《二氧化碳制取的研究》教學設計【課標內容】本節課在《義務教育化學課程標準（2022年版）》中體現的內容為：1.2.1科學探究的能力了解科學探究過程包括提出問題、形成假設、設計并實施實驗或調查方案、獲取證據、分析解釋數據、形成結論及建構模型、反思評價及表達交流等要素。1.2.2基本的化學實驗技能學會試劑的取用、簡單儀器的使用及連接、加熱等實驗基本操作。初步學會在教師指導下根據實驗需要選擇實驗試劑和儀器，并能安全操作。1.3化學實驗探究的思路與方法通過具體的實驗活動初步形成化學實驗探究的一般思路與方法，知道圍繞實驗目的確定實驗原理，選擇實驗儀器，組裝實驗裝置，設計實驗步驟，實施實驗并完成實驗記錄，基于實驗事實得出結論。通過實驗室里制取氧氣的方法和設計思路，探索實驗室制取二氧化碳的藥品和實驗裝置，讓學生初步學習科學探究的基本過程（提出假設，實驗探究，獲得結論）和方法，體驗化學實驗的方法的科學性；能進行初步的科學探究活動。本課是新教材《化學》九年級人教版上冊第六單元課題2的教學內容。作為新教材《二氧化碳制取的研究》，安排在學生學習了碳的單質和化學性質之后，有由淺入深的作用。本節課在全書乃至整個化學學習過程中，所占有的地位十分重要。它是培養學生在實驗室中制取氣體時，形成藥品的選擇、裝置的設計、實驗的方法及實驗改進等思路的最佳素材。上好此節課對學生今后學習元素化合物知識、提高化學基本實驗技能及實驗探究能力都有深遠的影響。學生已有了實驗室制取氧氣的知識基礎和相應的實驗操作技能，對于氣體制備應考慮的幾個主要問題如反應原理、實驗裝置、氣體收集等也比較熟悉，應該說，學生已具備了研究如何制取二氧化碳的先決條件。通過活動和探究的方式來研究實驗室中制取二氧化碳的裝置及其改進，并利用設計的裝置制取二氧化碳這一教學目標是能夠達成的。1．知識與能力(1)知道實驗室制取二氧化碳所用的藥品、發生裝置的選取、操作步驟、檢驗和收集方法。(2)初步解釋選擇所用試劑、裝置及收集方法的原因。(3)通過對二氧化碳制取的研究，提高和鍛煉學生小組協作設計并完成一些簡單的化學實驗的能力。2．情感、態度與價值觀(1)保持和增強學生對生活和自然界中化學現象的好奇心和探索欲，培養和發展學生學習化學的興趣。(2)通過開展探究活動，培養學生的集體協作精神與能力。1．實驗室制取二氧化碳的原理、操作步驟。2．實驗裝置的設計與選擇3．二氧化碳的收集方法及驗滿。4．實驗室制取氧氣、二氧化碳氣體的比較。啟發探索法：講解、討論、實驗的引導探究。課時安排2課時（第一課時主要講解原理、裝置，第二課時制取二氧化碳氣體）儀器：注射器、錐形瓶、平底燒瓶、大試管、集氣瓶、長頸漏斗、（帶導管的）雙孔塞及單孔塞、帶塞子的彎導管、水槽、酒精燈、藥匙、破底試管，銅絲，帶孔小藥瓶、分液漏斗、干燥管、具支試管、U形管。藥品：碳酸鈉粉末、碳酸鈣粉末、石灰石、稀鹽酸、稀硫酸、澄清的石灰水、木條。多媒體展示有關溫室效應造成的氣候異常圖片資料提問：造成溫室效應的主要物質是什么？引出二氧化碳制取課題。【板書】：課題2二氧化碳制取的研究二、新課探究可以產生二氧化碳的化學反應有很多，請大家回憶并總結一下這些反應能否用于在實驗室里制取二氧化碳？說明理由。引導學生從是否消耗能源、材料是否經濟、操作是否簡便以及是否符合環保等方面考慮，合理選取和利用物質，并且盡可能符合綠色化學的要求。（將學生的回答列舉到表Ⅰ中）1.實驗室制取二氧化碳的反應原理[板書]一、實驗室制取二氧化碳的反應原理師生共同討論歸納：表I生成二氧化碳的反應能否用于實驗室里制取二氧化碳和理由C+O2點燃CO2不能，木炭在氧氣中燃燒，CO2中可能含有多余的O2或不完全燃燒產生的COC+2CuO高溫2Cu+CO2↑不能，制得的CO2中可能混有CO，尾氣需處理CO+CuO△Cu+CO2不能，反應需高溫，制得的CO2中含有COH2CO3==H2O+CO2↑不能，碳酸不穩定，不存在濃溶液CaCO3高溫CaO+CO2↑不能，反應需高溫CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑原料易得，常溫下反應，放出氣體速度平緩，制得的CO2多[板書]二、實驗室里制取二氧化碳的實驗裝置[提問]實驗室里制取氣體的裝置包括發生裝置和收集裝置兩部分，選擇裝置時要考慮哪些因素呢？[板書]1、裝置的選擇[投影]固體或固體混合物反應反應物的狀態固體和液體反應氣體發生裝置液體和液體反應反應條件（是否需要加熱、加催化劑等）回憶實驗室制取氧氣，填表Ⅱ（反應物及狀態、反應條件、發生裝置欄）密度比空氣大——向上排空氣法排空氣法密度比空氣小——向下排空氣法氣體收集裝置氣體收集裝置（要求所制氣體密度與空氣相差較大且不與空氣中氣體發生反應，特點是制得的氣體干燥但不純凈）排水法（要求所制氣體不易溶于水，且不與水發生反應，特點是制得的氣體純凈但不干燥）回憶氧氣的性質，填表Ⅱ（溶解性、密度、收集裝置欄）2.活動與探究：實驗室里制取二氧化碳（1）二氧化碳和氧氣制取方法及相關性質的比較復習二氧化碳的性質，分析并比較二氧化碳和氧氣性質和制取上的異同點。填表Ⅱ。通過對比，找出相同點，引導學生對知識遷移，能選擇實驗室制取二氧化碳的簡易裝置。[投影]表Ⅱ反應物及狀態反應條件發生裝置收集裝置溶解性是否與水反應密度氧氣KMnO4(固體)需加熱不易溶于水且不與水反應比空氣大H2O2和MnO2（液體和固體）不需加熱二氧化碳CaCO3和HCl（固體和液體）不需加熱可溶于水且與水反應比空氣大教師對上述簡易裝置逐步提出要求，分析優缺點，引導學生對裝置進行改進，揭示知識的構建過程，幫助學生掌握研究和設計的方法、途徑。（2）設計最佳實驗裝置[討論]制取二氧化碳的幾種發生裝置的優缺點。[教師歸納]最佳裝置要能滿足3個要求：能在反應過程中添加鹽酸；能在反應過程中添加石灰石；能方便地控制反應的發生和停止。[討論]以下儀器供設計裝置時選擇，也可以另選或自制儀器或替代品。[討論]小組討論設計制取二氧化碳的發生裝置，畫出簡圖并注明簡要的操作過程，看哪個小組設計得最好，成為我們這次活動中最優秀的設計師。[投影]展示學生設計的草圖[討論]全班分析討論：由設計小組代表講述操作過程，其他同學質疑，按表Ⅲ要求集體討論其優缺點及修改措施。表Ⅲ實驗要求12345678…能否在反應發生過程中加鹽酸能否在反應發生過程中加石灰石控制反應的發生和停止是否方便[提問]怎樣檢查生成的氣體是二氧化碳？（將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁。）[提問]怎樣證明集氣瓶已收集滿二氧化碳？（將燃燒著的木條伸至集氣瓶口，木條火焰熄滅。或用蘸有澄清石灰水的玻璃棒伸至集氣瓶口，石灰水變渾濁。）3.小組實驗各小組按照自己的設計，選擇儀器，自行組裝并進行實驗。[投影]實驗步驟：(1)接好儀器裝置(2)查裝置的氣密性（圖1裝置：將導氣管伸入水中，對試管加熱，導管口有氣泡產生，停止加熱后，導管內上升形成一段水柱，證明裝置不漏氣。圖2裝置：將導氣管用鐵夾夾緊，向長頸漏斗內注水，水不能流進錐形瓶內，證明裝置不漏氣。）(3)裝入藥品（先加石灰石后加鹽酸），反應并收集二氧化碳。(4)反應后液體倒入廢液缸內，清洗儀器，復位。[探究]實驗室里制取二氧化碳為什么用石灰石（或大理石）和稀鹽酸來反應？能不能把大理石換成碳酸鈉，用稀硫酸或濃鹽酸代替稀鹽酸？通過觀察實驗來解決這個問題。實驗編號實驗藥品實驗現象1碳酸鈉和稀鹽酸冒出大量氣泡反應速率非常快2碳酸鈉和稀硫酸冒出大量氣泡反應速率非常快3石灰石和稀硫酸冒出少量氣泡，反應速率慢，且反應一會兒就結束4石灰石和濃鹽酸濃鹽酸有揮發性，生產的氣體中含有HCI[討論并歸納]碳酸鈉跟稀鹽酸以及碳酸鈉和稀硫酸反應十分劇烈，迅速產生大量氣泡；石灰石跟稀硫酸反應，開始有氣泡產生，過一會氣泡逐漸減少，以致反應停止；濃鹽酸的揮發性很強，會導致氯化氫氣體混入產生的二氧化碳氣體內。4、課后實踐與探究[家庭小制作][友情提示]利用生活中常見用品和廢棄物品制作一套制取二氧化碳的裝置，課后仿照課上圖例，用各種加工過的塑料瓶、玻璃瓶作反應容器，用圓珠筆芯、塑料吸管、自行車氣門芯膠皮管、醫用膠皮管作導氣管，制作一些裝置。利用小塊石灰石、大理石碎片、貝殼、雞蛋殼、和食醋、白醋反應進行實驗。將裝置帶到學校展覽，討論裝置的優缺點。充分利用資源，變廢為寶，既可解決儀器、藥品短缺問題，又可培養大家的實踐能力，節約和環保意識。三、課堂小結本節課以氧氣制取的復習，為突破教學難點做好鋪墊，讓學生回憶已有知識，為研究如何制取二氧化碳確定研究方向。并培養學生分析問題評價實驗方案的能力，培養學生綠色化學的理念，初步形成實驗室制取氣體的反應原料的選擇思路，更注重學生獲取新知的體驗學習，培養學生合作意識，提高其通過實驗獲取化學知識的能力。通過對實驗室制取氧氣和二氧化碳的類比，讓學生找到規律，指導探究其他氣體的制取，從而鍛煉學生對知識舉一反三的能力，使學生的思維得以發散，提升對知識間的聯系和遷移的把握。本節課師及時反饋，肯定學生，做到以人為本。四、作業布置課題2二氧化碳制取的研究一、反應原理和原料的選擇：原料：石灰石（大理石）（塊狀）、稀鹽酸原理：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑二、實驗裝置的選擇：固體+液體（不加熱）實驗裝置的改進：簡易裝置→便于加酸→控制反應本節課我以“以人為本”為理念，以培養學生的化學核心素養為目標，圍繞“實驗室制取二氧化碳的研究”這條主線展開教學，讓學生會用眼光化學觀察世界，會用化學思維思考世界，會用化學語言表述世界。第一，我用視頻引入激