摘要：二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)可以極大地提升學(xué)生的動(dòng)手能力，通過(guò)二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)的研究探索，學(xué)生可以強(qiáng)化鞏固前期的氧氣制取實(shí)驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)一步完善初中氣體制取實(shí)驗(yàn)的知識(shí)體系。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn) 制取

在二氧化碳基礎(chǔ)知識(shí)講解的過(guò)程中，學(xué)生大都處于不理解的狀態(tài)，為了提升學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，加強(qiáng)學(xué)生的印象，進(jìn)一步加深對(duì)二氧化碳實(shí)驗(yàn)制取方法的理解，教師需要采取理論實(shí)踐結(jié)合的方式，讓學(xué)生在初步了解二氧化碳制取方法的過(guò)程中進(jìn)行操作，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)感，起到事半功倍的效果。

1學(xué)情分析

中學(xué)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，對(duì)新鮮事物充滿(mǎn)好奇，具有較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，滿(mǎn)足初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。在學(xué)習(xí)二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作方法以及實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，有過(guò)制取O2的經(jīng)驗(yàn)，因此在CO2制取實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中具有一定的氣體制備經(jīng)驗(yàn)，了解氣體制備實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作流程以及注意事項(xiàng)。學(xué)生是課堂教學(xué)的主體，為了滿(mǎn)足新課改的要求，初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)尊重學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行自主操作與探索，充分釋放初中生的探索天性，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，教師在一旁對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)的安全性，并在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中提出相關(guān)問(wèn)題，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中思考相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)一步思考與探索，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效果。以小組為單位，讓學(xué)生進(jìn)行合作操作，根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)操作方案進(jìn)行CO2的制備，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后教師讓小組之間進(jìn)行交流與探討，加深學(xué)生的印象，最終完成CO2制備實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)將實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)裝置的確定以及實(shí)驗(yàn)裝置使用方面，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前對(duì)操作裝置以及流程進(jìn)行預(yù)習(xí)，在教師的鼓勵(lì)下完成實(shí)驗(yàn)操作。

2教學(xué)分析

初中實(shí)驗(yàn)課是中學(xué)階段的重點(diǎn)課程，是提升學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維的重點(diǎn)課程?！岸趸贾迫〉难芯俊笔侵袑W(xué)階段的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)課程，是人教版實(shí)驗(yàn)教科書(shū)的重點(diǎn)章節(jié)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的形式在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中了解CO2是如何制取的，在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)實(shí)際操作進(jìn)一步感受實(shí)驗(yàn)的魅力。在學(xué)習(xí)此章節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)掌握了制取O2的方法，在前期實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中了解實(shí)驗(yàn)的基本步驟以及注意事項(xiàng)，在制取O2實(shí)驗(yàn)中已基本掌握實(shí)驗(yàn)的操作方法，因此在進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生回憶O2的制作方法，并講解制取CO2的反應(yīng)原理，讓學(xué)生在基本了解反應(yīng)原理之后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際探索，以探究的形式自主研討論CO2的制取方法，并選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，通過(guò)相關(guān)器材裝置完成實(shí)驗(yàn)。本教材在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，學(xué)生首先對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中氣體的性質(zhì)進(jìn)行了分析，并對(duì)氣體發(fā)生裝置以及收集裝置的使用條件進(jìn)行分析，了解反應(yīng)物的狀態(tài)、發(fā)生反應(yīng)需要具備的條件、所產(chǎn)生氣體的密度等特征，進(jìn)一步了解各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的性質(zhì)，同時(shí)將CO2與O2的各項(xiàng)性質(zhì)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者之間的區(qū)別。在此基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備一定的實(shí)驗(yàn)儀器，讓學(xué)生在理論知識(shí)學(xué)習(xí)之后進(jìn)行自主探索與操作，并通過(guò)所提供的實(shí)驗(yàn)裝置完成CO2的制取，幫助學(xué)生進(jìn)一步形成實(shí)驗(yàn)思路，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維，掌握氣體制作的方法。

3教學(xué)目標(biāo)

3.1知識(shí)與技能

（1） 提前預(yù)習(xí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作之前可以掌握氣體制取的相關(guān)思路以及方法；

（2） 通過(guò)教材講解，學(xué)生掌握二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)原理以及理想藥品的選擇；

（3） 學(xué)生熟悉氣體制取實(shí)驗(yàn)相關(guān)裝置，并了解各裝置的使用方法；

（4） 在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中學(xué)生提升的動(dòng)手操作能力，在小組交流探討中提升交流能力，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)思維。

3.2過(guò)程與方法

（1） 幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)中的概括、歸納、比較等信息處理方法；

（2） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)情景教學(xué)啟發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。

3.3情感態(tài)度與價(jià)值觀

（1） 以實(shí)驗(yàn)操作、探討為基礎(chǔ)，幫助學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提升學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)知；

（2） 在化學(xué)氣體制備實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中滿(mǎn)足初中生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新精神。

4教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

4.1教學(xué)重點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)室制取CO2的化學(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

4.2教學(xué)難點(diǎn)

從二氧化碳制取裝置的探究過(guò)程中，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)室氣體制取裝置的設(shè)計(jì)思維水平。

5教學(xué)過(guò)程

5.1創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

師：泡騰片放到水里為什么會(huì)產(chǎn)生大量氣泡？

生：觀察泡騰片放到水里。

師：泡騰片是常見(jiàn)的藥劑，在日常生活中將泡騰片放到水中會(huì)出現(xiàn)冒氣泡的現(xiàn)象，此氣泡就是二氧化碳，之所以會(huì)產(chǎn)生氣泡是因?yàn)榕蒡v片與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而出現(xiàn)氣泡。泡騰片是有機(jī)酸和碳酸氫鈉（小蘇打）的混合物，當(dāng)與水混合后，滿(mǎn)足反應(yīng)的條件，其中的碳酸氫鈉以及有機(jī)酸在水中發(fā)生電離，并在水中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量的二氧化碳，提升飲用水的口感。

師：在第二單元我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的制取方法，請(qǐng)同學(xué)們回顧實(shí)驗(yàn)室制取氣體思路和方法，根據(jù)這一思路來(lái)探究二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法。

【知識(shí)回顧】

（1） 實(shí)驗(yàn)室里制取氣體的裝置包括和兩部分。確定氣體的發(fā)生裝置應(yīng)考慮的因素是和，確定氣體的收集裝置應(yīng)考慮的因素是氣體的和等。

（2） 實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理、，從下圖中選出每種原理對(duì)應(yīng)的制取裝置，填在上述對(duì)應(yīng)的括號(hào)內(nèi)。

生：從藥品選擇、反應(yīng)原理、發(fā)生裝置選擇、收集裝置選擇等幾個(gè)方面進(jìn)行探究。

師：同學(xué)們想一想，哪幾種反應(yīng)能生成二氧化碳？

生：列舉知道的能生成二氧化碳的反應(yīng)，寫(xiě)出化學(xué)方程式。

（以上是二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)的引入環(huán)節(jié)，通過(guò)泡騰片遇水冒泡的現(xiàn)象，給學(xué)生新奇的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的探索欲望，為二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步教學(xué)做鋪墊。學(xué)生需要根據(jù)資料考慮：氣體的制備、反應(yīng)原理以及原料的選擇在反應(yīng)時(shí)是否容易控制；速率是否適中；生成氣體是否純凈；條件是否容易滿(mǎn)足；原料是否容易獲得且價(jià)格是否低廉；原料和產(chǎn)物是否有毒、有害等，進(jìn)而探究實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的理想原料。）

5.2探究發(fā)現(xiàn)，激勵(lì)創(chuàng)新

（1） 探究實(shí)驗(yàn)室制取 CO2 的藥品

實(shí)驗(yàn)一，實(shí)驗(yàn)藥品：碳酸鈉和稀鹽酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：冒出大量氣泡、反應(yīng)速率非?？?；

實(shí)驗(yàn)二，實(shí)驗(yàn)藥品：石灰石和稀鹽酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：冒出大量氣泡、反應(yīng)速率適中；

實(shí)驗(yàn)三，實(shí)驗(yàn)藥品：石灰石和稀硫酸；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：冒出少量氣泡、反應(yīng)速率慢、且反應(yīng)一會(huì)兒就結(jié)束。

師：為什么一般不用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制CO2？為什么不選用反應(yīng)速度很快的稀鹽酸與碳酸鈉反應(yīng)？

生：查閱資料。因?yàn)槭沂拖×蛩衢_(kāi)始反應(yīng)時(shí)會(huì)生成微溶于水的硫酸鈣薄膜，附著在石灰石的表面，使它不能接觸到稀硫酸，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。這一環(huán)節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比探究，深入剖析化學(xué)反應(yīng)內(nèi)因的能，究竟選擇哪兩種物質(zhì)相互反應(yīng)制取二氧化碳，從而確定實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的理想藥品。

（2） 探究反應(yīng)原理

在這個(gè)探究教學(xué)環(huán)節(jié)中，老師提前一天布置課下學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生通過(guò)查找有關(guān)資料獲得實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳藥品是石灰石（或大理石）和稀鹽酸，石灰石和大理石的主要成分均為碳酸鈣，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)原理：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑，從而使學(xué)生置身于真實(shí)的問(wèn)題情境中。

（3） 探究制取二氧化碳的裝置

師：從反應(yīng)原理、反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件、氣體密度與空氣密度比較大小和是否與水反應(yīng)等方面，比較二氧化碳和氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取。

生：完成教材中的表格。

師：實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置和制取氧氣的裝置是否一樣？

生：討論交流，分析得出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的裝置與過(guò)氧化氫和二氧化錳制取氧氣的裝置相似。

（初中生的思維較為活躍，此環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)課程的探索環(huán)節(jié)，在此環(huán)節(jié)中教師讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇以及實(shí)驗(yàn)原理流程，一定程度上發(fā)揮初中生的主觀能動(dòng)性，提升學(xué)生的創(chuàng)造性思維，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中思考?xì)怏w實(shí)驗(yàn)制取的發(fā)生裝置以及收集裝置的選擇，并了解實(shí)驗(yàn)器材的使用方法以及注意事項(xiàng)，從實(shí)驗(yàn)材料以及反應(yīng)物的反應(yīng)條件、物理性質(zhì)等方面進(jìn)行綜合考慮，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)二氧化碳實(shí)驗(yàn)制取的相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行思考，進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)反應(yīng)物的物理、化學(xué)性質(zhì)，并了解實(shí)驗(yàn)發(fā)生裝置以及收集裝置的異同。）

（4） 學(xué)生動(dòng)手制取二氧化碳

動(dòng)手操作環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)課程的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在實(shí)驗(yàn)操作之前學(xué)生需要確定好制取裝置，當(dāng)選擇好合適的發(fā)生裝置以及收集裝置后，學(xué)生可以選擇藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并收集實(shí)驗(yàn)制取的二氧化碳。此環(huán)節(jié)中教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)與評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，初步掌握實(shí)驗(yàn)的操作流程，加深對(duì)二氧化碳反應(yīng)原理的理解，感受實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。

5.3歸納總結(jié)，鞏固知識(shí)

生：學(xué)完二氧化碳制取實(shí)驗(yàn)之后，加強(qiáng)了我對(duì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)的興趣，讓我了解到二氧化碳制取所需要的藥品以及實(shí)驗(yàn)室的制取收集方法，并在實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中了解到各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)器材選擇制取流程，以及各項(xiàng)制取裝置或藥品的優(yōu)缺點(diǎn)。

師：在二氧化碳實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓我了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的難點(diǎn)，并總結(jié)出氣體制取的一般思路與方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況選擇合適的反應(yīng)物以及條件。

5.4歸納總結(jié)

5.4.1藥品及反應(yīng)原理

藥品：石灰石或大理石（主要成分為CaCO3）和稀鹽酸（HCl）。

反應(yīng)原理：

CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 ↑

碳酸鈣氯化鈣

5.4.2制取裝置

發(fā)生裝置——固液常溫型（見(jiàn)圖1）

收集裝置：向上排空氣法

放置：正放（見(jiàn)圖2）

檢驗(yàn)方法：將氣體通入澄清的石灰水

驗(yàn)滿(mǎn)方法：將燃著的木條放在集氣瓶口（見(jiàn)圖3）

5.4.3實(shí)驗(yàn)步驟：

查裝收驗(yàn)（滿(mǎn)）放

【課后提升】

（1） 已知氨氣是一種無(wú)色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶于水。實(shí)驗(yàn)室常用堿石灰和硫酸銨兩種固體混合加熱的方法制取氨氣。根據(jù)所學(xué)的知識(shí)判斷，實(shí)驗(yàn)室制取氨氣時(shí)應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是（用下圖字母填空，下同），應(yīng)選擇的收集裝置是。

（2） 硫化氫（H2S）是一種密度比空氣大且溶于水的氣體，實(shí)驗(yàn)室常用塊狀固體硫化亞鐵（FeS）與稀硫酸反應(yīng)制取硫化氫，實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫應(yīng)選擇的制取裝置是（用下圖字母填空）。

5.5強(qiáng)化訓(xùn)練

（1） 在實(shí)驗(yàn)室里制取二氧化碳時(shí)一般采取以下操作步驟：

① 裝入塊狀的大理石或石灰石；

② 用向上排空氣法收集二氧化碳；

③ 連接儀器，檢查裝置的氣密性；

④ 注入稀鹽酸。正確的操作步驟為（填序號(hào)）。

（2） 最適合實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的反應(yīng)物是（）

A. 碳酸鈉粉末和稀硫酸

B. 石灰石和稀鹽酸

C. 大理石和稀硫酸

D. 大理石和濃鹽酸

（3） 實(shí)驗(yàn)室制取氣體選擇收集方法時(shí)，必須考慮的是①顏色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否與水反應(yīng)（）

A. ①②③B. ②③④

C. ③④⑤D. ②③⑤

（4） 鉛蓄電池中含有硫酸，如果不慎將硫酸漏到大理石地面上，會(huì)發(fā)出嘶嘶聲，并有氣體產(chǎn)生。這種氣體是（）

A. 二氧化硫B. 氧氣

C. 氫氣D. 二氧化碳

（5） 檢驗(yàn)集氣瓶里收集的是不是二氧化碳的方法最好的是（）

A. 加入澄清石灰水，觀察是否變渾濁

B. 將燃著的木條插入集氣瓶中，觀察是否立即熄滅

C. 加入紫色石蕊試液，觀察是否變紅色

D. 將燃著的木條放在集氣瓶口，觀察是否立即熄滅

5.6中考鏈接

（1） （2018·云南）根據(jù)下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置回答問(wèn)題。

① 寫(xiě)出標(biāo)注儀器的名稱(chēng)：a，b。

② 實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳選用的發(fā)生裝置是（填字母代號(hào)），反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

③ 能用C裝置收集二氧化碳?xì)怏w的理由是。

（2） （2021·天津）根據(jù)下列裝置圖回答問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸制取并收集二氧化碳，應(yīng)選用的裝置為（填序號(hào)），反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3） （2021·黑龍江）下圖是實(shí)驗(yàn)室制取氣體可能用到的儀器。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

① 圖中儀器G的名稱(chēng)是，它的用途是。

② 利用圖中儀器組合（填儀器下對(duì)應(yīng)字母，從A～G中選擇），可制取并收集一種密度比空氣大的氣體，實(shí)驗(yàn)室制取該氣體的化學(xué)方程式為。

③ 若用H裝置收集②中制得的氣體，則氣體應(yīng)從端通入。（填“a”或“b”）

6結(jié)束語(yǔ)

在初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)當(dāng)考慮學(xué)生的實(shí)際情況，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)能力以及教學(xué)內(nèi)容，制定合理的教學(xué)方案與設(shè)計(jì)，并開(kāi)展相應(yīng)的探究活動(dòng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)器具以及裝置的選擇、操作步驟與規(guī)范等知識(shí)的教學(xué)，幫助學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣，進(jìn)一步完善初中實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度完成實(shí)驗(yàn)方法教學(xué)，提升初中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)與能力。