《二氧化碳的實驗室制取與性質(zhì)》教學(xué)案例

張俊蓮

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

背景分析：加強(qiáng)學(xué)生分組實驗是新課程改革的核心內(nèi)容也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要抓手。近年來中考題中化學(xué)實驗的考查比例逐漸增大，尤其注重考查化學(xué)實驗的過程，這就需要學(xué)生親自進(jìn)行并認(rèn)真細(xì)致的觀察實驗現(xiàn)象，有質(zhì)疑習(xí)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(xué)實驗的重要地位更加凸顯出來，所以在平時的教學(xué)中，特別重視學(xué)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(huán)節(jié)。

實驗?zāi)繕?biāo)：①練習(xí)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(zhì)的認(rèn)識。

③通過分組實驗，落實學(xué)生“實驗探究與創(chuàng)新意識”學(xué)科核心素養(yǎng)。

運用策略：精心設(shè)計，主動體驗;多元互動，快樂交流;培養(yǎng)思維，有效表達(dá)。

案例描述：

1.課前預(yù)習(xí)

教師提前布置，以小組為單位，（共12個組）設(shè)計實驗方案，可以根據(jù)書上的步驟，也可以根據(jù)實際情況，調(diào)整和改進(jìn)實驗步驟。

【意圖】設(shè)計方案的過程中學(xué)生能熟悉實驗室制取二氧化碳的原理及二氧化碳性質(zhì)內(nèi)容并制定實驗步驟，實驗活動有目的、有計劃的進(jìn)行，學(xué)生能形成科學(xué)的規(guī)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(chuàng)新意識”學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.實驗過程

2.1 制取二氧化碳

（1）學(xué)生按照小組設(shè)計的方案，選擇儀器和藥品;發(fā)現(xiàn)大部分小組選擇試管，為了使學(xué)生實驗?zāi)芤姷母嗟膶嶒炑b置，調(diào)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(xué)生，學(xué)生能全面了解各自所選儀器的優(yōu)缺點，親身感受，增強(qiáng)認(rèn)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(nèi)A同學(xué)操作，另外的同學(xué)語言描述并共同觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論。

【設(shè)計】課前提前給第4小組設(shè)置障礙，裝置中的膠皮管略粗，導(dǎo)致氣密性不好。剛開始，學(xué)生有點著急，但在小組長的耐心指導(dǎo)下，小組成員找到了問題所在，更換了導(dǎo)管，完成實驗，也達(dá)到了創(chuàng)設(shè)情境的目的，在交流展示環(huán)節(jié)中作為范例進(jìn)行匯報。

（4）裝藥品時B同學(xué)操作，其他同學(xué)監(jiān)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(nèi)相互配合分步完成具體操作步驟，形成合作意識，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范的操作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧?xí)慣。

2.2 二氧化碳的性質(zhì)實驗

（1）向燒杯中傾倒二氧化碳實驗

第6組出現(xiàn)異常，蠟燭火焰沒有熄滅。

學(xué)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(xiàn)二氧化碳的哪些性質(zhì)呢？

【意圖】既能引起實驗操作的成功率，又能激發(fā)學(xué)生進(jìn)行分析反思。

（2）二氧化碳與水反應(yīng)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(dǎo)氣管向其中一支試管通入二氧化碳，發(fā)現(xiàn)紫色石蕊試液變紅了。

【拓展】給通入二氧化碳的試管加熱，學(xué)生觀察現(xiàn)象填寫實驗報告。

實驗現(xiàn)象：紅色恢復(fù)到紫色。

學(xué)生小組內(nèi)分析原因：通入二氧化碳后CO₂+H₂O=H₂CO₃。

加熱后H₂CO₃=CO₂+H₂O。

實驗結(jié)論：二氧化碳能與水反應(yīng)（教師適當(dāng)?shù)狞c撥釋疑）。

【意圖】利用控制變量感知探究二氧化碳與水反應(yīng)的事實。

（3）驗證二氧化碳與澄清石灰水的反應(yīng)

學(xué)生先在試管中倒入少量澄清石灰水，然后將導(dǎo)氣管通入澄清石灰水中，學(xué)生觀察現(xiàn)象填寫實驗報告。

實驗現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁實驗結(jié)論：二氧化碳能與石灰水反應(yīng)：

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(fā)現(xiàn)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(yīng)變渾濁，過量的二氧化碳與渾濁的碳酸鈣反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣。學(xué)生們恍然大悟，并對課代表產(chǎn)生敬佩之情。

（3）第4組，描述檢查裝置氣密性的過程，同學(xué)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(yōu)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(xué)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(rèn)識有了較大提高。

【設(shè)計意圖】通過實驗后的討論交流，學(xué)生思維得以升華，增進(jìn)合作意識，激發(fā)了實驗探究積極性和創(chuàng)新意識。

3.反思和評價

（1）實驗的步驟設(shè)計可以是先把裝有紫色石蕊和澄清石灰水的試管提前準(zhǔn)備好，避免造成反應(yīng)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(yīng)實驗，不能嚴(yán)密的證明二氧化碳與水反應(yīng)了，還可能是二氧化碳使石蕊變紅了，應(yīng)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(shè)計實驗，證明汽水中溶有二氧化碳？

同學(xué)們五花八門交流表達(dá)，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(rèn)為，雖然實驗成功的機(jī)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(cè)，當(dāng)氣體通過擋板最先接觸到的必定是低處的蠟燭。