2022年安徽省實(shí)驗(yàn)說(shuō)課二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)姓名：范雯雯單位：宿城第一初級(jí)中學(xué)學(xué)科：化學(xué)學(xué)段：初中二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)尊敬的各位評(píng)委，各位老師：大家好！今天我說(shuō)課的題目是《二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)》。下面，我將從五個(gè)方面闡述我的設(shè)計(jì)。第一部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析二氧化碳在生產(chǎn)、生活中有廣泛的用途，其制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)是初中階段學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》對(duì)二氧化碳的學(xué)習(xí)提出以下要求：內(nèi)容上通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究二氧化碳的主要性質(zhì)，認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。學(xué)業(yè)上要求學(xué)生能通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二氧化碳的性質(zhì)；能利用物質(zhì)的性質(zhì)，分析、解釋一些簡(jiǎn)單的化學(xué)現(xiàn)象和事實(shí)。本實(shí)驗(yàn)選自人教版《化學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第六單元《碳和碳的氧化物》課題3《二氧化碳和一氧化碳》。人教版教材在本單元課題2介紹了二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制法及氣體的檢驗(yàn)和驗(yàn)滿，課題3在此基礎(chǔ)上通過(guò)3組實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究二氧化碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)（圖1、2），并用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理，為后續(xù)酸、堿、鹽的學(xué)習(xí)做鋪墊。（圖1）（圖2）學(xué)生在學(xué)習(xí)本部分知識(shí)前，對(duì)二氧化碳性質(zhì)已有簡(jiǎn)單了解，但認(rèn)知不夠全面。學(xué)生已具備基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作能力，動(dòng)手意愿強(qiáng)，但設(shè)計(jì)能力較弱。初中生思維活躍，喜歡合作學(xué)習(xí)，接受新事物的能力較強(qiáng)。第二部分實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和重難點(diǎn)根據(jù)以上分析，我設(shè)計(jì)了如下教學(xué)目標(biāo)：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)二氧化碳的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。2、通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高觀察、分析、歸納等基本學(xué)科素養(yǎng)和能力，認(rèn)識(shí)對(duì)比研究的科學(xué)方法，總結(jié)研究物質(zhì)性質(zhì)的一般方法和思路。3、通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置和課本實(shí)驗(yàn)對(duì)比，在建構(gòu)原理和性質(zhì)檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)化繁為簡(jiǎn)的科學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的好奇心，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)二氧化碳的性質(zhì)。難點(diǎn)：培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路(一)課本實(shí)驗(yàn)再思考在實(shí)際授課中，教師演示實(shí)驗(yàn)存在以下困難：二氧化碳性質(zhì)實(shí)驗(yàn)較多，要準(zhǔn)備多瓶氣體及玻璃儀器，攜帶不方便。用集氣瓶?jī)?chǔ)存二氧化碳?xì)怏w，玻璃片密封性不好且易滑落。二氧化碳的溶解性實(shí)驗(yàn)缺少定量分析。針對(duì)課本實(shí)驗(yàn)不足，為了讓學(xué)生更好地體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，我設(shè)計(jì)了如下的一體化實(shí)驗(yàn)裝置。(二)裝置介紹實(shí)驗(yàn)儀器及藥品①器材：帶鐵夾的鐵架臺(tái)、5mL注射器、10mL注射器、30mL注射器、四通接頭、兩通閥、醫(yī)用三通閥、T形管、乳膠管、火柴、酒精燈、木條、棉花。②藥品：無(wú)水氯化鈣、飽和碳酸鈉溶液、稀鹽酸（1:3）、蒸餾水、20%氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、藍(lán)色石蕊試紙。實(shí)驗(yàn)裝置圖（圖3）（圖4）（圖5）如圖3，注射器A和B共同構(gòu)成二氧化碳的制取和收集裝置，其它部分可探究二氧化碳的性質(zhì)。其中，K4可在實(shí)驗(yàn)中取下，換裝K5，用于探究二氧化碳與石灰水、氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，成品如圖5所示。環(huán)節(jié)三、實(shí)驗(yàn)演示（1）組裝儀器：組裝儀器，并檢驗(yàn)裝置氣密性。（2）制取氣體：關(guān)閉其它開(kāi)關(guān)，打開(kāi)K1、K2。推動(dòng)注射器B使1.5mL碳酸鈉溶液與稀鹽酸混合，關(guān)閉K2。觀察到注射器A內(nèi)液體劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，生成的氣體即為二氧化碳。（3）性質(zhì)檢驗(yàn)：①二氧化碳能溶于水打開(kāi)K3，推動(dòng)注射器A使約4mL氣體進(jìn)入注入注射器C，關(guān)閉開(kāi)關(guān)，振蕩。觀察注射器C的活塞下移，1min后可見(jiàn)活塞由6mL處下降至5mL處，最終停在4mL處（圖6）。這說(shuō)明二氧化碳能溶于水。（圖6）（圖7）②二氧化碳能與水反應(yīng)且密度比空氣大打開(kāi)K4，推動(dòng)注射器A使氣體進(jìn)入T形管。一段時(shí)間后，觀察到T形管下端的濕潤(rùn)藍(lán)色石蕊試紙先變紅，上端試紙后邊紅，而中間的干燥試紙始終未變色（如圖7）。濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙能變紅，而干燥試紙不變紅，說(shuō)明二氧化碳與水反應(yīng)生成了新物質(zhì)——碳酸。下層試紙先變紅則說(shuō)明二氧化碳密度比空氣大。若用吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)吹濕潤(rùn)試紙，約2分鐘后試紙由紅色變?yōu)樗{(lán)色。這說(shuō)明碳酸不穩(wěn)定，受熱易分解。③二氧化碳不能燃燒且不支持燃燒取下K4處橡膠管，將燃著的木條放在管口，推動(dòng)注射器A，發(fā)現(xiàn)木條熄滅。說(shuō)明二氧化碳不能燃燒且不支持燃燒。④二氧化碳能與澄清石灰水、氫氧化鈉溶液反應(yīng)關(guān)閉所有開(kāi)關(guān)，取下K4，并通過(guò)醫(yī)用三通閥將注射器D、E與主體實(shí)驗(yàn)裝置相連。打開(kāi)K1并調(diào)節(jié)三通閥，推動(dòng)注射器A分別使4mL氣體進(jìn)入澄清石灰水和氫氧化鈉溶液中，振蕩并觀察現(xiàn)象。觀察到注射器D內(nèi)液體明顯變渾濁，液面由6mL刻度下降至4.5mL，說(shuō)明二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁（圖8）。注射器E液面由6mL刻度下降至2mL，針筒內(nèi)幾乎沒(méi)有氣體剩余（圖9）。對(duì)比注射器C、E，排除水吸收二氧化碳的影響，可證明二氧化碳能和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)。（圖8）（圖9）同時(shí)對(duì)比注射器C、D、E刻度變化，發(fā)現(xiàn)等體積的水、澄清石灰水和氫氧化鈉溶液與等體積二氧化碳充分混合，氣體壓強(qiáng)變化不相同。分析可得：氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳效果最好，澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳效果最好。環(huán)節(jié)四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)藥品用量少，但現(xiàn)象非常明顯，3mL碳酸鈉溶液和5mL稀鹽酸制得的氣體即可完成所有實(shí)驗(yàn)；利用一體化實(shí)驗(yàn)裝置完成二氧化碳的性質(zhì)探究，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提高實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和流暢性；循環(huán)利用醫(yī)療廢棄物有利于減少環(huán)境污染，體現(xiàn)綠色化學(xué)理念。此外，其它固液常溫制氣體的實(shí)驗(yàn)均可使用該裝置，可根據(jù)實(shí)際需要組裝、拆卸。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程實(shí)驗(yàn)為教學(xué)服務(wù)，在課堂教學(xué)中也可引入該實(shí)驗(yàn)。環(huán)節(jié)一：情景導(dǎo)入播放干冰視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察白霧彌漫之處，低處蠟燭全部熄滅。思考：白霧是什么？順勢(shì)引出本節(jié)課學(xué)習(xí)主題——二氧化碳。環(huán)節(jié)二：分組實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生小組合作，利用如圖10裝置制取二氧化碳，用氣球儲(chǔ)存氣體，同時(shí)具支試管支管與輸液軟管連接，通過(guò)流速調(diào)節(jié)器控制氣體流出的快慢，并依次檢驗(yàn)二氧化碳的性質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)前，教師要提醒學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)，如“實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到什么現(xiàn)象？”“該現(xiàn)象說(shuō)明了二氧化碳有什么性質(zhì)？”“這一性質(zhì)決定了它在生活中有怎樣的用途？”在實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題解答中構(gòu)建認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)和用途的一般方法。(圖10)(圖11)環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論，教師順勢(shì)提問(wèn)，“剩余的二氧化碳?xì)怏w如何處理？”“二氧化碳還具有哪些特殊性質(zhì)？”“如何簡(jiǎn)化性質(zhì)實(shí)驗(yàn)？”師生共同完成一體化實(shí)驗(yàn)，鞏固二氧化碳的性質(zhì)，體會(huì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)與反思實(shí)驗(yàn)是發(fā)展學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體。在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的分析能力；通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生的