杯中燃着的蜡烛自下而上依次先后熄灭
分析 二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，而且密度比空气大，倾倒时先聚集到烧杯底部，使下方的蜡烛首先接触到较多的二氧化碳而熄灭，上面的蜡烛后接触到二氧化碳后熄灭
由于以上性质，二氧化碳常用于灭火，常见的有手提式二氧化碳灭火器等。
【学生活动】交流讨论：你还能想到其他方法来验证二氧化碳的密度比空气大吗？
【方法展示】
【用途3】制汽水
【图片展示】雪碧配料表。
【提问】在汽水的配料表中可以看到二氧化碳，二氧化碳常温常压下是无色无味的气体，而汽水呈液态，那么二氧化碳能溶于水吗？二氧化碳与水能反应吗？二氧化碳与水混合后液体性质变了吗？
【实验6-4】向一个收集满二氧化碳气体的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。观察现象并分析。
【学生活动】观看实验视频或教师演示实验，观察并分析实验现象。
【总结】
现象 塑料瓶变瘪了
分析 部分CO2溶于水使瓶内气体减少，气压变小，大气压强使瓶子变瘪
二氧化碳能溶于水，通常状况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强会溶解更多。生产汽水等碳酸饮料就是利用了这一性质。本实验的验证思路是被溶解物质的量减少。
【交流讨论】汽水的生产原理我们已经知道，那为什么可乐、雪碧等饮料统称为“碳酸饮料”？“碳酸”是什么呢？CO2溶于水会发生化学反应吗？
【实验6-5】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的小纸花。第一朵纸花喷上稀醋酸，第二朵纸花喷上水，第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中，第四朵纸花喷上水后，再放入盛有二氧化碳的集气瓶中，观察四朵纸花的颜色变化。（提示石蕊是一种色素，遇酸变成红色）
【学生活动】观看实验视频或教师演示实验，观察并分析实验现象。
【总结】
1 2 3 4
现象 纸花由紫变红 纸花不变色 纸花不变色 纸花由紫变红
分析 醋酸能使石蕊溶液变红 水不能使石蕊溶液变红 CO2不能使石蕊溶液变红 CO2与水反应生成酸性物质使石蕊溶液变红
实验说明：CO2与水反应生成了酸性物质，即碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变成红色。H2O+CO2=H2CO3
【演示实验】将上述实验的第四步得到的变红的小纸花，小心的用吹风机烘干，看到红色的纸花又变成了紫色。
【讲解】这说明了碳酸不稳定，受热易分解，即H2CO3＝H2O＋CO2↑。
【交流讨论】在炎热的夏季喝下冰凉的碳酸饮料后，除了凉爽之外，还会怎么样？
【总结】打嗝，原因就是碳酸受热分解造成的。
【提问】如何检验汽水中是否含有二氧化碳？
【总结】将气体通入到澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊了，则证明该无色无味的气体为二氧化碳。CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3 ↓ + H2O，石灰水的主要成分是氢氧化钙，能与二氧化碳反应生成碳酸钙，碳酸钙难溶于水，则石灰水中会出现浑浊的现象，根据这个特殊的现象，该反应用于检验二氧化碳。
【交流讨论】工人师傅用石灰浆粉刷墙壁后，刚开始的一段时间内墙壁会“出汗”，你知道是什么原因吗？
【总结】原因是：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【总结】二氧化碳的性质。
颜色 状态 气味 密度 溶解性
CO2 无色 气态 无味 比空气大 能溶于水
（1）不能燃烧，也不支持燃烧；（2）能与水反应：H2O+CO2=H2CO3；（3）能与氢氧化钙反应：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【过渡】在加压和降温条件下，二氧化碳还可转变为液态、进而凝固为固态——“干冰”。
【讲解】干冰是固态的二氧化碳，除了用于低温保存食品外，还可用于营造舞台环境。另外还用于人工降雨，你知道这里面的原理是什么吗？
【学生活动】阅读教材，找出“干冰”用于人工降雨的原理。
【总结】干冰易升华吸热，使环境温度降低，将空气中的水蒸气凝结为小液滴，进而聚集成雨滴落下。
【讲解】通过学习知道，二氧化碳在生产、生活中有着广泛的用途，除了制作饮料，干冰用于人工降雨、人工云雾外，还有如下用途：光合作用、灭火、化工生产的原料、气体肥料等。
【过渡】虽然二氧化碳对人类的贡献很大，本身也没有毒性，但是它不能供给呼吸，所以当空气中的二氧化碳的含量超过正常值时，就会对人体健康产生一定影响请看一组研究数据。
空气中CO2的体积分数% 对人体的影响
1 使人感到气闷、头昏
4~5 使人感到气喘、头痛、眩晕
10 使人不省人事，呼吸逐渐停止，以至死亡
因此当人群长时间处于密闭空间的时候，一定要注意开窗、通风换气。
【过渡】如果当大气中的二氧化碳越来越多时，还会对地球环境造成巨大影响，使地球产生温室效应。
【课件展示】关联词：温室效应、碳中和、碳达峰、低碳生活、碳循环、合成淀粉。
【讲解】温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热对流而形成的保温效应，即太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。CO2的过量排放导致大气中的温室效应增强，地球温度逐渐上升，使地球环境日益恶化。为此我国积极加入减少碳排放的国际活动中，力争2030年实现“碳达峰”，2060 年前实现“碳中和"。在日常生活中，我们都要积极行动起来，坚持“低碳”理念，倡导“低碳”生活，从一点一滴做起，努力减少二氧化碳等温室气体的排放，保护人类美好家园。科学家们也转换思路，利用化学原理将二氧化碳转化为淀粉，变废为宝，此理念还处于研究阶段，希望各位同学也能参与其中，称为创造历史、造福人类的一员。
【课堂小结】
性质 用途
通常条件下是无色、无味的气体 ——
密度大于空气 灭火
不燃烧，不支持燃烧
能溶于水 制汽水
能与水反应 CO2+H2O == H2CO3
能与氢氧化钙反应CO2+Ca(OH)2 == CaCO3+H2O 检验CO2
干冰易升华，吸热 制冷剂、人工降雨
【课堂练习】略
四、板书设计
课题3 二氧化碳和一氧化碳
第1课时
1.光合作用 二氧化碳 呼吸作用
2.灭火 → 二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大
3.汽水 → 二氧化碳能溶于水且与水反应：CO2＋H2O＝H2CO3
4.CO2与澄清石灰水反应：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O → 检验二氧化碳气体
5.干冰 → ①制冷剂；②人工降雨。
6.温室效应 → 低碳生活

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