“二氧化碳性質和用途”教學設計

文章編號：1005－6629(2008)11－0040－03中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

1 教材分析

“二氧化碳”選自浙江教育出版社《科學(第4冊)》第二章第五節“光合作用”，是第二課時的內容。這是繼前面已經學習過的氧氣的性質、制取及用途之后，又一次學習另一種物質的性質、制取及用途，二氧化碳是與生活實際聯系非常密切的一種物質，學生比較熟悉，通過二氧化碳這節課的探究學習，使學生從理論上和實際上真正認識二氧化碳，將學生頭腦中已有的知識系統化，使學生初步理解物質的性質決定用途、用途體現物質的性質，為今后學習其他物質打下良好的基礎。

2 學情分析

學生對二氧化碳并不陌生，知道它是空氣的組分之一，能用于制冷劑、人工降雨、滅火、制汽水，是工業原料，還知道它是植物光合作用的原料之一。二氧化碳為什么會有這么多用途，是由什么性質決定的。本節課的重點并不在于知識本身，而在于形成結論的探究過程和思維方法。

3 教學目標

(1)了解二氧化碳的物理性質和用途，掌握二氧化碳的化學性質及有關的實驗操作。

(2)知道設計實驗驗證物質性質的方法。

(3)通過對照試驗，學會對實驗中和身邊的現象進行分析并得出結論的方法。

(4)通過雪碧及二氧化碳的用途等，了解生活中處處有化學，認識到化學就在我們身邊。

(5)通過實驗、問題討論和探究合作學習，體驗探究樂趣，激發求知欲。

4 教學重難點

(1)二氧化碳的性質

(2)二氧化碳使紫色石蕊試液變紅的原理分析

5 教學方法和手段

學生實驗、小組合作、討論、對照實驗、多媒體課件等

6實驗器材和藥品

雪碧一瓶、集滿二氧化碳的集氣瓶3瓶、空氣1瓶、大燒杯2只、紫色石蕊試液、蒸餾水、澄清石灰水、稀鹽酸、酒精燈、試管夾、試管若干、火柴、自制平衡杠桿、帶導管的單孔橡皮塞。學生分組實驗20組，每組有集滿二氧化碳的礦泉水瓶1瓶、蠟燭（連支架）、集滿二氧化碳的集氣瓶1瓶、大燒杯2只、玻璃棒、鑷子、藍色石蕊試紙。

7教學過程

7.1引入主題

展示雪碧在水中時的圖片，在此基礎上提問：“看了圖片有什么感覺？”拿出雪碧，搖一下，觀察現象。

7.2 二氧化碳的物理性質和化學性質

7.2.1 探究活動一

創設問題：汽水中產生的氣泡是什么氣體？

猜想假設：氣體可能是二氧化碳氣體。

檢驗方法：將氣體通入澄清石灰水中，看有無沉淀產生。

教師演示實驗：將雪碧瓶產生的氣體通入裝有澄清的石灰水的試管中，觀察現象。

結論：化學方程式為 CO₂＋Ca(OH)₂ ＝CaCO₃↓＋H₂O，產生了不溶于水的碳酸鈣沉淀，這一反應常用來檢測二氧化碳。

教師展示：一集氣瓶，裝滿二氧化碳氣體，觀察顏色，聞氣味。

展示：一礦泉水瓶，裝滿二氧化碳氣體。我們能不能自己制造汽水呢？怎么做？

學生想法：向礦泉水瓶內倒入一些水。

猜想：如果將水倒入裝有二氧化碳氣體的礦泉水瓶中會有什么現象發生？

學生實驗：用燒杯向收集滿二氧化碳氣體的礦泉水瓶中加入約三分之一體積的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩，觀察現象。

觀察現象：礦泉水瓶變癟。

學生解釋分析：CO₂氣體能溶于水，壓強變小，小于外界的大氣壓，大氣壓將瓶子壓癟了。通常1體積的水里可以溶解1體積的二氧化碳。壓強變大，溶解的CO₂越多，就制成了汽水。

提問：CO₂氣體溶于水是物理變化還是化學變化？

演示實驗：取少量鹽酸溶液，將紫色石蕊試液滴加到鹽酸中。

演示實驗：用試管取少量剛才變癟礦泉水瓶子中的液體，滴加紫色石蕊試液，觀察實驗現象。

現象：鹽酸和變癟瓶子里的液體可以使紫色石蕊試液變紅。

學生分析：紫色石蕊試液遇酸性物質變紅，遇到堿變藍，說明液體是酸性物質。

7.2.2 探究活動二

提出問題：是什么物質使石蕊試液變色了呢？

猜想：CO₂和H₂O發生化學反應產生酸性物質使紫色石蕊試液變紅。

分析：會不會是只是水使石蕊試液變紅？

學生思考：不會，水是中性的，滴加紫色石蕊試液，顏色沒有變化。

實驗驗證：在試管中加入少量水，滴加紫色石蕊試液，觀察顏色。

結論：只有水不能使紫色石蕊試劑變紅色。

分析：是不是干燥的二氧化碳呈酸性，使石蕊試液變紅？要證明此假設，怎么辦？

介紹藍色石蕊試紙，藍色石蕊試紙是將紫色石蕊試紙浸入堿中形成的，遇酸變紅。

提問：怎樣用藍色石蕊試紙來檢測二氧化碳？

學生回答：將藍色石蕊試紙放到裝有二氧化碳的集氣瓶中，觀察顏色變化。

學生操作：將干燥的石蕊試紙用鑷子夾緊放入裝有二氧化碳的集氣瓶中。

現象：放入二氧化碳的藍色石蕊試紙和空氣里的藍色石蕊試紙對照實驗，發現放入二氧化碳氣體中的石蕊試紙不變色。

結論：只有二氧化碳氣體不能使石蕊試紙變色。

提問：只有水不能使紫色石蕊試液變紅，只有二氧化碳也不能使紫色石蕊試液變紅，那如何來證明石蕊試液變紅是水和二氧化碳共同作用的呢？

學生回答：將石蕊試紙用水潤濕后放入有二氧化碳的集氣瓶，觀察現象。

學生實驗：用玻璃棒蘸水滴到石蕊試紙上，然后將濕潤的石蕊試紙用鑷子放入裝有二氧化碳氣體的集氣瓶中。

現象：濕潤的石蕊試紙放入二氧化碳氣體中變紅色。

結論：二氧化碳和水反應，產生新的酸性物質——碳酸，使藍色石蕊試紙變紅色。

反應的化學方程式：CO₂+H₂O=H₂CO₃。

7.2.3 探究活動三

提出情景：喝碳酸飲料，感覺很清涼，一會兒會打嗝，氣體從體內出來帶走熱量，感覺涼爽。氣體哪里來的？

猜想：可能是人體中溫度高，二氧化碳的溶解度下降；還可能是碳酸受熱分解了。

提問：如果碳酸不穩定，分解了，你是如何知道它分解了？

生答：看紫色石蕊的顏色變化。

教師指出：為加快反應速度可以加熱。

實驗：將滴加過紫色石蕊試液含有碳酸的紅色液體加熱，觀察現象。

現象：紅色溶液變為紫色，有氣泡產生。

教師用白紙作為背景，把加熱前試管和加熱后液體進行對照。

結論：說明碳酸不穩定，受熱易分解。反應的化學方程式：H₂CO₃=H₂O+CO₂↑。

由南方網訊的一則北方菜窖的報道以及意大利死狗洞之謎，猜測氣體的性質？

猜測：1.二氧化碳的密度比空氣大；2.有窒息作用，不能供給呼吸

設問：你能設計實驗證明二氧化碳的密度比空氣大嗎？

學生小組的設計方案進行分析交流：

⑴用靈敏天平的兩盤放2個集氣瓶，分別充入空氣和二氧化碳，看天平的傾斜方向來斷定。

⑵兩只氣球內分別裝有相同體積的二氧化碳氣體和空氣，看氣球的沉浮情況。

⑶將二氧化碳氣體分別用向上排空氣法和向下排空氣法來收集，然后用燃著的木條來檢驗。

⑷二氧化碳可用來滅。

7.2.4 探究活動四

(1)教師演示：把一集氣瓶的二氧化碳傾倒入平衡杠桿一端的小紙杯中，觀察現象。

猜想：二氧化碳倒入的一端向上傾斜、向下傾斜或不動。

結論：二氧化碳的密度比空氣大。

(2)學生實驗：在大燒杯中放置一個支架，支架上固定兩支點燃的蠟燭，將一瓶二氧化碳慢慢倒入燒杯中，觀察蠟燭火焰變化。

猜想：上層蠟燭先熄滅、下層蠟燭先熄滅、同時熄滅。

同桌2人做實驗，發現問題：有的小組上層蠟燭先熄滅，有的小組蠟燭不熄滅，有的小組下層蠟燭熄滅，上層蠟燭不熄滅。

師生共同分析：二氧化碳的密度比空氣大，應該是下層蠟燭先熄滅。上層蠟燭后熄滅，為什么會出現其它情況？

學生分析：上層蠟燭先熄滅，可能是操作方法不當，直接把二氧化碳氣體倒在上層蠟燭上。蠟燭不熄滅，可能是燒杯容積大，收集氣體的集氣瓶容積小，二氧化碳量太少。

根據剛才分析內容，一位學生上講臺再演示一遍。

結論：說明CO₂密度比空氣大以及CO₂不能燃燒，也不支持燃燒。

7.3 二氧化碳的用途

提問：你知道二氧化碳有哪些用途嗎？體現了哪些性質呢？

學生回答并補充完整。

教師強調：用途體現了二氧化碳的性質，二氧化碳的性質決定了它的用途。