《二氧化碳的实验室制取与性质》教学案例

张俊莲

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2018）12-0169-01

背景分析：加强学生分组实验是新课程改革的核心内容也是化学学科核心素养的重要抓手。近年来中考题中化学实验的考查比例逐渐增大，尤其注重考查化学实验的过程，这就需要学生亲自进行并认真细致的观察实验现象，有质疑习惯和探索释疑的精神。另外，从2016年开始山西省理化实验操作计人中考总分，化学实验的重要地位更加凸显出来，所以在平时的教学中，特别重视学生分组实验，而实验后的案例分析也是教师成长必不可少的环节。

实验目标：①练习实验室里制取二氧化碳和向上排空气法收集气体。

②加深对二氧化碳性质的认识。

③通过分组实验，落实学生“实验探究与创新意识”学科核心素养。

运用策略：精心设计，主动体验;多元互动，快乐交流;培养思维，有效表达。

案例描述：

1.课前预习

教师提前布置，以小组为单位，（共12个组）设计实验方案，可以根据书上的步骤，也可以根据实际情况，调整和改进实验步骤。

【意图】设计方案的过程中学生能熟悉实验室制取二氧化碳的原理及二氧化碳性质内容并制定实验步骤，实验活动有目的、有计划的进行，学生能形成科学的规范的实验思维，并能从不同小组的实验中取长补短，落实“实验探究与创新意识”学科核心素养。

2.实验过程

2.1 制取二氧化碳

（1）学生按照小组设计的方案，选择仪器和药品;发现大部分小组选择试管，为了使学生实验能见的更多的实验装置，调整第2组和第3组，将他们选择的简易装置中的试管改成锥形瓶长颈漏斗，实验完展示给学生，学生能全面了解各自所选仪器的优缺点，亲身感受，增强认识。

（2）连接装置时能注意是“旋”不是“塞”。

（3）检查装置的气密性时小组内A同学操作，另外的同学语言描述并共同观察现象，得出结论。

【设计】课前提前给第4小组设置障碍，装置中的胶皮管略粗，导致气密性不好。刚开始，学生有点着急，但在小组长的耐心指导下，小组成员找到了问题所在，更换了导管，完成实验，也达到了创设情境的目的，在交流展示环节中作为范例进行汇报。

（4）装药品时B同学操作，其他同学监督操作注意点。

（5）将试管口略向下倾斜固定在铁架台上，注意：使用锥形瓶装药品时，就不用铁架台。并观察第2组和第3组长颈漏斗的末端的位置。

（6）用向上排空气法收集气体并用燃着的木条放在集气瓶口验满。

【意图】小组内相互配合分步完成具体操作步骤，形成合作意识，培养学生规范的操作和严谨的习惯。

2.2 二氧化碳的性质实验

（1）向烧杯中倾倒二氧化碳实验

第6组出现异常，蜡烛火焰没有熄灭。

学生讨论：蜡烛火焰没有熄灭的原因可能是二氧化碳的量不够，可能是倾倒二氧化碳的速度太慢，气体逸散

【拓展】那么，①如果上面的蜡烛火焰先熄灭又是什么原因呢？

②如果烧杯中间放一个挡板再倾倒二氧化碳，试验成功的几率大，但能体现二氧化碳的哪些性质呢？

【意图】既能引起实验操作的成功率，又能激发学生进行分析反思。

（2）二氧化碳与水反应的验证

【控制变量】向两支试管中倒入少量的紫色石蕊试液，将导气管向其中一支试管通入二氧化碳，发现紫色石蕊试液变红了。

【拓展】给通入二氧化碳的试管加热，学生观察现象填写实验报告。

实验现象：红色恢复到紫色。

学生小组内分析原因：通入二氧化碳后CO₂+H₂O=H₂CO₃。

加热后H₂CO₃=CO₂+H₂O。

实验结论：二氧化碳能与水反应（教师适当的点拨释疑）。

【意图】利用控制变量感知探究二氧化碳与水反应的事实。

（3）验证二氧化碳与澄清石灰水的反应

学生先在试管中倒入少量澄清石灰水，然后将导气管通入澄清石灰水中，学生观察现象填写实验报告。

实验现象：澄清石灰水变浑浊实验结论：二氧化碳能与石灰水反应：

CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃+H₂O↓（终于明白澄清石灰水变浑浊的原理）。

2.3 问题交流与展示

小组间交流实验中发现的问题？解决的办法？

（1）第二组成员提出，在二氧化碳通入澄清石灰水时，澄清石灰水先变浑浊然后又澄清了，怎么回事？

（2）交流过程：其他组成员也在纳闷，课代表提出百度，然后，马上找到答案，一定量的二氧化碳与澄清石灰水反应变浑浊，过量的二氧化碳与浑浊的碳酸钙反应生成可溶性的碳酸氢钙。学生们恍然大悟，并对课代表产生敬佩之情。

（3）第4組，描述检查装置气密性的过程，同学们对气密性的理解更深刻。

（4）第2，3组同时展示他们的装置，并要求2，3组说出他们的装置的优点是：①制取气体的量比较大，②可以方便的添加液体药品。

同学们讨论后，也明白了用试管简易装置和锥形瓶的不同之处，还有更方便的吗？教师趁势出示分液漏斗，对装置的认识有了较大提高。

【设计意图】通过实验后的讨论交流，学生思维得以升华，增进合作意识，激发了实验探究积极性和创新意识。

3.反思和评价

（1）实验的步骤设计可以是先把装有紫色石蕊和澄清石灰水的试管提前准备好，避免造成反应装置中药品的不足而补充药品或药品浪费。

（2）验证二氧化碳与水的反应实验，不能严密的证明二氧化碳与水反应了，还可能是二氧化碳使石蕊变红了，应该再有一个二氧化碳通入干燥石蕊的实验，才能排除干扰。

（3）怎样设计实验，证明汽水中溶有二氧化碳？

同学们五花八门交流表达，然后老师布置为家庭小实验。

【疑问】向烧杯中倾倒二氧化碳时，用挡板将蜡烛挡起来，我认为，虽然实验成功的机会大，但证明二氧化碳的密度没有充分的说服力，我的理由是：如果密度比空气小的气体我用很快的速度涌人烧杯，挡板一侧，当气体通过挡板最先接触到的必定是低处的蜡烛。