资源简介

化学《二氧化碳的实验室制取 - 第一课时》教学设计
课题 单元 学科 化学 年级 九年级
学习 目标 宏观辨识与微观探析：认识实验室制取二氧化碳的药品与宏观实验现象，从微观角度理解碳酸钙与稀盐酸的反应本质，区分不同碳酸盐与酸的反应差异。 科学探究与创新意识：通过对比实验探究制取药品、自主选择组装实验装置，掌握气体制备探究方法。 证据推理与模型认知：结合氧气制取模型，推理二氧化碳制取的装置、收集方法，建立气体制备通用思维模型。 科学态度与责任：规范实验操作，养成严谨求实的实验习惯，树立节约药品、绿色实验的环保意识。
重点 教学重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、药品选择依据；固液常温型发生装置与向上排空气法收集装置的选择、组装方法；二氧化碳的检验与验满操作规范。 教学难点：结合反应物状态、反应条件推理发生装置，依据气体性质选择收集装置；辨析不能用碳酸钠、浓盐酸、稀硫酸制取二氧化碳的原因，构建气体制取的系统化思维。
难点
教学过程
教学环节 师生活动 设计意图
导入新课 生活中汽水冒泡、大棚增肥、灭火器灭火都离不开二氧化碳，工业可通过高温煅烧石灰石制取二氧化碳，但操作复杂、条件苛刻。实验室需要便捷、安全、可控的制取方法，本节课我们将通过实验探究，找到实验室制取二氧化碳的最佳方案，掌握气体制取的核心方法。 结合生活常见二氧化碳应用场景，拉近化学与生活的距离，激发学生探究兴趣。通过对比工业制取弊端，引出实验室制取的需求，自然切入课题，同时铺垫气体制取“便捷、可控、安全”的核心原则，为后续探究任务做好铺垫。
讲授新课 任务一：回顾旧知，构建气体制取基础模型 具体任务：结合课本之前氧气实验室制取的相关知识，梳理实验室制取气体的完整流程，总结气体制取需要探究的核心要素，为二氧化碳制取探究建立思维框架。 教师活动：结合课本目录中“气体制取研究”相关板块，抛出引导问题，组织学生小组讨论。提问学生：实验室制取氧气时，我们依次研究了哪些内容？选择发生装置、收集装置的依据分别是什么？气体收集、检验的核心原则是什么？对学生的回答进行梳理、补充、纠错，板书气体制取通用流程：确定反应原理→选择实验药品→组装实验装置→进行实验操作→气体检验与验满→整理实验仪器。同时明确本节课将按照该流程探究二氧化碳制取。 学生活动：快速回顾氧气制取知识，翻阅课本对应内容，以小组为单位交流讨论。主动梳理得出：气体制取需明确反应药品、反应条件，根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据气体密度、溶解性选收集装置。举手回答教师问题，完善气体制取的基本思路，初步建立气体制备的模型认知，为本节课探究活动搭建知识支架。 设计解析：依托课本旧知迁移新知，降低新课学习难度，让学生掌握结构化的探究方法，避免实验探究的盲目性，培养学生的知识迁移能力与归纳总结能力。 任务二：探究实验室制取二氧化碳的最佳药品与反应原理 具体任务：结合课本实验探究内容，对比四组不同药品组合的反应现象，分析反应速率、反应持续性、产物纯度，筛选出实验室制取二氧化碳的最佳药品，熟记反应化学方程式，明确禁忌药品的原因。 教师活动：提前准备四组对比实验药品：碳酸钠与稀盐酸、大理石（石灰石）与稀盐酸、大理石与浓盐酸、大理石与稀硫酸。逐一演示四组实验，引导学生重点观察反应快慢、是否持续反应、有无异常现象。实验结束后，结合课本知识点逐一讲解：碳酸钠反应过快，不易控制，不利于气体收集；浓盐酸具有挥发性，会使收集的气体混有氯化氢杂质；稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖固体表面，终止反应。最终确定最佳药品为大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸，板书反应原理，讲解化学方程式书写要点。 学生活动：认真观察四组实验的宏观现象，详细记录实验结果，小组对比分析各组实验的优缺点。结合教师讲解和课本内容，总结得出实验室制取二氧化碳的最佳药品组合。主动识记碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式，深度理解三种禁忌药品不能使用的核心原因，做好课堂笔记。小组内相互提问巩固，解决自身知识疑惑。 设计解析：通过对比实验探究，让学生以实验现象为证据推理实验结论，落实证据推理核心素养。打破直接灌输知识点的模式，让学生知其然更知其所以然，深刻掌握药品选择的核心依据。 任务三：依据课本知识，选择并组装二氧化碳制取实验装置 具体任务：根据二氧化碳的反应物状态、反应条件、气体物理性质，结合课本装置图，自主选择发生装置和收集装置，规范组装整套实验仪器，掌握装置选择核心规律。 教师活动：结合课本装置探究板块，给出实验仪器清单：试管、锥形瓶、长颈漏斗、单孔橡胶塞、双孔橡胶塞、导管、集气瓶、玻璃片。引导学生分析：制取二氧化碳的反应物为固体大理石和液体稀盐酸，反应无需加热，属于固液常温型反应。同时讲解二氧化碳能溶于水、密度比空气大的性质。随后引导学生自主选择装置，巡视学生组装过程，及时纠正仪器连接错误、导管长短不规范、装置摆放错乱等问题。重点强调：长颈漏斗下端必须伸入液面以下形成液封，防止气体逸出；收集气体时导管需伸入集气瓶底部，保证排尽空气。 学生活动：结合所学知识和课本装置示例，独立分析反应特点和气体性质，自主挑选合适仪器。小组合作完成实验装置组装，严格按照“从下到上、从左到右”的规范操作。组装完成后小组自查装置漏洞，再与邻组相互检查。牢记装置组装的易错点，理解液封、导管伸入底部的实验原理，熟练掌握固液常温型装置的组装方法，总结装置选择的通用规律。 设计解析：让学生自主完成装置选择与组装，充分发挥学生的主体作用，锻炼学生的实验实操能力和动手创新能力。结合课本规范装置，纠正学生的不规范操作，培养严谨的实验思维。 任务四：掌握装置气密性检查方法，规范实验操作流程 具体任务：学习固液常温型装置的气密性检查方法，熟记二氧化碳制取的完整实验步骤，明确实验操作中的安全规范和注意事项。 教师活动：结合课本实验步骤板块，着重讲解气密性检查的核心原理：利用装置内外压强差判断装置是否密闭。现场演示长颈漏斗装置的气密性检查操作：关闭导管弹簧夹，向长颈漏斗中加水，若漏斗内形成稳定水柱且长时间不下降，证明气密性良好。随后梳理完整实验流程：查气密性→装固体药品→加液体药品→收集气体→验满检验→整理仪器。逐一强调实验安全和规范：药品用量适量、禁止明火、规范处理废液、实验后及时清洗仪器。巡回指导学生的模拟操作，纠正错误操作。 学生活动：认真观察教师演示操作，理解压强差的微观原理，模仿练习气密性检查操作。熟记完整实验步骤，标注实验易错点。小组内两两配合，一人操作、一人监督纠错，反复练习装置检查、药品添加等基础操作。牢记实验安全规范，树立安全实验、节约药品、规范处理废液的实验意识，养成良好的实验习惯。 设计解析：气密性检查是气体制取实验的核心难点与必考考点，通过演示+实操练习，帮助学生突破难点。规范实验流程，培养学生严谨、规范的科学实验态度，落实科学态度与责任核心素养。 任务五：探究二氧化碳的检验与验满方法，明确原理差异 具体任务：结合课本知识点，区分二氧化碳检验与验满的操作、试剂、原理，熟练掌握两种操作的规范流程，规避常见操作误区。 教师活动：结合课本核心知识点，明确讲解检验与验满的区别：检验是验证气体是否为二氧化碳，利用二氧化碳与氢氧化钙的反应，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊则为二氧化碳；验满是验证集气瓶内气体是否收集满，利用二氧化碳不支持燃烧、不能燃烧的性质，将燃着的木条放在集气瓶瓶口，木条熄灭则已集满。现场演示两组实验，着重强调易错点：验满木条必须放在瓶口，不能伸入瓶内；检验必须用澄清石灰水，不能用燃着木条。 学生活动：认真观察演示实验，对比两种操作的不同之处，深度理解不同操作的反应原理。记录易错知识点，小组内开展实操模拟，轮流完成检验、验满操作，相互纠正错误。结合所学知识，总结检验与验满的本质区别：检验针对气体成分，验满针对气体收集状态，牢固掌握核心知识点。 设计解析：针对性区分易混淆知识点，帮助学生理清逻辑差异，规避考试与实验中的常见错误，强化学生的证据推理能力，夯实本节课核心知识。 本课时紧扣人教版课本课题内容，以任务式探究为核心，打破传统讲授模式，层层递进设置探究任务。立足学生已有的氧气制取知识基础，通过对比、探究、实操、总结，帮助学生迁移知识，构建气体制取的通用模型。全程以学生为主体，让学生自主完成药品探究、装置选择、实验操作、检验验满等核心环节，教师仅做引导与纠错。在实操中培养学生的实验操作能力、逻辑推理能力，同时渗透严谨的科学态度与绿色化学理念，落实四维核心素养，实现知识掌握、能力提升、素养培育的三维教学目标。
课堂小结 具体任务：整合本节课所有探究内容，梳理二氧化碳实验室制取的完整知识体系，对比氧气与二氧化碳制取的异同，完善气体制取通用思维模型。 教师活动：引导学生以小组为单位开展全面复盘，从反应原理、药品选择、装置选择、操作步骤、检验验满、注意事项六个维度梳理本节课知识。组织学生对比氧气、二氧化碳制取的装置、收集方法差异，提问学生总结气体制取的通用思路。对学生的总结内容进行补充完善，梳理出标准化的气体制取探究模型，帮助学生实现知识系统化、结构化。 学生活动：全员参与小组复盘，主动梳理本节课重难点知识，完善课堂笔记。积极参与对比讨论，清晰区分两种气体制取的异同点。自主归纳气体制取的通用探究方法，将零散的实验知识点整合为完整的知识体系，熟练运用模型思维分析气体制取相关问题。 设计解析：通过复盘总结，帮助学生巩固新知、梳理脉络，实现知识的内化与升华。构建通用气体制取模型，让学生实现举一反三，为后续其他气体制取的学习奠定基础。 说出本节课自己学会什么 归纳知识
板书设计 课题3 二氧化碳的实验室制取（第一课时） 一、反应原理 药品：大理石（石灰石）、稀盐酸 方程式：CaCO + 2HCl = CaCl + H O + CO ↑ 二、药品禁忌 1. Na CO ：反应过快，不易收集 2. 浓盐酸：挥发出HCl，气体不纯 3. 稀H SO ：生成CaSO 薄膜，终止反应 三、实验装置 发生装置：固液常温型（无加热） 收集装置：向上排空气法（密度大于空气、可溶于水） 四、核心操作 1. 气密性检查：水柱稳定不漏气 2. 检验：通入澄清石灰水，变浑浊 3. 验满：燃着木条放瓶口，熄灭 五、气体制取通用模型：原理→药品→装置→操作→检验验满
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