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(共38张PPT)
鲁教版化学(新教材)九年级上册
第三节 碳达峰与碳中和
第2课时 二氧化碳的实验室制取
第六元 控制燃烧
学习内容导览
实现“双碳”目标的路径
2
二氧化碳的实验室制取
1
明·学习目标
1.掌握实验室制取二氧化碳的反应原理（碳酸钙与稀盐酸反应），理解气体发生装置和收集装置的选择依据。
2.通过对比不同实验装置的优缺点，建立“控制变量-优化设计”的逻辑分析能力。能独立完成二氧化碳的制取、检验及验满实验，并尝试改进装置（如小孔隔板、注射器控制反应）。
3.树立“化学服务于社会可持续发展”的理念，增强参与 “双碳” 行动的责任感。激发对绿色化学技术（如碳捕集、“液态阳光”）的探索热情，体会化学学科的社会价值。
引·新课导入
大棚蔬菜种植通过提供适宜的温度、湿度、光照等条件，使得蔬菜能够在最佳的环境下生长，提高蔬菜的产量和质量。然而，大棚蔬菜种植中也存在一些问题，其中最主要的问题是二氧化碳的供应。二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，而大棚内二氧化碳浓度较低，往往制约了蔬菜的生长速度和产量。
冬季里人们为了提高大棚蔬菜的产量，在大棚内放置二氧化碳发生装置，你知道二氧化碳发生装置内的药品有哪一些呢？反应的原理是什么？
二氧化碳的实验室制取
01
探·知识奥秘
一、二氧化碳的实验室制取
实验室制取气体物质的一般思路
确定制取气体的化学反应原理
根据实验室条件（如常温、加热、催化剂等），选择合适的药品和反应。需考虑原料易得、价格低廉、操作简便、反应速率适中、制得气体纯净等因素。
选择发生装置
根据反应物状态和反应条件选择。
固体+固体加热型
如高锰酸钾制氧气
固体+液体常温型
如过氧化氢制氧气）
选择收集装置
根据气体的密度、水溶性、是否与空气反应选择。
排水法：适用于难溶于水且不与水反应的气体
（如氧气、氢气）。
向上排空气法：适用于密度比空气大且不与空气反应的气体（如二氧化碳、氧气）。
向下排空气法：适用于密度比空气小且不与空气反应的气体（如氢气、甲烷）。
检验与验满
通过特定的化学反应或物理性质验证气体是否为目标气体以及是否收集满。例如，用带火星的木条检验氧气，用澄清石灰水检验二氧化碳。
实验注意事项
检查装置气密性。
控制反应速率
（如通过分液漏斗滴加液体）。
根据实验室制取气体的一般思路，小组讨论并选择一种原理，设计实验方案并制定实验步骤。
探·知识奥秘
药品选择
联系所学知识和日常生活，列举你所知道的能生成二氧化碳的反应
蜡烛燃烧可生成二氧化碳
碳在氧气中燃烧生成二氧化碳
生物体的呼吸作用可产生二氧化碳
木炭还原氧化铜，生成铜和二氧化碳
石灰石高温分解
石灰石与稀盐酸在常温下反应
小组讨论：
这些方法中哪些适用于实验室制取CO2？
一、二氧化碳的实验室制取
探·知识奥秘
药品选择
一、二氧化碳的实验室制取
碳在氧气中燃烧生成二氧化碳
生物体的呼吸作用可产生二氧化碳
蜡烛燃烧可生成二氧化碳
所得气体不纯
石灰石高温分解
取材不便
条件限制
石灰石与稀盐酸在常温下反应
木炭还原氧化铜，生成铜和二氧化碳
小资料：
碳酸钠（Na2CO3）和碳酸钙（CaCO3）都是常见的碳酸盐，都能与酸反应生成二氧化碳。
常见的酸为盐酸（HCl）和硫酸（H2SO4）。
选择哪两种药品在实验室制取二氧化碳更合适呢？
探·知识奥秘
药品选择
一、二氧化碳的实验室制取
可供选择的原料：石灰石(主要成分CaCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)
可供选择的仪器：小试管、药匙、胶头滴管、镊子。
碳酸钠粉末
块状石灰石
探·知识奥秘
药品选择
一、二氧化碳的实验室制取
认真观察并记录实验现象，思考：以上四个实验都可以产生二氧化碳，都适合用来进行二氧化碳的实验室制取么？
编号 实验内容 实验现象 实验分析
1 碳酸钠和稀盐酸
2 石灰石和稀盐酸
3 碳酸钠和稀硫酸
4 石灰石和稀硫酸
有大量气泡产生，反应剧烈
反应速率太快，不易收集
产生气泡速率比较适中
适合实验室制取二氧化碳气体
有大量气泡产生，反应剧烈
反应速率太快，不易收集
开始反应有气泡，一会儿就无气泡产生
反应一会儿就停止
探·知识奥秘
药品选择
一、二氧化碳的实验室制取
2、选择制取气体的药品的一般原则是：较易反应、反应速度适中、产生气体易于收集、操作简便等。
结论： 1、实验室制取二氧化碳的最好原料:
石灰石和稀盐酸
大理石和稀硫酸反应一会，为什么会自动停止？
思考
资料卡片：
CaSO4是一种微溶于水的白色物质，它覆盖在未反应完的碳酸钙的表面，阻止了反应的继续进行，反应便自动停止。
反应原理：
CaCO3＋2H2SO4＝CaSO4＋ H2O ＋ CO2↑
探·知识奥秘
药品选择
一、二氧化碳的实验室制取
实验室制取二氧化碳的反应原理：
1.药品：石灰石或大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸
2.反应原理：CaCO3+2HCl === CaCl2+H2CO3
碳酸不稳定易分解：H2CO3 == H2O+CO2↑
总反应为：CaCO3+2HCl === CaCl2+H2O+CO2↑
根据气体制取的一般思路，确定原理选择完药品后，需要选择发生装置和收集装置
思考与讨论：
（1）实验室制取氧气的装置？（2）该装置的选择依据是什么？
（3）怎样收集氧气？依据是什么？如何类比氧气的收集方法，根据二氧化碳的性质选择收集方法？
探·知识奥秘
装置选择
一、二氧化碳的实验室制取
【复习】我们在学习氧气的制取的时候就学过以下的气体发生装置：
A
B
C
用上面的发生装置填写下表：
实验 发生装置 选择的依据
氯酸钾
高锰酸钾 过氧化氢
反应物是液体或固体和液体，不要加热(常温)
反应物是固体，需要加热
固体加热型
固液常温型
探·知识奥秘
装置选择
一、二氧化碳的实验室制取
我们已经知道
固体
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 ↑
液体
不需加热
反应物是固体和液体的混合物，反应不需要加热
固液常温型
探究制取CO2的发生装置
便于添加药品
控制反应的
发生和停止
控制反应的速率
探·知识奥秘
装置选择
一、二氧化碳的实验室制取
排水法
不易溶于水且不与水发生反应的气体
向上排空气法
密度比空气大的气体且不与空气反应
向下排空气法
密度比空气小且不与空气反应的气体
二氧化密度比空气大，能溶于水且与水反应，所以收集二氧化碳只能用向上排空气法
常见的气体制取收集装置
收集二氧化碳应该选择哪种收集装置？
探·知识奥秘
实验步骤
一、二氧化碳的实验室制取
连接仪器
检查气密性
加大理石
加稀盐酸
收集气体
集满后正放在桌面上
检验装置气密性
先加固体
后加液体
思考：如何验证二氧化碳是否集满？如何检验收集到的气体是二氧化碳
探·知识奥秘
药品选择
一、二氧化碳的实验室制取
验满方法
将燃着的木条伸到集气瓶口，
若木条熄灭，则说明集满。
澄清石灰水
变浑浊
检验方法
将产生的气体通入澄清的石灰水，
石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2。
思考：为什么不能用燃烧的木条检验生成的气体是否为二氧化碳？
很多气体都不支持燃烧，都可以使燃烧的木条熄灭，如氮气、氦气等。
探·知识奥秘
注意事项
一、二氧化碳的实验室制取
若使用长颈漏斗下端应插到液面以下，形成液封，分液漏斗则不需要。
导管只需突出胶塞少许
排空气法导气管应该伸入接近瓶底的位置，以利于空气的排出
二氧化碳既不燃烧、一般也不支持燃烧且本身无毒，可用于灭火、作科学实验和工业生产的保护气。此外，二氧化碳还是农业生产中的气体肥料以及工业生产碳酸饮料、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。
探·知识奥秘
一、二氧化碳的实验室制取
拓展阅读
二氧化碳气体虽然没有毒性，但在局部环境中浓度过高时，会导致人缺氧窒息。当空气中二氧化碳含量达到20%(体积分数)时，人体在几秒钟内就会死亡。在干涸的深井底部和一些久未开启的地窖内，常会积聚较多的二氧化碳气体。在进入这类地方时，应当先放入烛火试探一下，如果烛火熄灭，千万不可贸然进入。
CO2体积 分数 对人体健康的影响
1% 感到气闷、头昏、心悸。
4-5% 感到气闷、头痛、眩晕。
10% 使人神志不清，呼吸停止，以致死亡。
①为什么要常保持教室通风？
②进入久未开启的菜窖，应怎样避免二氧化碳对人的生命构成的威胁？
O2
空气
灯火实验
探·知识奥秘
一、二氧化碳的实验室制取
二氧化碳的工业制取
高温煅烧石灰石
CaCO3 ====CaO + CO2 ↑
高温
煅烧法：从石灰石煅烧生产水泥、石灰的尾气中回收。煅烧反应生成 CaO 和高浓度 CO ，经除尘、脱硫、压缩提纯后可直接利用，是建材行业碳回收的核心路径。
理·核心要点
二氧化碳实验室制取
1、反应的药品
2、反应的原理
3、装置图
4、验满方法
5、检验方法
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
将燃着的木条伸到集气瓶口，木条熄灭，则说明集满。
大理石（或石灰石）和稀盐酸
将产生的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2。
1．小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是（ ）
A．漏斗下端应该伸入液面以下
B．该装置不能控制反应的发生和停止
C．装置中的铜网可用铁丝网代替
D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气
析·典型范例
D
2．如图装置可用于制取气体，说法正确的是（ ）
A．该装置可制取二氧化碳
B．Ⅰ可控制反应的发生与停止
C．Ⅱ中气体的收集方法是向下排空气法
D．若用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃则氧气集满
析·典型范例
A
实现“双碳”目标的路径
02
探·知识奥秘
二、实现“双碳”目标的路径
碳达峰与碳中和
在受到人类活动的强烈干扰以前，自然界中二氧化碳的吸收量与排放量大致相等，大气圈中的碳循环处于“收支平衡”的闭环模式，地球生态系统得以健康、稳定地运行。
修复大气中二氧化碳含量的平衡必定要“降碳”——促使全球、国家、城市、企业等主体的碳排放由升转降。
在此过程中，碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰
达峰之后，人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。
2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这一承诺体现了我国的责任担当，也是我国实现绿色可持续发展的内在要求。
探·知识奥秘
二、实现“双碳”目标的路径
实现“双碳”目标的思路
实现“双碳”目标的思路
碳中和最核心的科学问题是物质转化和能量转换。我们把碳循环过程中向大气中释放二氧化碳的现象简称“碳排放”,把大气中相对于“收支平衡”的碳循环而言，二氧化碳过量的现象简称“碳超标”。结合所学，你认为实现“双碳”目标的基本思路是什么 请尝试完成以下任务：
1.找出从源头上减少“碳排放”的可行性路径。
2.研究制定解决“碳超标”问题的方案。
1.能源体系：构建清洁低碳供给与消费模式
找出从源头上减少“碳排放”的可行性路径
（1）非化石能源规模化替代
大力推进风能、太阳能、生物质能、地热能等可再生能源开发，在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目，同时在严监管、保安全前提下有序发展核电。
探·知识奥秘
二、实现“双碳”目标的路径
实现“双碳”目标的思路
找出从源头上减少“碳排放”的可行性路径
1.能源体系：构建清洁低碳供给与消费模式
（2）化石能源消费 “减量提质”
严控煤电项目，“十四五” 时期严格合理控制煤炭消费增长，“十五五” 时期逐步减少，重点削减散煤等非电用煤。
（3）终端能源消费电气化升级
推动工业炉窑、农业生产、建筑采暖等领域的电能替代，提高交通领域新能源汽车渗透率 ——2022 年中国新能源汽车销量占比已达 25.6%，未来需进一步完善充电基础设施与电池回收体系。
2.产业结构：推动高排放行业绿色转型
（1）严格高耗能项目准入门槛
坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目发展，大气污染防治重点区域严禁新增钢铁、焦化、炼油等产能。
（2）全产业链绿色化改造
实施绿色制造工程，推广绿色设计与清洁生产技术，例如钢铁行业推广短流程炼钢、水泥行业采用干法生产工艺。
（3）区域产业布局优化
构建城市化地区、农产品主产区、重点生态功能区分类指导的减污降碳政策体系，建立以区域环境质量改善和碳达峰目标为导向的产业准入及退出清单制度。
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二、实现“双碳”目标的路径
实现“双碳”目标的思路
（三）农业领域：遏制非 CO 温室气体排放
农业贡献全球约 11% 的温室气体排放，其中稻田甲烷和畜牧业氧化亚氮占比超 60%，需通过生产方式革新实现源头控排。
（1）种植与养殖技术升级
推广稻田节水灌溉技术（如间歇灌溉），减少淹水时间以降低甲烷排放；优化畜牧业氮肥使用量，采用精准饲喂技术减少氧化亚氮排放。同时发展生态农业，推动种养结合循环模式，降低化肥、农药的过度使用。
（2）农业废弃物资源化利用
建立秸秆还田、畜禽粪污资源化处理体系，通过沼气发电、有机肥生产等方式将废弃物转化为能源或肥料，减少甲烷直接排放。例如，中国部分农村地区已通过畜禽粪污沼气工程实现 “减排 + 增收” 双重效益。
（四）生活消费：培育绿色低碳行为习惯
公众生活消费通过能源使用、交通出行、商品消费等间接产生碳排放，需通过 “供给引导 + 参与激励” 推动源头减量1.1.（1）扩大绿色产品供给与消费
完善绿色产品认证与标识体系，推动家电、建材、汽车等领域的节能低碳产品推广，通过补贴政策降低绿色产品价格门槛。例如，推广节能灯具、节水器具，引导消费者优先选择低碳包装商品。
（2）倡导低碳生活方式
推广公共交通、自行车、步行等绿色出行方式，加强绿色社区、绿色学校建设。探索建立 “碳普惠” 等公众参与机制，将居民低碳行为转化为可量化的激励（如积分兑换、消费优惠），形成 “减排有回报” 的良性循环。
探·知识奥秘
二、实现“双碳”目标的路径
实现“双碳”目标的思路
（五）生态系统：强化自然碳汇固持能力
生态系统通过光合作用吸收二氧化碳，是 “负排放” 的重要源头路径，需结合保护与修复提升固碳效能。
（1）森林与湿地碳汇培育
实施森林抚育、林分改造、生态修复工程，提升森林固碳能力。例如，四川雅安通过疏林管护、树种优化等措施，使国有林场抚育林产生可交易碳汇，首批项目已实现 1.06 万吨碳减排量交易，收益达 62.9 万元。同时加强湿地保护与恢复，遏制湿地退化导致的碳释放。
（2）碳汇交易市场化激活
完善林草碳汇项目开发标准与核算方法学，推动碳汇进入全国碳排放权交易市场。探索 “碳汇 + 金融”“碳汇 + 司法” 等创新模式，例如企业购买碳汇抵消自身排放，或通过碳汇保险降低林业经营风险。
另一方面，对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。
比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存(包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等)。
总之，依据二氧化碳的性质可以寻求降低大气中二氧化碳含量的方法，重塑碳循环的健康模式。
探·知识奥秘
二、实现“双碳”目标的路径
拓展阅读
液态阳光技术
绿色甲醇，又被称为“液态阳光”，其制备路径源于自然界的“仿生智慧”——仿照光合作用的原理，通过可再生能源（如光伏、风电）制氢，再利用绿氢与捕集的二氧化碳合成甲醇。这一过程不仅绿色低碳，而且实现了间歇性清洁电力的跨时空转化与存储，形成可运输、易储存的液体燃料。该项技术完全由我国自主研发，具备自主知识产权，已实现千吨级工业化示范工程，并正在向万吨级扩展。
2020年，千吨级“液态阳光”绿色甲醇示范项目在我国成功运行。它使用的是我国科学家历时20年研发出的“液态阳光”技术。该技术以二氧化碳和氢气为原料，在催化剂作用下合成液体燃料甲醇，以替代化石能源，实现碳的循环利用。每生产1t甲醇可消化1.375t二氧化碳。我国甲醇主要是以天然气和煤为原料生产，如果全部采用“液态阳光”技术，每年可转化掉上千万吨二氧化碳，并节省大量的化石燃料。
理·核心要点
减排 领域 核心目标 关键可行性路径
能源 体系 构建清洁低碳供给与消费模式（占全球排放约 73%） 1. 规模化发展风电、光伏、核电等非化石能源；
2. 严控煤炭消费，优化天然气使用实现化石能源 “减量提质”
3. 推动工业、交通等领域终端用能电气化
产业 结构 推动高排放行业绿色转型（占全球排放 28%） 1. 严格高耗能项目准入，落实 “三线一单” 等要求；
2. 推广清洁生产技术，实施全产业链绿色改造；
3. 优化区域产业布局，推动落后产能退出
农业 领域 遏制非 CO 温室气体排放（占全球排放约 11%） 1. 升级种养技术（稻田节水灌溉、畜禽精准饲喂）；
2. 推进秸秆、畜禽粪污等农业废弃物资源化利用
生活 消费 培育绿色低碳行为习惯 1. 扩大绿色产品供给，完善认证与补贴政策；
2. 倡导绿色出行，建立 “碳普惠” 等公众参与激励机制
生态 系统 强化自然碳汇固持能力 1. 实施森林抚育、湿地保护修复提升固碳效能；
2. 完善碳汇交易标准，激活市场化交易模式
1．2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理的是（ ）
A．大量植树造林
B．鼓励使用清洁能源
C．工厂通过加高烟囱直接排放废气
D．提倡步行、骑自行车等低碳出行方式
析·典型范例
C
2．扎实做好“碳达峰”、“碳中和”各项工作是减缓温室效应的有力举措。下列说法不正确的是（ ）
A．“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指CO2
B．煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，这些方法都属于物理变化
C．造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料(煤、石油和天然气)的过度使用，它们都是混合物
D．绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车
析·典型范例
B
理·核心要点
二氧化碳的实验室制取
二氧化碳的制取
实现“双碳”目标的路径
1、反应的药品
2、反应的原理
3、装置图
4、验满方法
5、检验方法
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
将燃着的木条伸到集气瓶口，木条熄灭，则说明集满。
大理石（或石灰石）和稀盐酸
将产生的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明生成的气体是CO2。
1.能源体系：构建清洁低碳供给与消费模式（占全球排放约 73%）
2.产业结构：推动高排放行业绿色转型（占全球排放 28%）
3.农业领域：遏制非 CO 温室气体排放（占全球排放约 11%）
4.生活消费：培育绿色低碳行为习惯
5.生态系统：强化自然碳汇固持能力
1．鉴别下列各组物质，所选用的试剂或方法不正确的是（ ）
A．氧气和二氧化碳：澄清石灰水
B．氦气和氮气：带火星的木条
C．水和双氧水：二氧化锰
D．汽油和酒精：闻气味
析·典型范例
B
2．在实验室制取二氧化碳时，下列有关该实验的操作，正确的是（ ）
A．用排水法收集一瓶二氧化碳气体
B．先向试管中放入石灰石和稀盐酸，再检查装置的气密性
C．将燃烧的木条伸入集气瓶中，检验生成的气体是否是二氧化碳
D．将集满二氧化碳气体的集气瓶盖上玻璃片，正放在桌面上
析·典型范例
D
THANKS!
谢谢观看第三节 碳达峰与碳中和
第2课时 二氧化碳的实验室制取
一、知识目标
1.掌握实验室制取二氧化碳的反应原理（碳酸钙与稀盐酸反应），理解气体发生装置和收集装置的选择依据。
2.理解选择制取二氧化碳药品的原则，能依据二氧化碳性质选择合适的收集方法。
3.明确碳达峰与碳中和的概念，了解实现“双碳”目标在能源体系、产业结构、农业领域、生活消费、生态系统等方面的路径。
二、核心素养目标
1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识二氧化碳的制取、性质和用途，从微观角度理解制取二氧化碳的反应原理。
2.证据推理与模型认知：通过对比不同实验装置的优缺点，建立“控制变量 - 优化设计”的逻辑分析能力，能独立完成二氧化碳的制取、检验及验满实验，并尝试改进装置。
3.科学探究与创新意识：通过实验探究选择合适的药品制取二氧化碳，培养科学探究能力和创新思维。
一、教学重点
1.实验室制取二氧化碳的反应原理、装置选择、实验步骤、检验及验满方法。
2.碳达峰与碳中和的概念及实现“双碳”目标的路径。
二、教学难点
1.10.理解实验室制取二氧化碳药品选择的原因。
2设计实验探究二氧化碳的性质，理解二氧化碳与水、澄清石灰水反应的实质
本节教学内容源于鲁教版（2024年版）九年级化学上册第六单元第三节《碳达峰与碳中和》第2课时《二氧化碳的实验室制取》。本课时内容是在学生学习了氧气的制取以及二氧化碳性质的基础上展开的，是气体制取方法的进一步拓展和应用，在整个初中化学知识体系中占据重要地位。它不仅是对前面知识的巩固和深化，也为后续学习其他气体的制取提供了方法和思路，具有承上启下的作用。
教材首先以大棚蔬菜种植中二氧化碳供应问题引入，激发学生的学习兴趣和探究欲望。接着按照实验室制取气体的一般思路，依次介绍了二氧化碳制取的反应原理、药品选择、装置选择、实验步骤、检验与验满方法以及注意事项等内容。在讲解过程中，通过对比不同反应、不同药品的实验现象，引导学生分析、选择最适合实验室制取二氧化碳的方法，培养学生的科学思维和实验探究能力。
此外，教材还介绍了二氧化碳的工业制取方法以及实现“双碳”目标的路径，拓宽了学生的知识面，增强了学生的社会责任感。
教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能，对氧气的制取有了一定的了解，这为本节课的学习奠定了基础。但在思维方式上，学生仍以形象思维为主，抽象思维能力相对较弱，对于一些较为复杂的概念和原理理解起来可能存在一定的困难。例如，在理解气体发生装置和收集装置的选择依据时，需要学生综合考虑反应物状态、反应条件、气体的性质等多个因素，这对学生的思维能力提出了较高的要求。
在学习态度方面，九年级的学生好奇心强，对化学实验充满兴趣，但在实验操作过程中可能会存在粗心大意、不规范等问题。在学习方法上，学生习惯被动接受知识，缺乏自主探究和合作学习的能力。因此，在教学过程中，教师应充分利用实验教学的优势，引导学生通过观察、分析、讨论等方式自主获取知识，培养学生的科学探究能力和合作精神。
同时，教师要关注学生的个体差异，根据学生的实际情况进行有针对性的指导，帮助学生克服学习中的困难，提高学习效果。
教学环节一 新课导入
【展示大棚蔬菜图片】同学们，大家看屏幕上展示的这些绿油油、生机勃勃的大棚蔬菜，是不是特别诱人？大棚蔬菜种植通过为蔬菜提供适宜的温度、湿度、光照等条件，让蔬菜能在最佳的环境中生长，大大提高了蔬菜的产量和质量。大家在生活中应该都吃过不少大棚蔬菜吧，有没有想过它们是怎么种出来的呀？（给学生一些时间分享自己的想法和生活经验）
【提出问题】然而，大棚蔬菜种植也存在一些问题。二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，但是大棚内二氧化碳浓度较低，这往往制约了蔬菜的生长速度和产量。所以在冬季，为了提高大棚蔬菜的产量，人们会在大棚内放置二氧化碳发生装置。那大家猜猜看，这个二氧化碳发生装置内的药品有哪些呢？它们反应的原理又是什么呢？
设计意图
1.激发学习兴趣：展示大棚蔬菜图片营造熟悉生活场景，提出二氧化碳发生装置相关问题，快速激发学生好奇心与求知欲，使其迅速投入课堂。
2.衔接生活实际：将化学知识与大棚蔬菜种植实例结合，让学生直观感受化学在生活中的应用价值，提升对化学学科的重视程度。
3.自然引入新课：从大棚二氧化碳供应问题切入，顺畅引出本节课核心内容，帮助学生明确学习目标与方向。
教学环节二 二氧化碳的实验室制取
活动一：实验室制取气体物质的一般思路
【引入】在学习二氧化碳的实验室制取之前，我们先了解一下实验室制取气体物质的一般思路。这有助于我们系统地学习和掌握气体制取的方法。
【问题】请同学们思考，实验室制取气体时，一般需要考虑哪些方面呢？
【学生思考】学生分组讨论，代表发言，可能提到确定反应原理、选择发生装置、选择收集装置、检验与验满、注意实验事项等方面。
【讲解】教师评价学生的回答，进行总结和强调：
1.确定制取气体的化学反应原理：根据实验室条件（如常温、加热、催化剂等），选择合适的药品和反应。需考虑原料易得、价格低廉、操作简便、反应速率适中、制得气体纯净等因素。
2.选择发生装置：根据反应物状态和反应条件选择。固体 + 固体加热型（如高锰酸钾制氧气）；固体 + 液体常温型（如过氧化氢制氧气）。
3.选择收集装置：根据气体的密度、水溶性、是否与空气反应选择。排水法适用于难溶于水且不与水反应的气体（如氧气、氢气）；向上排空气法适用于密度比空气大且不与空气反应的气体（如二氧化碳、氧气）；向下排空气法适用于密度比空气小且不与空气反应的气体（如氢气、甲烷）。
4.检验与验满：通过特定的化学反应或物理性质验证气体是否为目标气体以及是否收集满。例如，用带火星的木条检验氧气，用澄清石灰水检验二氧化碳。
5.实验注意事项：检查装置气密性；控制反应速率（如通过分液漏斗滴加液体）。
【总结】教师对学生的回答进行评价和总结，详细讲解实验室制取气体的一般思路。
设计意图
1.构建知识框架：帮助学生梳理气体制取的核心环节，形成系统化的知识体系，为后续学习提供方法论指导。
2.培养逻辑思维：通过讨论总结制取气体的关键考量因素，提升学生归纳总结与逻辑分析的能力。
3.实现知识迁移：为二氧化碳制取的装置、药品选择提供理论依据，降低后续学习的理解难度。
活动二：药品选择
【引入】我们已经了解了实验室制取气体的一般思路，接下来根据这个思路，我们来选择适合实验室制取二氧化碳的药品。联系所学知识和日常生活，大家能列举出哪些能生成二氧化碳的反应呢？
【问题】请同学们思考并列举能生成二氧化碳的反应。
【学生思考】学生积极思考，列举出蜡烛燃烧可生成二氧化碳、碳在氧气中燃烧生成二氧化碳、生物体的呼吸作用可产生二氧化碳、木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳、石灰石高温分解、石灰石与稀盐酸在常温下反应等。
【讲解】教师展示学生列举的反应，引导学生进行小组讨论：这些方法中哪些适用于实验室制取呢？
碳在氧气中燃烧生成二氧化碳、生物体的呼吸作用可产生二氧化碳、蜡烛燃烧可生成二氧化碳：所得气体不纯，因为这些反应中除了生成二氧化碳外，还会有其他杂质气体产生。
石灰石高温分解：取材不便且条件限制，需要高温条件，操作相对复杂。
木炭还原氧化铜，生成铜和二氧化碳：反应条件要求高，且生成的气体中可能混有一氧化碳等杂质。
【实验探究】教师提供可供选择的原料：石灰石（主要成分）、碳酸钠（）、稀盐酸（）、稀硫酸（）；可供选择的仪器：小试管、药匙、胶头滴管、镊子。让学生分组进行实验，认真观察并记录实验现象，思考以上四个实验是否都适合用来进行二氧化碳的实验室制取。
编号 实验内容 实验现象 实验分析
1 碳酸钠和稀盐酸 有大量气泡产生，反应剧烈 反应速率太快，不易收集
2 石灰石和稀盐酸 产生气泡速率比较适中 适合实验室制取二氧化碳气体
3 碳酸钠和稀硫酸 有大量气泡产生，反应剧烈 反应速率太快，不易收集
4 石灰石和稀硫酸 开始反应有气泡，一会儿就无气泡产生 反应一会儿就停止
【结论】教师引导学生根据实验现象得出结论：实验室制取二氧化碳的最好原料是石灰石和稀盐酸。选择制取气体的药品的一般原则是：较易反应、反应速度适中、产生气体易于收集、操作简便等。
【思考】大理石和稀硫酸反应一会为什么会自动停止？教师展示资料卡片：是一种微溶于水的白色物质，它覆盖在未反应完的碳酸钙的表面，阻止了反应的继续进行，反应便自动停止。反应原理为。
设计意图
1.提升归纳能力：引导学生列举二氧化碳生成反应，培养知识迁移与归纳整合的能力。
2.强化实验探究：通过分组实验观察不同药品反应现象，锻炼学生实验操作、观察记录与分析总结的能力。
3.深化原理理解：结合实验现象分析药品选择原因，解答反应停止疑问，帮助学生透彻理解化学反应原理。
活动三：装置选择
【引入】我们已经确定了实验室制取二氧化碳的反应原理和药品，接下来根据气体制取的一般思路，我们需要选择合适的发生装置和收集装置。我们先回顾一下实验室制取氧气的装置及选择依据。
【问题】小组讨论：
实验室制取氧气的装置有哪些？
该装置的选择依据是什么？
怎样收集氧气？依据是什么？如何类比氧气的收集方法，根据二氧化碳的性质选择收集方法？
【学生思考】学生回顾实验室制取氧气的知识，思考并回答问题。
【讲解】教师展示实验室制取氧气的发生装置（固体 + 固体加热型、固体 + 液体常温型），引导学生填写下表：
实验 发生装置选择的依据
氯酸钾 反应物是固体，需要加热
高锰酸钾 反应物是固体，需要加热
过氧化氢 反应物是液体或固体和液体，不要加热（常温）
【探究】教师引导学生根据二氧化碳的反应原理，分析反应物状态和反应条件：反应物是固体和液体的混合物，反应不需要加热，所以应选择固液常温型发生装置。同时，考虑到便于添加药品、控制反应的发生和停止、控制反应的速率等因素，对发生装置进行优化。
【收集装置】教师展示常见的气体制取收集装置（排水法、向上排空气法、向下排空气法），引导学生根据二氧化碳的性质（密度比空气大，能溶于水且与水反应）选择收集方法：收集二氧化碳只能用向上排空气法。
设计意图
1.降低学习难度：通过回顾氧气制取装置及选择依据，采用类比推理方式，帮助学生轻松掌握二氧化碳装置选择逻辑。
2.培养迁移能力：引导学生将氧气制取的知识经验迁移到二氧化碳制取中，提升知识灵活运用能力。
3.提升分析能力：让学生明确装置选择的多元考量因素，培养综合分析与优化设计的思维能力。
活动四：实验步骤、检验与验满、注意事项
【引入】我们已经选择好了实验室制取二氧化碳的药品、发生装置和收集装置，接下来我们来学习二氧化碳制取的实验步骤、检验与验满方法以及实验注意事项。
【实验步骤】教师引导学生思考并总结实验步骤：
1.检验装置气密性。
2.先加固体（石灰石），后加液体（稀盐酸）。
3.集满后正放在桌面上。
【检验与验满】教师讲解检验和验满二氧化碳的方法：
检验方法：将产生的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明生成的气体是。
验满方法：将燃着的木条伸到集气瓶口，若木条熄灭，则说明集满。
【思考】教师提出问题：为什么不能用燃烧的木条检验生成的气体是否为二氧化碳？引导学生思考并回答：很多气体都不支持燃烧，都可以使燃烧的木条熄灭，如氮气、氦气等。
【注意事项】教师强调实验注意事项：
若使用长颈漏斗下端应插到液面以下，形成液封，分液漏斗则不需要。导管只需突出胶塞少许。排空气法导气管应该伸入接近瓶底的位置，以利于空气的排出。
设计意图
1.规范实验操作：明确实验步骤、检验验满方法及注意事项，培养学生规范操作的意识与安全实验习惯。
2.深化性质理解：通过思考燃烧木条不能检验二氧化碳的原因，加深学生对二氧化碳化学性质的认知。
3.强化细节把控：强调实验关键细节，帮助学生规避操作误区，提升实验成功率与严谨的科学态度。
活动五：二氧化碳的工业制取及拓展阅读
【引入】我们学习了二氧化碳的实验室制取，那么在工业上是如何制取二氧化碳的呢？接下来我们了解一下二氧化碳的工业制取方法。
【讲解】教师讲解二氧化碳的工业制取方法：高温煅烧石灰石，化学方程式为CaCO3=高温=CaO+CO2↑。煅烧法是从石灰石煅烧生产水泥、石灰的尾气中回收。煅烧反应生成CaO和高浓度CO2，经除尘、脱硫、压缩提纯后可直接利用，是建材行业碳回收的核心路径。
【拓展阅读】教师介绍拓展阅读内容——液态阳光技术：绿色甲醇，又被称为“液态阳光”，其制备路径源于自然界的“仿生智慧”——仿照光合作用的原理，通过可再生能源（如光伏、风电）制氢，再利用绿氢与捕集的二氧化碳合成甲醇。这一过程不仅绿色低碳，而且实现了间歇性清洁电力的跨时空转化与存储，形成可运输、易储存的液体燃料。该项技术完全由我国自主研发，具备自主知识产权，已实现千吨级工业化示范工程，并正在向万吨级扩展。2020年，千吨级“液态阳光”绿色甲醇示范项目在我国成功运行。它使用的是我国科学家历时20年研发出的“液态阳光”技术。该技术以二氧化碳和氢气为原料，在催化剂作用下合成液体燃料甲醇，以替代化石能源，实现碳的循环利用。每生产1t甲醇可消化1.375t二氧化碳。我国甲醇主要是以天然气和煤为原料生产，如果全部采用“液态阳光”技术，每年可转化掉上千万吨二氧化碳，并节省大量的化石燃料。
设计意图
1.拓宽知识视野：补充工业制取方法与液态阳光技术，丰富学生知识储备，打破实验室与工业应用的界限。
2.激发创新热情：介绍我国自主研发的绿色技术，激发学生对绿色化学的探索兴趣，体会化学学科的社会价值。
3.培养环保意识：结合碳回收技术与低碳理念，引导学生树立绿色发展理念，增强环保责任感。
【对应训练1】小聪用如图所示的装置制取二氧化碳，以下说法正确的是
A．漏斗下端应该伸入液面以下
B．该装置不能控制反应的发生和停止
C．装置中的铜网可用铁丝网代替
D．可将石灰石换成锌粒，用来制取氢气
【答案】D
【详解】A、反应产生的二氧化碳气体在U形管右侧液面上方，沿导管导出，漏斗一边不会有气体逸散，故漏斗下端不用伸入液面以下，A不正确；
B、该装置可通过打开、关闭弹簧夹控制固液试剂的接触与分离，达到控制反应发生与停止的目的，B不正确；
C、铁能与稀盐酸反应生成氢气，将铜网换作铁丝网会腐蚀铁丝网，且使产生的二氧化碳中混有氢气，C不正确；
D、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，将石灰石换成锌粒，用此装置可制取氢气，D说法正确。
故选D。
【对应训练2】如图装置可用于制取气体，说法正确的是
A．该装置可制取二氧化碳
B．Ⅰ可控制反应的发生与停止
C．Ⅱ中气体的收集方法是向下排空气法
D．若用带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃则氧气集满
【答案】A
【详解】A、实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应物为固体，不需加热，二氧化碳密度比空气大，可溶与水，只能使用向上排空气法收集，可选用该装置制取二氧化碳，选项正确；
B、Ⅰ装置不能使固液分离，不能可控制反应的发生与停止，选项错误;
C、Ⅱ中气体的收集方法是向上排空气法，选项错误；
D、验满氧气时应将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃则氧气集满，不能伸入瓶中，选项错误；
故选A。
教学环节三 实现“双碳”目标的路径
活动六：碳达峰与碳中和的概念
【引入】随着全球气候变化问题的日益严重，“碳达峰”和“碳中和”成为了热门话题。那么，什么是碳达峰和碳中和呢？接下来我们一起了解一下。
【讲解】教师讲解碳达峰和碳中和的概念：在受到人类活动的强烈干扰以前，自然界中二氧化碳的吸收量与排放量大致相等，大气圈中的碳循环处于“收支平衡”的闭环模式，地球生态系统得以健康、稳定地运行。修复大气中二氧化碳含量的平衡必定要“降碳”——促使全球、国家、城市、企业等主体的碳排放由升转降。在此过程中，碳排放的最高点即碳峰值被称为碳达峰。达峰之后，人为碳排放与通过植树造林、碳捕集与封存技术等人为碳吸收达到平衡，即为碳中和。2020年9月，我国在联合国大会上承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这一承诺体现了我国的责任担当，也是我国实现绿色可持续发展的内在要求。
设计意图
1.普及核心概念：清晰讲解碳达峰与碳中和的定义及我国的相关承诺，让学生了解全球气候变化背景下的重要环保目标。
2.强化责任担当：通过我国的承诺内容，增强学生的国家认同感与社会责任感，树立绿色发展理念。
3.衔接学科价值：将化学知识与国家环保战略结合，让学生认识到化学在实现 “双碳” 目标中的重要作用。
【对应训练1】2025年6月25日是全国低碳日，主题为“碳路先锋、绿动未来”。下列有关低碳行动不合理的是
A．大量植树造林
B．鼓励使用清洁能源
C．工厂通过加高烟囱直接排放废气
D．提倡步行、骑自行车等低碳出行方式
【答案】C
【详解】A、大量植树造林，树木可以通过光合作用吸收二氧化碳，有助于减少大气中的二氧化碳含量，是合理的低碳行动，不符合题意；
B、鼓励使用清洁能源，如太阳能、风能等，能减少传统化石能源的使用，从而降低二氧化碳等温室气体的排放，是合理的低碳行动，不符合题意；
C、工厂通过加高烟囱直接排放废气，只是将废气排放到更高的空中，并没有减少废气中污染物（包括二氧化碳等温室气体以及其他有害气体）的总量，仍然会对环境造成污染，不是合理的低碳行动，符合题意；
D、提倡步行、骑自行车等低碳出行方式，可减少汽车等交通工具的使用，进而减少化石燃料的消耗和二氧化碳的排放，是合理的低碳行动，不符合题意。
故选C。
【对应训练2】扎实做好“碳达峰”、“碳中和”各项工作是减缓温室效应的有力举措。下列说法不正确的是
A．“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指CO2
B．煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，这些方法都属于物理变化
C．造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料(煤、石油和天然气)的过度使用，它们都是混合物
D．绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车
【答案】B
【详解】A、“碳达峰”、“碳中和”中的“碳”指，说法正确，不符合题意；
B、煤炭综合利用的方法有气化、焦化、液化，气化是指煤与含氧气化剂在高温条件下发生化学反应，将煤中的有机物转化为可燃性气体；焦化是指把煤隔绝空气加强热，使其分解生成焦炭、煤焦油、煤气等物质；液化是通过一系列变化产生液体燃料如甲醇等物质；均属于化学变化，说法错误，符合题意；
C、造成温室效应加剧的主要原因是化石燃料(煤、石油和天然气)的过度使用，煤、石油和天然气中均含有多种物质，属于混合物，说法正确，不符合题意；
D、绿色低碳生活就是降低二氧化碳产生的行为，例如多走路少开车，说法正确，不符合题意。
故选：B。
第六单元 控制燃烧
第三节 碳达峰与碳中和
第2课时 二氧化碳的实验室制取
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一、二氧化碳的实验室制取
1.反应药品：石灰石（或大理石）、稀盐酸
2.反应原理：CaCO + 2HCl = CaCl + H O + CO ↑
3.装置选择
o发生装置：固液常温型
o收集装置：向上排空气法
4.检验与验满
o检验：通入澄清石灰水，变浑浊
o验满：燃着木条放瓶口，熄灭
5.注意事项
o长颈漏斗液封
o导管位置
二、实现“双碳”目标的路径
1.碳达峰与碳中和实现思路
o能源体系
o产业结构
o农业领域
o生活消费
o生态系统
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1.鉴别下列各组物质，所选用的试剂或方法不正确的是
A．氧气和二氧化碳：澄清石灰水 B．氦气和氮气：带火星的木条
C．水和双氧水：二氧化锰 D．汽油和酒精：闻气味
【答案】B
【详解】A、将澄清石灰水分别滴入两瓶气体中，振荡，若澄清石灰水变浑浊，则为二氧化碳；若无明显现象，则为氧气，故选项鉴别方法正确。
B、氦气和氮气均不支持燃烧，带火星的木条在两者中均不能复燃，无法鉴别，故选项鉴别方法不正确。
C、分别向液体中加入少量二氧化锰，若有气泡产生，则为双氧水；若无明显现象，则为水，故选项鉴别方法正确。
D、汽油有刺鼻气味，酒精有特殊醇香，可通过闻气味的方法区分，故选项鉴别方法正确。
故选B。
2．在实验室制取二氧化碳时，下列有关该实验的操作，正确的是
A．用排水法收集一瓶二氧化碳气体
B．先向试管中放入石灰石和稀盐酸，再检查装置的气密性
C．将燃烧的木条伸入集气瓶中，检验生成的气体是否是二氧化碳
D．将集满二氧化碳气体的集气瓶盖上玻璃片，正放在桌面上
【答案】D
【详解】A、二氧化碳能溶于水，则不能用排水法收集二氧化碳气体，该选项操作不正确；
B、制取气体时，先检查装置气密性，后装药品，该选项操作不正确；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则检验二氧化碳时，应用澄清石灰水，该选项操作不正确；
D、二氧化碳密度比空气大，则收集满二氧化碳后，应将集满二氧化碳气体的集气瓶正放在桌面上，该选项操作正确。
故选D。
本次九年级化学 “二氧化碳的实验室制取” 教学，围绕 “知识传授 + 素养培育 + 价值引领” 的目标展开，课后结合课堂实际与学生反馈，从优势、不足及改进方向三方面进行反思。
在教学设计上，以 “大棚蔬菜二氧化碳供应” 为导入，将生活场景与化学知识关联，有效激发了学生的探究兴趣。课堂中遵循 “实验室制取气体一般思路” 的逻辑框架，通过小组讨论分析不同反应的可行性，再结合实验对比碳酸钠、石灰石分别与盐酸、硫酸的反应现象，让学生自主得出 “大理石（或石灰石）与稀盐酸为最佳原料” 的结论，既落实了反应原理的知识目标，又培养了 “控制变量” 的科学思维。同时，在装置选择环节，通过对比氧气制取装置，引导学生从反应物状态、反应条件、气体性质推导发生装置与收集装置，还展示了带小孔隔板、分液漏斗等改进装置，帮助学生建立 “优化设计” 的意识，符合新课标对 “科学探究与创新意识” 核心素养的要求。
不过，教学过程中也暴露了一些问题。一是实验操作环节的时间把控不够精准，部分小组在检查装置气密性时方法不熟练，导致后续收集气体的时间不足，未能充分观察不同收集时长对气体纯度的影响；二是对 “双碳” 目标的衔接稍显生硬，虽然在课堂后半段介绍了碳达峰、碳中和的概念及减排路径，但未充分结合二氧化碳的制取与利用，让学生难以将实验室知识与社会议题深度关联，削弱了 “化学服务于可持续发展” 的价值渗透效果；三是对学生个体差异的关注不足，少数基础薄弱的学生在分析实验现象、书写反应方程式时存在困难，课堂互动中未能及时给予针对性指导，导致这部分学生的知识掌握不够扎实。
针对这些问题，后续教学可从三方面改进。其一，优化实验环节的时间分配，提前通过微视频让学生预习装置气密性检查、药品添加等操作，课堂中增设 “操作示范小组”，让熟练的学生带动同伴，提升实验效率；其二，重构 “双碳” 目标的融入方式，在介绍二氧化碳用途时，补充 “实验室制取的二氧化碳如何助力植物光合作用”“工业碳捕集与实验室制取的原理关联” 等内容，让知识衔接更自然；其三，实施分层教学，课前设计基础型、提升型两类预习任务，课堂中针对不同层次学生设计提问，课后提供个性化练习，确保每个学生都能在原有基础上获得提升。
本次教学让我意识到，化学教学需更紧密地结合学生认知规律与学科价值，既要关注知识的逻辑递进，也要重视学生的实践体验与价值认同，唯有不断调整优化，才能真正实现 “教 - 学 - 评” 一体化，促进学生化学核心素养的全面发展。
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