[“二氧化碳性质和用途”教学设计] 二氧化碳的制取和性质教学设计
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文章编号：1005－6629(2008)11－0040－03中图分类号：G633.8文献标识码：B 1 教材分析 “二氧化碳”选自浙江教育出版社《科学(第4册)》第二章第五节“光合作用”，是第二课时的内容。这是继前面已经学习过的氧气的性质、制取及用途之后，又一次学习另一种物质的性质、制取及用途，二氧化碳是与生活实际联系非常密切的一种物质，学生比较熟悉，通过二氧化碳这节课的探究学习，使学生从理论上和实际上真正认识二氧化碳，将学生头脑中已有的知识系统化，使学生初步理解物质的性质决定用途、用途体现物质的性质，为今后学习其他物质打下良好的基础。
2 学情分析
学生对二氧化碳并不陌生，知道它是空气的组分之一，能用于制冷剂、人工降雨、灭火、制汽水，是工业原料，还知道它是植物光合作用的原料之一。二氧化碳为什么会有这么多用途，是由什么性质决定的。本节课的重点并不在于知识本身，而在于形成结论的探究过程和思维方法。
3 教学目标
(1)了解二氧化碳的物理性质和用途，掌握二氧化碳的化学性质及有关的实验操作。
(2)知道设计实验验证物质性质的方法。
(3)通过对照试验，学会对实验中和身边的现象进行分析并得出结论的方法。
(4)通过雪碧及二氧化碳的用途等，了解生活中处处有化学，认识到化学就在我们身边。
(5)通过实验、问题讨论和探究合作学习，体验探究乐趣，激发求知欲。
4 教学重难点
(1)二氧化碳的性质
(2)二氧化碳使紫色石蕊试液变红的原理分析
5 教学方法和手段
学生实验、小组合作、讨论、对照实验、多媒体课件等
6实验器材和药品
雪碧一瓶、集满二氧化碳的集气瓶3瓶、空气1瓶、大烧杯2只、紫色石蕊试液、蒸馏水、澄清石灰水、稀盐酸、酒精灯、试管夹、试管若干、火柴、自制平衡杠杆、带导管的单孔橡皮塞。学生分组实验20组，每组有集满二氧化碳的矿泉水瓶1瓶、蜡烛（连支架）、集满二氧化碳的集气瓶1瓶、大烧杯2只、玻璃棒、镊子、蓝色石蕊试纸。
7教学过程
7.1引入主题
展示雪碧在水中时的图片，在此基础上提问：“看了图片有什么感觉？”拿出雪碧，摇一下，观察现象。
7.2 二氧化碳的物理性质和化学性质
7.2.1 探究活动一
创设问题：汽水中产生的气泡是什么气体？
猜想假设：气体可能是二氧化碳气体。
检验方法：将气体通入澄清石灰水中，看有无沉淀产生。
教师演示实验：将雪碧瓶产生的气体通入装有澄清的石灰水的试管中，观察现象。
结论：化学方程式为 CO2＋Ca(OH)2 ＝CaCO3↓＋H2O，产生了不溶于水的碳酸钙沉淀，这一反应常用来检测二氧化碳。
教师展示：一集气瓶，装满二氧化碳气体，观察颜色，闻气味。
展示：一矿泉水瓶，装满二氧化碳气体。我们能不能自己制造汽水呢？怎么做？
学生想法：向矿泉水瓶内倒入一些水。
猜想：如果将水倒入装有二氧化碳气体的矿泉水瓶中会有什么现象发生？
学生实验：用烧杯向收集满二氧化碳气体的矿泉水瓶中加入约三分之一体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察现象。
观察现象：矿泉水瓶变瘪。
学生解释分析：CO2气体能溶于水，压强变小，小于外界的大气压，大气压将瓶子压瘪了。通常1体积的水里可以溶解1体积的二氧化碳。压强变大，溶解的CO2越多，就制成了汽水。
提问：CO2气体溶于水是物理变化还是化学变化？
演示实验：取少量盐酸溶液，将紫色石蕊试液滴加到盐酸中。
演示实验：用试管取少量刚才变瘪矿泉水瓶子中的液体，滴加紫色石蕊试液，观察实验现象。
现象：盐酸和变瘪瓶子里的液体可以使紫色石蕊试液变红。
学生分析：紫色石蕊试液遇酸性物质变红，遇到碱变蓝，说明液体是酸性物质。
7.2.2 探究活动二
提出问题：是什么物质使石蕊试液变色了呢？
猜想：CO2和H2O发生化学反应产生酸性物质使紫色石蕊试液变红。
分析：会不会是只是水使石蕊试液变红？
学生思考：不会，水是中性的，滴加紫色石蕊试液，颜色没有变化。
实验验证：在试管中加入少量水，滴加紫色石蕊试液，观察颜色。
结论：只有水不能使紫色石蕊试剂变红色。
分析：是不是干燥的二氧化碳呈酸性，使石蕊试液变红？要证明此假设，怎么办？
介绍蓝色石蕊试纸，蓝色石蕊试纸是将紫色石蕊试纸浸入碱中形成的，遇酸变红。
提问：怎样用蓝色石蕊试纸来检测二氧化碳？
学生回答：将蓝色石蕊试纸放到装有二氧化碳的集气瓶中，观察颜色变化。
学生操作：将干燥的石蕊试纸用镊子夹紧放入装有二氧化碳的集气瓶中。
现象：放入二氧化碳的蓝色石蕊试纸和空气里的蓝色石蕊试纸对照实验，发现放入二氧化碳气体中的石蕊试纸不变色。
结论：只有二氧化碳气体不能使石蕊试纸变色。
提问：只有水不能使紫色石蕊试液变红，只有二氧化碳也不能使紫色石蕊试液变红，那如何来证明石蕊试液变红是水和二氧化碳共同作用的呢？
学生回答：将石蕊试纸用水润湿后放入有二氧化碳的集气瓶，观察现象。
学生实验：用玻璃棒蘸水滴到石蕊试纸上，然后将湿润的石蕊试纸用镊子放入装有二氧化碳气体的集气瓶中。
现象：湿润的石蕊试纸放入二氧化碳气体中变红色。
结论：二氧化碳和水反应，产生新的酸性物质――碳酸，使蓝色石蕊试纸变红色。
反应的化学方程式：CO2+H2O=H2CO3。
7.2.3 探究活动三
提出情景：喝碳酸饮料，感觉很清凉，一会儿会打嗝，气体从体内出来带走热量，感觉凉爽。气体哪里来的？
猜想：可能是人体中温度高，二氧化碳的溶解度下降；还可能是碳酸受热分解了。
提问：如果碳酸不稳定，分解了，你是如何知道它分解了？
生答：看紫色石蕊的颜色变化。
教师指出：为加快反应速度可以加热。
实验：将滴加过紫色石蕊试液含有碳酸的红色液体加热，观察现象。
现象：红色溶液变为紫色，有气泡产生。
教师用白纸作为背景，把加热前试管和加热后液体进行对照。
结论：说明碳酸不稳定，受热易分解。反应的化学方程式：H2CO3=H2O+CO2↑。
由南方网讯的一则北方菜窖的报道以及意大利死狗洞之谜，猜测气体的性质？
猜测：1.二氧化碳的密度比空气大；2.有窒息作用，不能供给呼吸
设问：你能设计实验证明二氧化碳的密度比空气大吗？
学生小组的设计方案进行分析交流：
⑴用灵敏天平的两盘放2个集气瓶，分别充入空气和二氧化碳，看天平的倾斜方向来断定。
⑵两只气球内分别装有相同体积的二氧化碳气体和空气，看气球的沉浮情况。
⑶将二氧化碳气体分别用向上排空气法和向下排空气法来收集，然后用燃着的木条来检验。
⑷二氧化碳可用来灭。
7.2.4 探究活动四
(1)教师演示：把一集气瓶的二氧化碳倾倒入平衡杠杆一端的小纸杯中，观察现象。
猜想：二氧化碳倒入的一端向上倾斜、向下倾斜或不动。
结论：二氧化碳的密度比空气大。
(2)学生实验：在大烧杯中放置一个支架，支架上固定两支点燃的蜡烛，将一瓶二氧化碳慢慢倒入烧杯中，观察蜡烛火焰变化。
猜想：上层蜡烛先熄灭、下层蜡烛先熄灭、同时熄灭。
同桌2人做实验，发现问题：有的小组上层蜡烛先熄灭，有的小组蜡烛不熄灭，有的小组下层蜡烛熄灭，上层蜡烛不熄灭。
师生共同分析：二氧化碳的密度比空气大，应该是下层蜡烛先熄灭。上层蜡烛后熄灭，为什么会出现其它情况？
学生分析：上层蜡烛先熄灭，可能是操作方法不当，直接把二氧化碳气体倒在上层蜡烛上。蜡烛不熄灭，可能是烧杯容积大，收集气体的集气瓶容积小，二氧化碳量太少。
根据刚才分析内容，一位学生上讲台再演示一遍。
结论：说明CO2密度比空气大以及CO2不能燃烧，也不支持燃烧。
7.3 二氧化碳的用途
提问：你知道二氧化碳有哪些用途吗？体现了哪些性质呢？
学生回答并补充完整。
教师强调：用途体现了二氧化碳的性质，二氧化碳的性质决定了它的用途。
