《二氧化碳与水反应》实验改进设计

二氧化碳和水反应实验的创新设计作者：胡海铭来源：《中学教学参考·理科版》2014年第03期二氧化碳和水反应实验是初中化学教材的一个重要实验。

人教版教材利用4朵染有紫色石蕊的干燥纸花探究干燥的二氧化碳不能使紫色石蕊变红，而二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊变红。

实验过程如下图。

该实验设计很有说服力，也能激发学生兴趣，但在实际教学中教师真正去做这个实验的并不多，原因主要有两点：一是编织4朵漂亮纸花不容易，染色就更麻烦，耗时太长；二是4朵纸花的放置和固定等要多人参与方能较好完成实验。

为此我对人教版所示的实验装置进行了如下改进。

一、实验用品Y型三通管、锥形瓶、带导管的单孔橡皮塞、大理石、稀盐酸、稀醋酸、紫色石蕊染过的干燥滤纸（2片）、蒸馏水、喷壶。

二、实验装置及过程（如图2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7所示）图2-1图2-2图2-3图2-4图2-5图2-6三、实验操作及现象1.将紫色石蕊染过的两片干燥滤纸分别放入三通管两支管中（如图2-1）。

2.向锥形瓶中加入大理石和稀盐酸，观察到三通管两支管中染过紫色石蕊的干燥滤纸均无明显变化，说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红。

3.取下Y型三通管用食指堵住三通管一放有染过紫色石蕊的干燥滤纸的支管，再用喷壶向另一放有干燥染过紫色石蕊的干燥滤纸的支管喷水（如图2-2）。

观察两支管滤纸颜色无明显变化（如图2-3），说明水也不能使紫色石蕊变红。

4.再用连接Y型三通管的橡皮塞塞紧锥形瓶（如图2-4），湿润的染过紫色石蕊的滤纸很快就变红了。

说明二氧化碳与水反应的生成物能使紫色石蕊变红。

5.然后取下Y型三通管，用食指堵住三通管中已经变红的石蕊滤纸的支管，再用另一喷壶向另一支管喷稀醋酸（如图2-5）。

喷稀醋酸的滤纸立即显红色，说明醋酸能使紫色石蕊变红。

6.用电风机吹两支管（如图2-6）。

观察滤纸颜色变化，喷稀醋酸的滤纸仍显红色，而另一支管从红色又变回紫色。

一、教学目标【知识与技能目标】(1)知道二氧化碳和水的反应。

(2)认识化合反应和分解反应的概念。

【过程与方法目标】学会运用观察、实验等方法获取知识。

【情感态度与价值观目标】增强探索生活和自然界中化学现象的好奇心，激发学习化学的兴趣，提高学习化学的积极性。

二、教学重难点【重点】二氧化碳与水的反应及方程式的书写。

【难点】通过实验归纳二氧化碳的性质。

两种基本反应类型。

三、教学过程环节一：导入新课教师演示：两瓶饮料：一瓶普通饮料，一瓶碳酸饮料。

打开两瓶饮料。

观察现象并提问：为什么会有这种现象?学生回答：普通饮料打开没有现象，碳酸饮料打开瓶盖瞬间汽水会喷出来。

碳酸饮料里面有二氧化碳，打开瓶盖二氧化碳带着饮料喷出来。

教师总结：碳酸饮料里面溶有大量的二氧化碳，所以才会出现这样的现象。

这节课我们就来学习一下二氧化碳与水的反应。

环节二：讲授新课1.探究二氧化碳能溶于水【实验操作】向一个收集满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡。

【实验现象】瓶体变瘪。

【实验分析】二氧化碳溶于水时，使瓶内的气体体积减小，因而压强减小，外界大气压把瓶子压瘪了。

【实验结论】二氧化碳能溶于水。

【教师总结补充】在通常情况下，1体积的水约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强会溶解的更多。

生产汽水等碳酸饮料就是利用了二氧化碳的这一性质。

打开汽水瓶盖时，汽水瓶内压强降低，CO2溶解度降低，所以汽水会自动喷出来。

2.活动与探究：二氧化碳与水的反应【实验操作】将汽水瓶中的气体通入紫色石蕊试液中观察现象。

再加热溶液，观察现象。

【实验现象】现象1：紫色石蕊试液变红现象2：溶液又变紫【实验分析】二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变成红色。

【实验结论】二氧化碳与水发生反应，生成了碳酸。

环节三：巩固提高3.反应类型教师引导：观察以上两个方程式有什么特点。

学生观察：教师总结：由两种或两种以上物质生成一种新物质的反应叫做化合反应。

探究二氧化碳性质实验改进装置说明永兴中学熊运川一、实验装置图二、实验设计创新点1、实验在较密闭条件下进行，无环境污染。

2、本实验用输液袋收集和贮存二氧化碳，用注射器取用二氧化碳可做到随用随取，操作简便，还可节约药品。

3、通过设计对比实验可证明二氧化碳与水反应后是碳酸使石蕊变红色；二氧化碳的确与氢氧化钠反应这些难点实验。

设计缜密，现象明显。

三、实验设计1、用稀盐酸和石灰石反应制取二氧化碳气体，用输液袋收集，用燃着的木条伸入具支玻管验满。

2、用注射器抽取10ml蒸馏水，再抽取20ml二氧化碳气体，振荡。

注射器活塞被压缩。

证明二氧化碳气体在通常情况下能溶于水。

3、用三支试管分取蒸馏水、稀盐酸和溶有二氧化碳的水，然后分别滴加紫色石蕊试液。

石蕊试液分别呈紫色、红色和红色。

对比可说明二氧化碳能与水反应。

4、将溶有二氧化碳红色溶液的试管在酒精灯上加热，石蕊试液由红色变成紫色。

证明碳酸不稳定，受热易分解。

5、将一张蓝色石蕊试纸，用蒸馏水湿润。

石蕊试纸不变色，说明蒸馏水不能使石蕊变红。

然后将其装入一支注射器，用另支注射器装入干燥的蓝色石蕊试纸，再分别抽取二氧化碳气体。

湿润的石蕊试纸变红，干燥的石蕊试纸不变色。

二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊变成红色的。

6、用注射器先抽取15ml澄清的石灰水，再抽取5ml二氧化碳气体，振荡。

澄清石灰水变浑浊，活塞被压缩。

证明二氧化碳能与氢氧化钙反应。

7、将装有二氧化碳的输液袋集满，将具支玻管放在点有两支蜡烛烧杯的上方，轻轻挤压输液袋。

下面蜡烛先熄上面蜡烛后熄。

证明二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧。

8、用注射器先抽取10ml氢氧化钠溶液，再抽20ml二氧化碳气体，振荡。

注射器活塞被压缩。

与实验2对比可说明二氧化碳与氢氧化钠确实发生了反应。

2012部编版九年级化学上册《二氧化碳的性质二氧化碳与水反应》教案及教学反思一、教案1.教学内容本节课的教学内容是《二氧化碳的性质二氧化碳与水反应》。

2.教学目标1.了解二氧化碳的物理性质和化学性质。

2.了解二氧化碳和水的反应过程及其原理。

3.掌握二氧化碳和水的反应条件和实验方法。

3.教学重点1.二氧化碳的物理性质和化学性质。

2.二氧化碳和水的反应过程及其原理。

4.教学难点1.二氧化碳和水的反应条件和实验方法。

2.二氧化碳的化学性质的理解和应用。

5.教学过程(1)引入通过图片或视频引入，展示二氧化碳的产生和在生态系统中的作用，引起学生的兴趣，然后教师简单介绍一下本节课的主题。

(2)概念讲解1.二氧化碳的物理性质：无色、无味、高密度、不易溶于水。

2.二氧化碳的化学性质：能与碱类和金属形成盐类，能与氢气和氧气发生反应。

教师可以通过演示实验来说明二氧化碳和氢气、氧气的反应。

3.二氧化碳与水的反应：二氧化碳能够在水中溶解，在水中发生一系列酸碱反应，产生的碳酸导致水变酸性。

(3)实验演示在教学过程中，可以通过实验演示来加深学生对二氧化碳和水的反应过程的理解。

例如，将二氧化碳逐渐通入水中，观察水的变化。

(4)小结通过本节课的学习，了解了二氧化碳的物理性质和化学性质，掌握了二氧化碳和水的反应过程及其原理，以及二氧化碳和水的反应条件和实验方法等知识。

二、教学反思本节课的教学过程中，由于时间紧张，实验演示的环节没有过多的展示，这也导致学生们对于化学反应的了解不是非常深入。

未来如果再有机会讲解此类知识，应该在教学过程中更加注重实验演示环节，让学生们从实践中去理解化学性质，让整个学习过程更加生动和有趣。

此外，在教学的过程中，也需要适当的创造互动环节，让学生们更积极地参与进来，提高学生们的学习兴趣和主动性。

总之，相较于以往，化学学科在中学阶段已经取得了很大的进步，在学习过程中，更多的通过实验演示来加深学生对于知识点的了解，更好的使学生们从实践中去理解科学知识，让学生们尤其是对化学不感兴趣的学生更能够对此类知识点产生兴趣，从而引导学生们爱上这门学科。

初中化学教学中的实验改进案例分析一、引言化学是一门以实验为基础的学科，实验在化学教学中的作用不言而喻。

在初中化学教学中，实验不仅可以帮助学生更好地理解和掌握化学知识，还可以激发他们的学习兴趣，培养他们的动手能力和科学素养。

然而，在实际教学中，我们发现有些实验存在一些问题，如操作繁琐、现象不明显、安全隐患大等。

为了提高实验教学的效果，我们对一些实验进行了改进。

本文将介绍几个初中化学教学中的实验改进案例，以期为初中化学实验教学提供一些有益的参考。

二、实验改进案例分析1.氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的实验改进原实验中，学生观察不到明显的现象，因为二氧化碳与水反应生成碳酸，难以观察到二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应的现象。

改进后的实验是在一支收集满二氧化碳的试管中加入氢氧化钠溶液，轻轻振荡，然后用胶头滴管逐滴滴加酚酞溶液，学生观察到溶液变红，并且红色逐渐褪去，证明了二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应。

2.氯酸钾分解产生氧气的实验改进原实验中，加热时间长，不利于收集氧气；收集的氧气不纯净；操作步骤繁琐。

改进后的实验在试管口放一小团棉花，以防止热的氯酸钾粉末进入棉花中。

棉花用细铁丝绕成螺旋状并固定在橡皮塞上，铁丝穿过试管口时用纸片盖住试管口。

试管口稍微向下倾斜以使水蒸气能够及时排出。

先向试管中少量放入氯酸钾固体并固定在铁丝上，将另一端插入含有少量二氧化锰的棉花中并迅速塞紧试管口，再集中此试管在酒精灯外焰上加热（不用直接接触）。

观察到很快就有气泡产生，并且产生的气体能使带火星的木条复燃，收集的氧气更纯净、更方便、更安全。

3.质量守恒定律的实验改进原实验中存在明显的不足：一是物质质量远大于参加反应的反应物和生成物的质量总和；二是需要的时间长；三是仪器复杂；四是只有两种反应物的情况下也进行实验。

因此学生对实验的观察仅停留在简单的物质变化上，对质量守恒定律缺乏感性认识。

改进后的实验用胶带将一支带有两个小气球的小试管固定在装有稀盐酸的小塑料瓶上（小试管中装有氢氧化钠固体），迅速将装有稀盐酸的小塑料瓶倒立在盛有氢氧化钙固体的烧杯中（烧杯口盖一张附有双孔胶塞的塑料板，其中一个孔连接带滴管的胶塞），待不再产生气泡时迅速将滴管取下的少量紫色石蕊试液滴加到烧杯中的氢氧化钙固体上（此时立刻产生白色沉淀），此时两个小气球都鼓起来（说明反应放热），取下小试管观察现象并记录数据。

初中化学探究式教学研究——二氧化碳与水反应的探究
所谓探究式教学，就是以探究为主的教学。

具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。

二氧化碳性质实验中关于二氧化碳与水反应的实验，教材是以验证的方式呈现的，一般的教学方法是通过实验验证性质。

而我采取的是探究式的教学方法：
探究实验设计：是什么物质使紫色小花变红
猜想实验方案实验现象结论
1、是二氧化碳
2、是水
3、是二氧化碳和水的产物
教师引导学生完成该表格内容，然后做对比实验：醋酸使紫色小花变红的实验从而说明二氧化碳与水反应是生成了一种酸，既是碳酸。

通过这样的设计，讲教材前后作了一定的调整，起到了调动学生积极性，让学生在实验的同时也能积极的思考，起到了探究式教学应有的效果。

初中化学教学中的实验改进与创新案例分析一、引言化学是一门以实验为基础的学科，实验在初中化学教学中具有非常重要的作用。

通过实验，学生可以更好地理解和掌握化学知识，提高动手能力和创新意识。

然而，在传统的化学实验教学中，存在着一些问题，如实验器材不足、实验方法繁琐、实验效果不理想等。

为了解决这些问题，本文提出对初中化学教学中的实验进行改进和创新。

二、实验改进与创新案例1.实验改进案例一：二氧化碳性质实验传统的二氧化碳性质实验中，一般是将二氧化碳通入澄清石灰水中，观察石灰水的变化。

但是，这个实验存在一些问题，如石灰水容易变质、实验现象不明显等。

为了解决这些问题，可以对实验进行改进。

具体来说，可以将一根导管插入装有澄清石灰水的试管中，另一根导管插入装有紫色石蕊试液的试管中，然后将二氧化碳通入澄清石灰水中，观察石灰水的变化；同时，将二氧化碳通入装有紫色石蕊试液的试管中，观察试液颜色的变化。

通过对比实验现象，可以更好地理解二氧化碳的性质。

2.实验创新案例二：金属钠与水反应实验传统的金属钠与水反应实验中，一般是将金属钠直接放入水中，观察反应现象。

但是，这个实验存在一些问题，如实验过程中容易发生意外、实验现象不够明显等。

为了解决这些问题，可以对实验进行创新。

具体来说，可以将金属钠放入一个封口的塑料袋中，加入一些水，然后将塑料袋放入一个密闭的容器中（如塑料杯），观察反应现象。

这个实验不仅可以避免意外发生，还可以观察到钠在水中的形态变化和反应过程。

3.实验教学建议为了更好地进行初中化学实验教学，提出以下几点建议：首先，教师应加强对实验教学的重视程度，积极开展实验教学，让学生通过亲身实践来理解和掌握化学知识；其次，教师应不断改进和创新实验方法，提高实验效果和安全性；最后，教师应注重培养学生的动手能力和创新意识，鼓励学生自己设计实验方案并进行实践。

三、案例分析通过对上述两个案例的分析，可以发现这些改进和创新之处具有以下优点：首先，改进后的实验方法更加简便易行，减少了实验过程中的繁琐步骤；其次，创新后的实验现象更加明显，有利于学生更好地理解和掌握化学知识；最后，通过对比实验现象和改进创新过程，可以激发学生的学习兴趣和创新能力。

《二氧化碳与水反应的探究》教学设计一、教学总体设计本节课采取目标导向式教学设计，它是是一种从教学目标出发并以目标为核心的教学设计模式，最早由皮连生教授在其《智育心理学》中提出。

根据相关课题的研究，先制定教学目标，一切教学策略的设计、教学流程的编排、教学评价的实施围绕教学目标，以达到教学目标的程度为终点。

而教学目标的制定和实施又是基于过程的，即通过对课标要求、教材内容、学生情况的分析，在知识与技能、过程与方法与情感态度与价值观目标之间建立起直接、必然的联系。

课标对接教材分析学情分析教学背景分析教学目标教学内容实施教学绩效评价策略设计流程编排即时评价达标测验二、教学背景分析（一）课标对接“身边的化学物质”贯穿于整个初中化学教学中，初中化学课程标准指出，通过引导学生认识和探究身边的化学物质，了解化学变化的奥秘，是化学启蒙教育的重要内容。

初中化学课程标准对二氧化碳知识的学习做出如下要求：知道二氧化碳的主要性质和用途，以及对人类生活的影响，并了解自然界中的碳循环。

（二）教材分析本节课选自义务教育课程标准实验教科书《化学》九年级上册中的第六单元课题3《二氧化碳和一氧化碳》。

从学科内容看，二氧化碳是初中元素化合物的核心，本节课具有承前启后的纽带作用。

从研究方法看，对二氧化碳与水反应的探究过程中蕴含了丰富的科学思维方法，这对学生以后研究其他物质具有指导意义。

从社会价值看，二氧化碳与自然界生命活动、地球生态平衡有关。

目前，引起的温室效应、海洋酸化的问题已引起人们的共同关注，全面系统的研究CO2的性质更具有现实意义。

本节课能帮助学生正确认识化学与社会发展的关系，有利于提高学生的综合素质。

（三）学情分析1．思维特点（1）优势：初三学生的言语、感知觉、记忆、想象和思维能力都有了进一步的提高，思维过程和认知结构也产生了具体的变化，能够熟练将假设、抽象概念、逻辑法则以及逻辑推理等手段运用到化学学习中，并且仍在不断的发展之中，提高了问题解决的精确性和成功率。

二氧化碳性质教学中实验的改进与应用吴玉芬关键词：二氧化碳，改进实验，简易，微型，多种应用义务教育化学课程标准指出，化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要作用。

为了确保实验质量，我们应该因地制宜合理使用实验仪器和试剂，指导学生利用生活中的废弃物制成简易的实验仪器，从日常生活中寻找可替代的化学试剂，培养学生资源利用的意识和实践能力。

同时为了使实验过程更简洁，实验效果更明显，操作过程更简便，我们应当尝试对一些实验进行改进。

上教版九年级化学教材中有关二氧化碳性质的内容，包含了二氧化碳能与水反应，能与氢氧化钙溶液、氢氧化钠溶液等碱溶液的反应。

通过学习，不仅要使学生知道这些反应能发生，学会书写正确的反应方程式，还要学会通过实验来证明这些反应的发生，通过实验证明反应之间的区别。

气体与溶液的反应通常采用试管实验，用导管将气体通入盛有溶液的试管中。

二氧化碳与氢氧化钙溶液（澄清石灰水）反应有变浑浊的现象，不需要另外验证。

但二氧化碳与水反应、二氧化碳与氢氧化钠溶液反应没有明显现象，需要设计实验加以证明。

针对探究这两个反应的实验的改进，笔者做了尝试与探索。

一、探究二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应实验的改进二氧化碳通入氢氧化钠溶液中没有明显现象，为了排除二氧化碳溶于水、与水反应产生的干扰，证明二氧化碳确实能与氢氧化钠反应，教学中通常采用以下两种方法，一是验证生成碳酸盐：取反应后的溶液，滴加过量稀盐酸，产生气泡，证明二氧化碳与氢氧化钠反应。

二是选择合适的装置做对比实验，比较一定体积二氧化碳分别被等体积的水和氢氧化钠溶液吸收后容器内气压的变化。

目前经常采用的有以下几组典型的对比实验装置（图1），A组中观察到插入NaOH溶液的试管中液面比水中的高，B中观察到放NaOH溶液的瓶中的气球比放水中的膨胀得大，C中观察到放NaOH溶液的塑料瓶比放水的瘪得多，D中观察到加氢氧化钠溶液的锥形瓶中倒吸入的水比加水的多，通过观察到的现象都能说明二氧化碳能与氢氧化钠反应。