初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）二氧化碳的实验室制取教案

这是一份初中化学人教版（2024）九年级上册（2024）二氧化碳的实验室制取教案，共7页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学方法，教学准备，教学过程，板书设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。
（一）知识与技能
掌握实验室制取二氧化碳的反应原理，能写出大理石（或石灰石）与稀盐酸反应的化学方程式}，理解选择该反应的原因（反应速率适中、原料易得、成本较低）。
学会根据反应原理选择合适的实验装置（发生装置：固液不加热型；收集装置：向上排空气法），能说明选择装置的依据（反应物状态、反应条件、气体密度与溶解性）。
掌握实验室制取二氧化碳的操作步骤（连接仪器→检查气密性→装药品→收集气体→检验与验满），能正确进行实验操作，避免常见错误（如长颈漏斗末端未伸入液面下导致漏气）。
学会二氧化碳的检验方法（通入澄清石灰水，石灰水变浑浊）和验满方法（将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭则已收集满），能准确判断实验结果。
（二）过程与方法
通过对比 “实验室制取氧气的装置” 与 “二氧化碳的实验装置”，学习根据反应特点选择实验装置的方法，培养对比分析和归纳总结能力。
参与 “二氧化碳制取” 的分组实验，经历完整的实验探究过程，提升实验操作、现象观察和问题解决能力（如处理装置漏气、收集不到气体等问题）。
通过讨论 “不同原料（如碳酸钠与稀盐酸、大理石与稀硫酸）对反应的影响”，学习控制变量法，培养科学探究的思维方式。
（三）情感态度与价值观
感受化学实验的严谨性，在实验操作中培养规范操作、实事求是的科学态度，激发对化学实验的兴趣。
认识实验室制取二氧化碳在实际中的应用（如实验室制备少量气体用于性质探究），体会化学实验与化学知识的紧密联系，增强学习化学的实用性认知。
在小组实验和讨论中，培养合作交流精神，学会倾听与分享，提升团队协作能力。
二、教学重难点
（一）教学重点
实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置选择（发生装置与收集装置）。
二氧化碳的制取操作步骤、检验方法与验满方法。
（二）教学难点
根据反应物状态、反应条件、气体性质选择合适的实验装置（如区分固液不加热型发生装置的不同类型：长颈漏斗型、分液漏斗型）。
实验操作中的细节把控（如检查气密性的方法、长颈漏斗末端伸入液面下的原因、收集时导管伸入集气瓶的位置）。
分析不同实验原料（如碳酸钠、碳酸钙与不同酸的组合）对反应速率的影响，理解选择大理石（或石灰石）与稀盐酸的合理性。
三、教学方法
对比分析法、实验探究法、分组合作法、讲授法、多媒体辅助教学法
四、教学准备
（一）材料与器材准备
实验器材：试管、锥形瓶、长颈漏斗、分液漏斗、双孔橡胶塞、单孔橡胶塞、玻璃导管、橡胶管、集气瓶、玻璃片、长颈漏斗、止水夹、烧杯、镊子、药匙、酒精灯（备用）。
实验药品：大理石（或石灰石）、碳酸钠粉末、稀盐酸（1:3，体积比）、稀硫酸、澄清石灰水、燃着的木条。
多媒体资源：实验室制取氧气的实验装置图（回顾用高锰酸钾、过氧化氢制氧的装置）、二氧化碳制取实验装置的动画演示（不同发生装置的工作原理）、实验操作注意事项的视频。
辅助工具：实验装置选择对比表、实验操作流程图、分组实验任务单（包含实验步骤、现象记录、问题思考）。
（二）知识准备
回顾实验室制取氧气的两种方法（高锰酸钾加热制氧、过氧化氢与二氧化锰常温制氧），梳理实验装置选择的依据（反应物状态、反应条件）。
复习二氧化碳的物理性质（密度比空气大、能溶于水）和化学性质（与澄清石灰水反应），为收集、检验和验满方法的学习奠定基础。
简单了解复分解反应的概念（如酸与盐的反应），帮助理解大理石与稀盐酸的反应原理。
五、教学过程（1 课时，45 分钟）
（一）导入新课（5 分钟）
【回顾旧知】提问：“之前我们学习了二氧化碳的性质，知道它能使澄清石灰水变浑浊，也能用于灭火。那么在实验室中，我们该如何制取少量二氧化碳来进行性质探究呢？”
【情境对比】展示实验室制取氧气的两套装置图（高锰酸钾制氧的固体加热型装置、过氧化氢制氧的固液不加热型装置），提问：“制取二氧化碳的装置会和它们相同吗？选择装置时需要考虑哪些因素？今天我们就来学习二氧化碳的实验室制取方法。”
【引出课题】通过回顾旧知和对比氧气制取装置，引发学生思考，自然引出本节课课题 —— 二氧化碳的实验室制取。
（二）新课讲授（30 分钟）
实验室制取二氧化碳的反应原理（8 分钟）
【原料选择讨论】展示三组可能的反应原料：
组 1：碳酸钠粉末与稀盐酸；
组 2：大理石与稀硫酸；
组 3：大理石与稀盐酸。
【演示实验对比】分别进行三组反应的演示实验，让学生观察反应速率：
组 1：反应剧烈，迅速产生大量气泡，短时间内反应结束（不利于收集气体）；
组 2：反应初期产生气泡，随后气泡逐渐减少，最终停止（生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行）；
组 3：反应速率适中，持续产生气泡（便于控制和收集气体）。
【确定原理】总结：实验室常用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为，强调选择该组合的原因：反应速率适中、原料易得（大理石常见且廉价）、产物无污染（生成的氯化钙溶于水，水为液态，仅二氧化碳为气体）。
实验装置的选择（12 分钟）
（1）发生装置的选择
【分析依据】结合反应原理，分析反应物状态和反应条件：大理石（固体）与稀盐酸（液体）反应，不需要加热（常温即可进行）。
【对比氧气装置】回顾过氧化氢制氧的固液不加热型装置，说明二氧化碳的发生装置与该装置类型相同，常见有两种：
类型 1：长颈漏斗型（锥形瓶 + 长颈漏斗 + 双孔塞）：优点是便于添加稀盐酸，缺点是添加盐酸时可能导致气体逸出（需注意长颈漏斗末端必须伸入液面下，形成液封）；
类型 2：分液漏斗型（锥形瓶 + 分液漏斗 + 双孔塞）：优点是可通过分液漏斗控制稀盐酸的滴加速度，进而控制反应速率，且密封性更好。
【装置展示】展示两种发生装置的实物和结构图，讲解各部件的作用（长颈漏斗 / 分液漏斗：添加液体药品；锥形瓶：反应容器；导管：导出气体）。
（2）收集装置的选择
【结合气体性质】回顾二氧化碳的物理性质：密度比空气大（相对分子质量 44＞29，空气平均相对分子质量）、能溶于水且与水反应。
【确定收集方法】分析：由于二氧化碳能溶于水且与水反应，不能用排水法收集；因其密度比空气大，可用向上排空气法收集（气体从长导管进入集气瓶，空气从短导管排出，或直接将导管伸入集气瓶底部，空气从瓶口排出）。
【装置展示】展示向上排空气法的收集装置图，强调导管需伸入集气瓶底部，确保将集气瓶内的空气排尽，收集到较纯净的二氧化碳。
操作步骤、检验与验满（10 分钟）
（1）操作步骤（结合实验流程图讲解）
① 连接仪器：按 “发生装置→导管→收集装置” 的顺序连接好实验装置。
② 检查气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶外壁（或微热锥形瓶），若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好（若漏气，需检查橡胶塞是否塞紧、导管是否破损，重新连接或更换部件）。
③ 装药品：先向锥形瓶中加入适量大理石（或石灰石）颗粒（注意块状固体的添加方法：用镊子夹取，放在锥形瓶瓶口，缓慢直立锥形瓶，使固体滑至瓶底，避免打破瓶底）；再通过长颈漏斗（或分液漏斗）向锥形瓶中加入稀盐酸，长颈漏斗末端需伸入液面下（形成液封，防止气体从长颈漏斗逸出）。
④ 收集气体：将导管伸入集气瓶底部，用玻璃片盖住集气瓶口（留一条缝隙），收集二氧化碳；待集气瓶内空气排尽后，用玻璃片完全盖住集气瓶口，将集气瓶正放在桌面上（因二氧化碳密度比空气大）。
（2）检验方法
【原理回顾】利用二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀的性质，讲解检验方法：将收集到的气体通入少量澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明该气体是二氧化碳（3）验满方法
【依据性质】利用二氧化碳不燃烧也不支持燃烧的性质，讲解验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口（注意不要伸入瓶内），若木条立即熄灭，说明集气瓶内已收集满二氧化碳；若木条继续燃烧，需继续收集。
（三）分组实验与问题解决（7 分钟）
【分组实验】将学生分成若干小组，每组根据提供的器材（锥形瓶、长颈漏斗、导管、集气瓶、大理石、稀盐酸等），按照操作步骤进行二氧化碳的制取、检验与验满实验，填写实验任务单（记录实验现象、操作难点、遇到的问题及解决方法）。
【教师巡视指导】重点关注以下问题并及时指导：
气密性检查是否规范，若漏气如何调整（如拧紧橡胶塞、更换导管）；
长颈漏斗末端是否伸入液面下，若未伸入如何纠正；
收集时导管是否伸入集气瓶底部，验满操作是否正确；
检验时澄清石灰水是否变浑浊，若不变浑浊分析原因（如装置漏气未收集到气体、盐酸浓度过高导致二氧化碳中混有氯化氢气体）。
（四）课堂小结（3 分钟）
【师生共同梳理】
反应原理：实验装置：发生装置（固液不加热型：长颈漏斗型 / 分液漏斗型），收集装置（向上排空气法）。
操作步骤：连接仪器→检查气密性→装药品→收集气体→检验与验满。
关键方法：检验（通入澄清石灰水，变浑浊），验满（燃着木条放瓶口，熄灭）。
【思维导图总结】展示提前设计的思维导图模板，引导学生一起填充核心知识点，形成系统的知识框架，强化记忆。
（五）布置作业（2 分钟）
完成教材课后习题 9-12 题，重点巩固实验原理、装置选择和操作步骤。
实践任务：回家后利用厨房中的材料（如小苏打、白醋），尝试制作简易的二氧化碳制取装置，观察反应现象，并记录实验过程（注意安全，避免酸液溅到皮肤）。
拓展思考：设计一个 “能控制反应发生与停止” 的二氧化碳发生装置（提示：可利用弹簧夹控制压强，使固体与液体分离或接触），下节课分享设计方案。
六、板书设计
二氧化碳的实验室制取
一、反应原理
原料：大理石）+ 稀盐酸
化学方程式选择原因：速率适中、原料易得、成本低
二、实验装置
发生装置：固液不加热型
类型 1：锥形瓶 + 长颈漏斗（需液封）
类型 2：锥形瓶 + 分液漏斗（控速率）
收集装置：向上排空气法
依据：密度比空气大、能溶于水且与水反应
三、操作步骤
连接仪器 → 检查气密性 → 装药品（先固后液）→ 收集气体 → 检验与验满
四、检验与验满
检验：通入澄清石灰水 → 变浑浊
验满：燃着木条放瓶口 → 熄灭（证明已满）
七、教学反思
优势：通过对比不同原料的反应速率，让学生理解选择大理石与稀盐酸的合理性，突破 “反应原理” 的重点；结合氧气制取装置对比分析，帮助学生掌握装置选择的方法，有效解决 “装置选择” 的难点；分组实验让学生亲身体验实验过程，提升操作能力和问题解决能力，同时增强课堂互动性。
不足：部分学生在检查气密性和添加固体药品时操作不规范（如紧握锥形瓶力度不够、块状固体直接投入瓶底），导致实验效率较低；少数小组因装置漏气未收集到二氧化碳，影响实验体验；对 “分液漏斗控制反应速率” 的原理讲解不够深入，部分学生理解较浅。
改进方向：下次教学可提前录制实验操作规范视频，课前播放让学生预习；增加气密性检查和固体添加的专项演示，强调操作细节；准备备用的实验装置，及时为漏气小组更换，确保实验顺利进行；通过动画演示分液漏斗的工作原理，帮助学生理解其控制反应速率的机制。