二氧化碳性质的实验探究

《二氧化碳性质的实验探究》教学设计
惠水县芦山中学郑松瑜
【教材分析】
在上一个课题中，我们已经学习了“二氧化碳制取的研究”，知道了实验室用碳酸钙和稀盐酸作为反应物来制取二氧化碳，根据反应原理，选择的装置是“固+液”不需要加热型，而它的收集装置选择的是“向上排空气法”收集的。

通过上一个课题的学习，学生们了解到了二氧化碳密度比空气大的性质，本课题将对它的其他性质做进一步的探究。

【学情分析】：
学习本课之前，学生已经知道了二氧化碳可以灭火，参与光合作用，引起温室效应以及二氧化碳的检验方法等，但这些知识都分散在不同的课题中，学生无法从化学的角度去认识和理解，甚至有一些错误的认识，因此这些都有待于在教师的引导下不断地学习、深化和提高。

【教学设计原理】
教学的过程，不是知识的简单堆砌，需要对知识进行有效的整合，关注知识间的相互联系，并培养学生正确、高效的思维总结方式，力争达到“授之以渔”的良好学习效果。

因此，教学设计融入以下教学思想，来实现对学生思维能力的培养。

【教学目标设计】
1．知识与技能
（1）认识二氧化碳，掌握其重要的化学性质，了解其物理性质。

（2）能用化学方程式表示二氧化碳的化学性质。

懂得设计实验来验证物质性质的方法。

（3）根据已有知识尝试化学实验的设计方法，并能初步完成一些简单的化学实验，能比较准确、完整地对实验现象进行描述，并根据实验现象推出相关结论。

2．过程与方法
（1）通过观察演示实验的现象，培养学生分析和解决问题的能力。

（2）通过让学生自己设计实验去验证二氧化碳的性质，培养学生的实验设计能力。

（3）经过亲自动手实验，让学生懂得二氧化碳可以与水反应生成碳酸。

3．情感、态度与价值观
（1）通过对二氧化碳的密度以及水溶性进行实验设计，培养学生的问题意识以及思维的严密性。

（2）通过用浸过石蕊溶液的小花来进行实验探究，让学生亲自参与到知识的形成过程中，从而获得成功的喜悦和对化学学习的持续兴趣。

（3）通过对二氧化性质的学习，体验到二氧化碳与人类生产生活关系密切，从而体会到学习化学可以指导我们安全、健康的生活。

【教学重点】：二氧化碳的化学性质
【教学难点】：二氧化碳与水的反应
【教学用品】：收集好二氧化碳的集气瓶、矿泉水瓶、玻璃片、烧杯、酒精灯、漏斗石灰石、稀盐酸、水、紫色石蕊试液、澄清石灰水
火柴、紫色石蕊浸泡过的纸花、镊子、蜡烛、小铁片。

【主要教学方法】：实验探究性教学。

【教学过程设计】
课题引入:
谜语：农民伯伯说它是“植物的粮仓”；消防官兵赞美它是“灭火先锋”；建筑师称它为“天然的粉刷匠”；环境师则认为它是造成全球变暖的“罪魁祸首”。

你们猜猜“它”是谁吗？
展示：二氧化碳的循环图
过渡：我们一起来探究一下它的性质。

活动一：
展示一瓶集满二氧化碳并盖有玻片的集气瓶。

引导学生观察瓶中气体的颜色：
①看一看：瓶内气体有什么颜色？
②想一想：空气中含有二氧化碳，是什么气味？
（从学生已有的知识和经验出发，通过实验，让学生认识二氧化碳的性质）
得出结论：二氧化碳是无色无味的气体。

活动二：
请一位学生上讲台操作【实验6-3】：
将一瓶二氧化碳慢慢倒入放有高低不同的两支点燃的蜡烛的烧杯中，观察现象并分析。

现象：上层蜡烛先灭，下层蜡烛后灭。

思考：直接倾倒会出现上层蜡烛先灭或同时灭的现象，有什么办法可避免此现象呢？
学生分组讨论
组一：
组二：
组三：
组四：
小组代表发言：
结论：可以通过漏斗将二氧化碳倒入点燃蜡烛的烧杯中。

小结：二氧化碳的密度比空气大，且不燃烧，也不支持燃烧。

思考：二氧化碳不支持燃烧也不能供给呼吸，让学生解释“窖藏土豆，致人死亡”之谜。

追问：像久未开启的菜窖、干涸的枯井，也常发生死人的事故。

怎样做才更安全呢？
得出：“灯火试验”，避免事故发生。

（培养学生用所学知识解释与化学有关的实际问题）
活动三：
演示实验【实验6-4】：
向集满二氧化碳的矿泉水瓶中倒入约1/3体积的水。

立即旋紧瓶盖并振荡，观察现象并分析。

学生观察并回答：
①没有倒入水之前矿泉水瓶的外形
②盛有二氧化碳的矿泉水瓶倒入水后，外形变化的原因是。

③本实验说明二氧化碳的的性质是。

（培养学生观察、分析实验的能力）
现象：盛有二氧化碳的矿泉水瓶倒入水后，外形变瘪了。

结论：二氧化碳能溶于水
思考：二氧化碳溶于水后有新物质生成吗？
学生练习：完成教材117页的表
活动四：
向刚才的矿泉水瓶中滴入紫色石蕊溶液。

说明：紫色石蕊是一种色素，遇酸变成红色。

学生观察并回答：矿泉水瓶中的水变成色。

提问：什么物质使紫色石蕊溶液变红？如何通过实验证明你的猜想？
演示实验【实验6-5】：
取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的纸花。

①向第一朵纸花喷稀醋酸，
②向第二朵纸花喷水，
③将第三朵纸花直接放入盛满二氧化碳的集气瓶中，
④将第四朵纸花喷水后放入盛满二氧化碳的瓶中，
⑤将第四朵纸花取出，小心的用吹风机烘干。

观察现象并回答：
①纸花喷稀醋酸后变为色。

②纸花喷水后颜色为色。

③纸花的颜色为色。

④纸花的颜色由色变成色
⑤烘干后，变红的纸花由红色又变成色。

猜想：醋酸能使紫花变成红色，是什么使第四朵紫色的纸花变成红色？为什么烘干后又变成了紫色？
可能是①CO2；②H2O；③CO2和H2O反应后的生成物。

结论：二氧化碳与水反应后生成物能使石蕊变红。

小结：二氧化碳能与水反应生成碳酸：CO2+H2O===H2CO3
碳酸不稳定，易分解：H2CO3===H2O+CO2↑
（体会探究的过程，培养学生提出问题，解决问题的能力）
活动五：每组发一支盛有澄清石灰水的试管和一支一次性塑料吸管，向石灰水中吹气，有何现象？
学生代表回答：石灰水变浑浊。

结论：二氧化碳能与石灰水反应：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
教师讲述：石灰水是氢氧化钙溶液，变浑浊是生成白色沉淀碳酸钙。

该反应现象明显，用于检验二氧化碳。

课堂小结：请学生小结二氧化碳的性质
物理性质：无色无味的气体，密度比空气的大，能溶于水
化学性质：二氧化碳不燃烧，也不支持一般燃烧，
二氧化碳能与水反应生成碳酸CO2+H2O===H2CO3
碳酸不稳定，易分解H2CO3===H2O+CO2↑
二氧化碳能与石灰水反应：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
活动六：
练习：在下列现象后括号中填写二氧化碳的性质。

①菜窖的死亡现象--（）
②“灯火试验”检验深井是否缺氧----（）
③长期盛放石灰水的试剂瓶上出现白膜----（）
（用所学知识解释与化学有关的实际问题，共享学习结果）
拓展提高：在自然界中，二氧化碳的存在与生物的生存休戚相关，分组收集资料，讨论二氧化碳的“功”与“过”。

（使学生的思维产生冲突，从而引发新的思考，使他们对二氧化碳的探究由课内延伸到课外，也使学生更加关注社会）
设计小结：
本节的教学难点是二氧化碳与水的反应，课本实验是将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，它不能表现出二氧化碳能溶于水的性质，也很难让学生接受碳酸使石蕊变红这个事实，只能通过两个实验来证明：一个是在装满二氧化碳的矿泉水瓶中倒水变扁的实验来说明二氧化碳能溶于水的性质；二是用石蕊浸泡过的四朵干燥的小纸花做五个对比实验，至少能让学生感受到是二氧化碳与水反应后的生成物使石蕊变红，而不致于误认为是二氧化碳使石蕊变红。

课后任务：完成教材课后习题，复习好本单元。