资源简介

年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级
主题与课时 二氧化碳的实验室制法 - 第一课时 课型 新授 审核人 学校审核 姓名
课标要求 依据义务教育化学新课标要求，学生需熟练掌握实验室制取二氧化碳的反应原理、药品选择、实验装置与规范操作，精准掌握二氧化碳的检验与验满方法。学会结合反应物状态、反应条件及气体性质选择实验装置，对比梳理氧气与二氧化碳的制备差异，构建气体制备的通用探究思路，养成严谨规范的实验习惯，树立安全实验、科学探究的化学学科意识。
学习目标 宏观辨识与微观探析：从宏观层面观察碳酸钙与稀盐酸反应的实验现象，感知二氧化碳的生成与性质；从微观角度理解复分解反应的本质，明晰离子交换的反应过程，区分不同碳酸盐与酸反应的差异，建立宏观现象与微观本质的关联认知。 科学思维：通过对比多组制二氧化碳的药品组合，分析反应速率、气体纯度、原料成本等因素，筛选实验室最优制备方案。类比氧气制备逻辑，归纳气体制备“原理—装置—操作—检验”的通用思维模型，提升对比分析、归纳推理的能力。 科学探究与创新意识：自主参与二氧化碳制备对照实验，规范完成装置组装、药品取用、气体收集等操作，观察并记录实验现象。能自主分析实验药品选择、装置搭配的误区，尝试优化实验装置，提升自主探究与实验创新能力。 科学态度与社会责任：严格遵守化学实验安全规范，养成严谨求实、规范操作、如实记录的实验素养。了解二氧化碳制备在生活、工业、科研中的应用，知晓二氧化碳与生态环境的关联，树立绿色化学、合理利用化学物质的社会责任意识。
重难点 教学重点：实验室制取二氧化碳的药品、反应原理及文字表达式书写；固液常温型实验发生装置、收集装置的选择与组装方法；二氧化碳的检验、验满规范操作；实验室气体制备的通用思路与方法。 教学难点：精准理解实验室制二氧化碳的药品选择依据，厘清不能选用碳酸钠、稀硫酸、浓盐酸的核心原因；根据反应特点与气体性质推理装置选择逻辑；分析实验异常现象、操作误差的成因并提出改进方案。
资源与 建议 本节课依托沪教版九年级上册新教材核心内容，配套丰富适配的教学资源，核心包含教材文本、二氧化碳实验室制备完整实验视频、多组药品对照实验素材、各类气体制备装置实物图谱、实验操作规范微课。同时搭配线上化学实验教学平台、分层随堂习题、中考衔接真题、实验误区解析课件，将抽象的药品选择逻辑、装置适配原则具象化，贴合新教材探究式教学理念，降低学生理解难点，夯实实验操作基础。 教学建议以实验探究为核心主线，摒弃单一理论灌输，以“不同药品制二氧化碳”对照实验为切入点，引导学生自主对比、辨析、归纳核心知识点。课前布置预习任务，帮助学生熟悉实验仪器、基础原理与前置知识；课中以小组合作探究、实验实操、误区辨析、分层训练为主要形式，层层突破重难点；课后依托分层习题巩固知识。教学中注重衔接氧气制备旧知，构建知识体系，规范学生实验操作，培养学生的科学探究能力与系统化化学思维，落实核心素养育人目标。
学习过程
（一）课前预习案 预习目标：结合沪教版新教材本节内容，提前梳理二氧化碳制备的基础知识点，熟悉实验室制二氧化碳的药品、反应原理、实验仪器与基本操作。初步掌握气体制备的装置选择依据，区分二氧化碳与氧气制备的差异，标记预习疑点，为课中深度实验探究、重难点突破筑牢基础，自主完成全套预习习题，梳理知识框架。 基础填空题 1. 实验室制取二氧化碳的常用药品是___________和___________，其中固体药品主要成分为碳酸钙，液体药品为稀盐酸。 2. 实验室制取二氧化碳的反应文字表达式为：_________________________________。 3. 二氧化碳的密度比空气___________，且___________溶于水、不与空气反应，因此实验室只能采用___________法收集二氧化碳。 4. 检验二氧化碳的核心试剂是___________，将气体通入其中，若出现___________现象，证明气体为二氧化碳。 5. 向上排空气法收集二氧化碳的验满方法：将___________的木条放在集气瓶___________，木条___________，证明二氧化碳已收集满。 6. 实验室制取气体的装置分为___________装置和___________装置，装置选择需依据反应条件、反应物状态和气体性质判断。 7. 制取二氧化碳的反应为固液常温型反应，因此无需___________，可直接在常温下进行反应。 8. 不能用稀硫酸制取二氧化碳的原因是：反应生成的___________微溶于水，会覆盖在固体表面，阻止反应持续进行。 基础选择题 1. 实验室制取二氧化碳不需要的仪器是（） A. 锥形瓶 B. 酒精灯 C. 导管 D. 集气瓶 2. 下列各组药品，适合实验室制取二氧化碳的是（） A. 碳酸钠和稀盐酸 B. 大理石和稀硫酸 C. 大理石和稀盐酸 D. 碳酸钠和稀硫酸 3. 收集二氧化碳的正确方法是（） A. 排水集气法 B. 向下排空气法 C. 向上排空气法 D. 以上均可 4. 检验二氧化碳气体的可靠方法是（） A. 伸入燃着木条 B. 通入澄清石灰水 C. 观察气体颜色 D. 闻气体气味 5. 实验室制取二氧化碳的反应类型属于（） A. 化合反应 B. 分解反应 C. 复分解反应 D. 置换反应 基础判断题 1. 二氧化碳能溶于水，因此不能用排水法收集。（） 2. 碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，不适合实验室制取二氧化碳。（） 3. 收集满二氧化碳的集气瓶应倒放在桌面上。（） 4. 稀盐酸可以用浓盐酸代替制取二氧化碳。（） 5. 实验室制二氧化碳和过氧化氢制氧气的发生装置相同。（） 预习简答题 1. 简要说明实验室选择大理石和稀盐酸制取二氧化碳的核心优点。 2. 简述二氧化碳检验和验满的操作区别与原理差异。 3. 对比实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置、收集装置的异同点。 预习疑惑记录 请自主记录预习过程中无法解决的问题、模糊的知识点，留待课中探究解决：________________________ （二）课中探究案 课堂探究目标：深度掌握二氧化碳实验室制备的完整实验体系，精准攻克药品选择、装置适配两大核心难点。熟练掌握实验组装、规范操作、气体检验与验满方法，能精准辨析实验常见误区、分析异常实验现象。类比氧气制备知识，完善气体制备通用思维模型，实现新旧知识融会贯通，全面落实化学核心素养，层层突破本节课重难点，提升知识综合应用与实验探究能力。 探究一：制备药品筛选与原理探究（基础难点探究） 结合沪教版新教材知识点，通过多组对照实验对比不同药品的反应效果，厘清实验室制二氧化碳的药品选择依据，掌握核心反应原理，破除药品选择认知误区。 1. 对照实验现象分析 实验①：大理石（碳酸钙）+ 稀盐酸：反应速率适中，持续产生大量气泡，气体平稳生成，适合收集； 实验②：碳酸钠 + 稀盐酸：反应速率极快，瞬间产生大量气泡，反应剧烈，不易控制，难以收集气体； 实验③：大理石 + 稀硫酸：反应短暂产生气泡，随后反应停止，无持续气体生成； 实验④：大理石 + 浓盐酸：反应产生的气体带有刺激性气味，气体纯度较低。 （1）结合四组实验现象，说明实验室制取二氧化碳为何优先选择大理石和稀盐酸？ ________________________________________________________________________ （2）分析大理石与稀硫酸反应很快停止的核心原因？ ________________________________________________________________________ （3）浓盐酸不适合用于实验的原因是什么？会对实验结果造成什么影响？ ________________________________________________________________________ 2. 原理填空题 实验室制取二氧化碳的反应物为___________和___________，反应无需加热，属于___________型反应，反应的文字表达式为________________________。 探究二：实验装置选择与组装（核心重点探究） 结合反应物状态、反应条件和二氧化碳的气体性质，掌握发生装置、收集装置的选择依据，熟练区分不同装置的优缺点，规范装置组装要求，夯实本节课核心重点。 1. 装置选择填空 （1）实验室制二氧化碳反应物为___________态固体和___________态液体，反应条件为___________，因此选用___________型发生装置，与过氧化氢制氧气的发生装置___________（填“相同”或“不同”）。 （2）二氧化碳密度___________空气，能溶于水且与水反应，因此只能选用___________法收集气体。 （3）固液常温型装置中，长颈漏斗末端必须___________，形成___________，防止气体逸出，保证装置气密性良好。 2. 装置辨析简答题 （1）长颈漏斗和分液漏斗在实验装置中的功能差异是什么？各自的优点是什么？ ________________________________________________________________________ （2）收集二氧化碳时，导管为何必须伸入集气瓶底部？ ________________________________________________________________________ 3. 装置组装正误判断（错误说明原因） （1）实验前无需检查装置气密性，直接组装药品即可实验。（） ________________________________________________________________________ （2）收集二氧化碳时，导管只需放在集气瓶瓶口。（） ________________________________________________________________________ 探究三：气体检验、验满与实验操作规范（实操探究） 聚焦实验核心操作，厘清二氧化碳检验与验满的原理、操作差异，规范实验全流程操作，掌握实操细节与核心原理，规避操作误区。 1. 原理填空与辨析 （1）二氧化碳的检验原理：二氧化碳能与___________反应，生成不溶于水的___________沉淀，使澄清石灰水变浑浊。 （2）二氧化碳的验满原理：二氧化碳___________燃烧、也___________支持燃烧，可通过燃着木条熄灭判断气体集满。 2. 操作对比简答题 （1）详细说明二氧化碳检验与验满的操作位置、操作方法、判断标准的区别。 ________________________________________________________________________ （2）能否用燃着的木条检验二氧化碳气体？请说明理由。 ________________________________________________________________________ 3. 实验流程排序题 请将实验室制取二氧化碳的正确操作步骤排序：___________ ①装入药品 ②检查装置气密性 ③组装仪器 ④收集气体 ⑤验满 ⑥清洗仪器、整理器材 探究四：实验误区辨析与综合素养提升（拓展探究） 结合本节课全部知识点，整合药品选择、装置操作、气体检验等内容，完成误区辨析、异常现象分析、中考衔接习题，破除认知误区，构建完整的气体制备知识体系，提升知识综合应用能力。 1. 误区辨析题（判断正误并说明错误原因） （1）可以用碳酸钠和稀盐酸制取纯净的二氧化碳。 ________________________________________________________________________ （2）二氧化碳能溶于水，因此排水法收集的二氧化碳一定不纯。 ________________________________________________________________________ （3）燃着木条熄灭，证明收集的气体一定是二氧化碳。 ________________________________________________________________________ 2. 实验异常现象分析题 （1）实验中收集不到二氧化碳气体，请分析两条可能的原因。 ________________________________________________________________________ （2）将生成的气体通入澄清石灰水，石灰水未变浑浊，试分析原因。 ________________________________________________________________________ 3. 中考衔接填空题 实验室制取二氧化碳的常用药品是___________和___________，反应条件为___________，反应的文字表达式为___________。二氧化碳密度比空气___________、能溶于水，因此采用___________法收集。检验二氧化碳用___________，验满利用二氧化碳___________的性质。选择实验药品的核心原则是反应速率___________、气体纯度高、原料廉价易得。 课堂总结梳理题 自主梳理本节课核心知识点，完善知识框架，巩固重难点内容： 1. 药品选择：最优组合为___________和___________，禁止选用碳酸钠、稀硫酸、浓盐酸，分别对应反应过快、___________、___________的问题。 2. 装置选择：固液常温型发生装置适配___________的反应；收集装置由气体的___________和___________决定，二氧化碳只能用___________收集。 3. 核心操作：检验二氧化碳用___________，操作于集气瓶___________；验满用___________，操作于集气瓶___________。 4. 制备流程：组装仪器→___________→装入药品→收集气体→___________→整理器材。
板书设计 二氧化碳的实验室制法（第一课时） 一、实验药品（最优选择） 大理石（石灰石，主要成分碳酸钙）、稀盐酸 禁忌：不用Na CO （反应过快）、稀H SO （反应中止）、浓HCl（气体不纯） 二、反应原理 碳酸钙 + 稀盐酸 → 氯化钙 + 水 + 二氧化碳 反应类型：固液常温反应、复分解反应 三、实验装置 1. 发生装置：固液常温型（同过氧化氢制氧气，无需加热） 2. 收集装置：向上排空气法（密度大于空气、能溶于水） 3. 关键细节：长颈漏斗液封、导管伸至集气瓶底部 四、气体检验与验满 1. 检验：澄清石灰水→变浑浊（瓶内检验，专属方法） 2. 验满：燃着木条熄灭（瓶口验满，利用不助燃性） 五、实验核心思路 定原理→选药品→配装置→规范操作→检验验满 六、核心总结 装置看状态条件，收集看密度溶解性，药品看速率纯度
参考答案
（一）课前预习案答案 基础填空题 1. 大理石（石灰石）；稀盐酸 2. 碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 3. 大；能；向上排空气 4. 澄清石灰水；澄清石灰水变浑浊 5. 燃着；瓶口；熄灭 6. 发生；收集 7. 加热 8. 硫酸钙 基础选择题 1. B 2. C 3. C 4. B 5. C 基础判断题 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 预习简答题 1. 大理石与稀盐酸反应速率适中、平稳可控，便于气体收集；药品原料廉价易得、操作简便，反应持续稳定，生成的二氧化碳气体纯度较高，适合实验室制备。 2. 操作区别：检验将气体通入集气瓶内澄清石灰水，验满将燃着木条放在集气瓶瓶口；原理差异：检验利用二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的专属化学性质，验满利用二氧化碳不燃烧、不支持燃烧的性质。 3. 相同点：制取二氧化碳与过氧化氢制氧气的发生装置均为固液常温型；不同点：氧气可采用排水法、向上排空气法收集，二氧化碳仅能采用向上排空气法收集，收集方法存在差异。 （二）课中探究案答案 探究一：制备药品筛选与原理探究 1.（1）该组合反应速率适中、平稳可控，反应持续进行，生成的气体纯度高，便于实验操作和气体收集，适配实验室实验需求。（2）大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，会覆盖在大理石固体表面，隔绝药品与酸液的接触，使反应无法持续进行，快速中止。（3）浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，导致收集的二氧化碳气体中混入杂质，气体纯度降低，干扰后续实验现象。 2. 大理石（碳酸钙）；稀盐酸；固液常温；碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 探究二：实验装置选择与组装 1.（1）固；液；常温；固液常温；相同 （2）大于；向上排空气 （3）伸入液面以下；液封 2.（1）长颈漏斗可随时添加液体药品，但无法控制反应速率；分液漏斗可通过活塞控制液体滴加速度，精准调控反应速率，同时无需液封，密封性更好。（2）伸入集气瓶底部可彻底排尽瓶内空气，防止残留空气导致收集的二氧化碳纯度偏低。 3.（1）×，实验前必须检查装置气密性，防止装置漏气，导致无法收集到气体或气体不纯。（2）×，导管需伸入集气瓶底部，才能充分排出空气，保证气体收集纯净。 探究三：气体检验、验满与实验操作规范 1.（1）氢氧化钙；碳酸钙 （2）不能；不支持 2.（1）检验：操作在集气瓶内，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊则为二氧化碳；验满：操作在集气瓶瓶口，放置燃着木条，木条熄灭则气体已满。检验验证气体种类，验满验证气体是否集满。（2）不能，氮气、稀有气体等气体也不燃烧、不支持燃烧，均能使燃着木条熄灭，无法专属检验二氧化碳。 3. ③②①④⑤⑥ 探究四：实验误区辨析与综合素养提升 1.（1）错误，碳酸钠与稀盐酸反应速率过快，反应剧烈难以控制，气体收集难度大，不适合实验室制取二氧化碳。（2）错误，二氧化碳溶解速率较慢，短时间内可用排水法收集到较纯净的二氧化碳，只是常规实验不推荐。（3）错误，能使燃着木条熄灭的气体不只有二氧化碳，氮气等气体也可实现，无法单独作为检验依据。 2.（1）装置气密性不良、长颈漏斗未液封导致气体逸出、药品用量不足等（任选两条）。（2）使用了浓盐酸，气体中混入氯化氢杂质；澄清石灰水变质；气体未充分通入石灰水等。 3. 大理石（碳酸钙）；稀盐酸；常温；碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳；大；向上排空气；澄清石灰水；不燃烧、不支持燃烧；适中 课堂总结梳理题答案 1. 大理石；稀盐酸；反应迅速难收集；气体含杂质不纯 2. 固体+液体、常温反应；密度；溶解性；向上排空气法 3. 澄清石灰水；内部；燃着木条；瓶口 4. 检查装置气密性；气体验满

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