《二氧化碳的實驗室制取與性質》教學案例

張俊蓮

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2018）12-0169-01

背景分析：加強學生分組實驗是新課程改革的核心內容也是化學學科核心素養的重要抓手。近年來中考題中化學實驗的考查比例逐漸增大，尤其注重考查化學實驗的過程，這就需要學生親自進行并認真細致的觀察實驗現象，有質疑習慣和探索釋疑的精神。另外，從2016年開始山西省理化實驗操作計人中考總分，化學實驗的重要地位更加凸顯出來，所以在平時的教學中，特別重視學生分組實驗，而實驗后的案例分析也是教師成長必不可少的環節。

實驗目標：①練習實驗室里制取二氧化碳和向上排空氣法收集氣體。

②加深對二氧化碳性質的認識。

③通過分組實驗，落實學生“實驗探究與創新意識”學科核心素養。

運用策略：精心設計，主動體驗;多元互動，快樂交流;培養思維，有效表達。

案例描述：

1.課前預習

教師提前布置，以小組為單位，（共12個組）設計實驗方案，可以根據書上的步驟，也可以根據實際情況，調整和改進實驗步驟。

【意圖】設計方案的過程中學生能熟悉實驗室制取二氧化碳的原理及二氧化碳性質內容并制定實驗步驟，實驗活動有目的、有計劃的進行，學生能形成科學的規范的實驗思維，并能從不同小組的實驗中取長補短，落實“實驗探究與創新意識”學科核心素養。

2.實驗過程

2.1 制取二氧化碳

（1）學生按照小組設計的方案，選擇儀器和藥品;發現大部分小組選擇試管，為了使學生實驗能見的更多的實驗裝置，調整第2組和第3組，將他們選擇的簡易裝置中的試管改成錐形瓶長頸漏斗，實驗完展示給學生，學生能全面了解各自所選儀器的優缺點，親身感受，增強認識。

（2）連接裝置時能注意是“旋”不是“塞”。

（3）檢查裝置的氣密性時小組內A同學操作，另外的同學語言描述并共同觀察現象，得出結論。

【設計】課前提前給第4小組設置障礙，裝置中的膠皮管略粗，導致氣密性不好。剛開始，學生有點著急，但在小組長的耐心指導下，小組成員找到了問題所在，更換了導管，完成實驗，也達到了創設情境的目的，在交流展示環節中作為范例進行匯報。

（4）裝藥品時B同學操作，其他同學監督操作注意點。

（5）將試管口略向下傾斜固定在鐵架臺上，注意：使用錐形瓶裝藥品時，就不用鐵架臺。并觀察第2組和第3組長頸漏斗的末端的位置。

（6）用向上排空氣法收集氣體并用燃著的木條放在集氣瓶口驗滿。

【意圖】小組內相互配合分步完成具體操作步驟，形成合作意識，培養學生規范的操作和嚴謹的習慣。

2.2 二氧化碳的性質實驗

（1）向燒杯中傾倒二氧化碳實驗

第6組出現異常，蠟燭火焰沒有熄滅。

學生討論：蠟燭火焰沒有熄滅的原因可能是二氧化碳的量不夠，可能是傾倒二氧化碳的速度太慢，氣體逸散

【拓展】那么，①如果上面的蠟燭火焰先熄滅又是什么原因呢？

②如果燒杯中間放一個擋板再傾倒二氧化碳，試驗成功的幾率大，但能體現二氧化碳的哪些性質呢？

【意圖】既能引起實驗操作的成功率，又能激發學生進行分析反思。

（2）二氧化碳與水反應的驗證

【控制變量】向兩支試管中倒入少量的紫色石蕊試液，將導氣管向其中一支試管通入二氧化碳，發現紫色石蕊試液變紅了。

【拓展】給通入二氧化碳的試管加熱，學生觀察現象填寫實驗報告。

實驗現象：紅色恢復到紫色。

學生小組內分析原因：通入二氧化碳后CO₂+H₂O=H₂CO₃。

加熱后H₂CO₃=CO₂+H₂O。

實驗結論：二氧化碳能與水反應（教師適當的點撥釋疑）。

【意圖】利用控制變量感知探究二氧化碳與水反應的事實。

（3）驗證二氧化碳與澄清石灰水的反應

學生先在試管中倒入少量澄清石灰水，然后將導氣管通入澄清石灰水中，學生觀察現象填寫實驗報告。

實驗現象：澄清石灰水變渾濁實驗結論：二氧化碳能與石灰水反應：

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃+H₂O↓（終于明白澄清石灰水變渾濁的原理）。

2.3 問題交流與展示

小組間交流實驗中發現的問題？解決的辦法？

（1）第二組成員提出，在二氧化碳通入澄清石灰水時，澄清石灰水先變渾濁然后又澄清了，怎么回事？

（2）交流過程：其他組成員也在納悶，課代表提出百度，然后，馬上找到答案，一定量的二氧化碳與澄清石灰水反應變渾濁，過量的二氧化碳與渾濁的碳酸鈣反應生成可溶性的碳酸氫鈣。學生們恍然大悟，并對課代表產生敬佩之情。

（3）第4組，描述檢查裝置氣密性的過程，同學們對氣密性的理解更深刻。

（4）第2，3組同時展示他們的裝置，并要求2，3組說出他們的裝置的優點是：①制取氣體的量比較大，②可以方便的添加液體藥品。

同學們討論后，也明白了用試管簡易裝置和錐形瓶的不同之處，還有更方便的嗎？教師趁勢出示分液漏斗，對裝置的認識有了較大提高。

【設計意圖】通過實驗后的討論交流，學生思維得以升華，增進合作意識，激發了實驗探究積極性和創新意識。

3.反思和評價

（1）實驗的步驟設計可以是先把裝有紫色石蕊和澄清石灰水的試管提前準備好，避免造成反應裝置中藥品的不足而補充藥品或藥品浪費。

（2）驗證二氧化碳與水的反應實驗，不能嚴密的證明二氧化碳與水反應了，還可能是二氧化碳使石蕊變紅了，應該再有一個二氧化碳通入干燥石蕊的實驗，才能排除干擾。

（3）怎樣設計實驗，證明汽水中溶有二氧化碳？

同學們五花八門交流表達，然后老師布置為家庭小實驗。

【疑問】向燒杯中傾倒二氧化碳時，用擋板將蠟燭擋起來，我認為，雖然實驗成功的機會大，但證明二氧化碳的密度沒有充分的說服力，我的理由是：如果密度比空氣小的氣體我用很快的速度涌人燒杯，擋板一側，當氣體通過擋板最先接觸到的必定是低處的蠟燭。