資源簡介

課題3 二氧化碳和一氧化碳
一、教材分析
由碳元素組成的氧化物主要有二氧化碳和一氧化碳，它們不僅與學生的日常生活密切相關，而且是初中化學元素化合物知識中非常重要的一部分，初中化學的許多反應都與碳的氧化物有關。因此，通過學習本課內容，為學生后續階段化學的學習打下基礎。關于二氧化碳，教材首先通過實驗介紹了它的性質，然后聯系生產、生活實際，介紹了二氧化碳的用途，另外，本課通過了解溫室效應的危害，傳播“低碳”理念，倡導“低碳”生活，這對學生進行情感態度價值觀教育方面，也有著不可替代的作用。關于一氧化碳，教材主要介紹了它的可燃性、毒性和還原性。
二、學情分析
二氧化碳是初中化學中繼氧氣之后的又一種重要氣體。該氣體與日常生活聯系非常緊密，學生在前期的學習中就有所接觸，但對二氧化碳的性質和用途未必有科學的認識。例如怎樣認識二氧化碳的“功”與“過”？另外，學生科學探究意識較為缺乏，看問題多停留于表面，缺乏深思的習慣。例如，當看到二氧化碳通入石蕊溶液中，石蕊溶液變紅，他們就會得出二氧化碳能使石蕊溶液變紅的錯誤結論。還有，CO2與CO都會致人死亡，但其原因是不同的，學生對CO2不能供給呼吸的性質和CO的毒性易混淆。
三、課時安排
本課程共分為二課時：課時1 二氧化碳
課時2 一氧化碳
課時1 二氧化碳
一、教學目標
1.通過實驗探究了解二氧化碳的物理性質和化學性質。
2.能結合實例說明二氧化碳的主要性質和用途，再次體會物質性質和用途之間的關系。
3.學習用對比的方法設計實驗，研究物質的性質。
4.發展用辯證的眼光看待二氧化碳。
二、教學重難點：
重點：二氧化碳的主要性質和用途。
難點：二氧化碳與水、石灰水的反應。
三、教學過程
【課件展示】關聯詞：碳循環、合成淀粉、呼吸作用、碳中和、汽水、溫室效應、滅火、光合作用、碳達峰、低碳生活、氣體肥料。
【思考】以上詞匯與哪種物質有共同關聯？
【總結】二氧化碳。
【過渡】那么這些詞匯與二氧化碳有哪些關聯呢？本節課我們就通過這些詞匯來學習二氧化碳的性質和用途。
【課件展示】關聯詞：呼吸作用和光合作用。
【提問】說到呼吸作用和光合作用，分別與二氧化碳有什么關系呢？
【總結】地球上生命的持續需要進行光合作用和呼吸作用，光合作用的原料是二氧化碳，而呼吸作用又產生二氧化碳，所以說二氧化碳是地球生命活動的基石。
【課件展示】關聯詞：氣體肥料、滅火、汽水。
【圖片展示】蔬菜大棚中的CO2發生器、CO2滅火器、CO2制汽水
【講解】二氧化碳在人類的生產、生活中有非常廣泛的用途，如圖片所示，二氧化碳可以給蔬菜大棚中的蔬菜作氣體肥料，二氧化碳可用于滅火，冰爽美味的汽水的制造也與二氧化碳有關。
【過渡】根據前面的學習我們知道，物質的性質決定了物質的用途，物質的用途體現物質的性質，那么你能根據二氧化碳的這些用途推測出它有哪些性質嗎？
【用途1】氣體肥料
【講解】CO2作氣體肥料的原因是二氧化碳是植物光合作用的原料，在植物生長過程中補充二氧化碳，能促進植物的生長。
【用途2】滅火
【提問】CO2能用于滅火，那么二氧化碳能燃燒嗎？能支持燃燒嗎？二氧化碳的密度應比空氣大還是小呢？如何驗證你的推測？
【講解】在實驗室制氧氣的收集方法的學習中我們已經了解到二氧化碳的密度比空氣大，下面我們再通過教材中的實驗進行驗證。
【實驗6-3】將二氧化碳慢慢倒入放有高低不同位置的兩支燃著的蠟燭的燒杯中，觀察現象并分析。
【學生活動】觀看實驗視頻或教師演示實驗，觀察并分析實驗現象。
【總結】
現象 燒杯中燃著的蠟燭自下而上依次先后熄滅
分析 二氧化碳不能燃燒也不支持燃燒，而且密度比空氣大，傾倒時先聚集到燒杯底部，使下方的蠟燭首先接觸到較多的二氧化碳而熄滅，上面的蠟燭后接觸到二氧化碳后熄滅
由于以上性質，二氧化碳常用于滅火，常見的有手提式二氧化碳滅火器等。
【學生活動】交流討論：你還能想到其他方法來驗證二氧化碳的密度比空氣大嗎？
【方法展示】
【用途3】制汽水
【圖片展示】雪碧配料表。
【提問】在汽水的配料表中可以看到二氧化碳，二氧化碳常溫常壓下是無色無味的氣體，而汽水呈液態，那么二氧化碳能溶于水嗎？二氧化碳與水能反應嗎？二氧化碳與水混合后液體性質變了嗎？
【實驗6-4】向一個收集滿二氧化碳氣體的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，振蕩。觀察現象并分析。
【學生活動】觀看實驗視頻或教師演示實驗，觀察并分析實驗現象。
【總結】
現象 塑料瓶變癟了
分析 部分CO2溶于水使瓶內氣體減少，氣壓變小，大氣壓強使瓶子變癟
二氧化碳能溶于水，通常狀況下，1體積的水約能溶解1體積的二氧化碳，增大壓強會溶解更多。生產汽水等碳酸飲料就是利用了這一性質。本實驗的驗證思路是被溶解物質的量減少。
【交流討論】汽水的生產原理我們已經知道，那為什么可樂、雪碧等飲料統稱為“碳酸飲料”？“碳酸”是什么呢？CO2溶于水會發生化學反應嗎？
【實驗6-5】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的小紙花。第一朵紙花噴上稀醋酸，第二朵紙花噴上水，第三朵紙花直接放入盛有二氧化碳的集氣瓶中，第四朵紙花噴上水后，再放入盛有二氧化碳的集氣瓶中，觀察四朵紙花的顏色變化。（提示石蕊是一種色素，遇酸變成紅色）
【學生活動】觀看實驗視頻或教師演示實驗，觀察并分析實驗現象。
【總結】
1 2 3 4
現象 紙花由紫變紅 紙花不變色 紙花不變色 紙花由紫變紅
分析 醋酸能使石蕊溶液變紅 水不能使石蕊溶液變紅 CO2不能使石蕊溶液變紅 CO2與水反應生成酸性物質使石蕊溶液變紅
實驗說明：CO2與水反應生成了酸性物質，即碳酸，碳酸能使紫色石蕊試液變成紅色。H2O+CO2=H2CO3
【演示實驗】將上述實驗的第四步得到的變紅的小紙花，小心的用吹風機烘干，看到紅色的紙花又變成了紫色。
【講解】這說明了碳酸不穩定，受熱易分解，即H2CO3＝H2O＋CO2↑。
【交流討論】在炎熱的夏季喝下冰涼的碳酸飲料后，除了涼爽之外，還會怎么樣？
【總結】打嗝，原因就是碳酸受熱分解造成的。
【提問】如何檢驗汽水中是否含有二氧化碳？
【總結】將氣體通入到澄清的石灰水中，如果石灰水變渾濁了，則證明該無色無味的氣體為二氧化碳。CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3 ↓ + H2O，石灰水的主要成分是氫氧化鈣，能與二氧化碳反應生成碳酸鈣，碳酸鈣難溶于水，則石灰水中會出現渾濁的現象，根據這個特殊的現象，該反應用于檢驗二氧化碳。
【交流討論】工人師傅用石灰漿粉刷墻壁后，剛開始的一段時間內墻壁會“出汗”，你知道是什么原因嗎？
【總結】原因是：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【總結】二氧化碳的性質。
顏色 狀態 氣味 密度 溶解性
CO2 無色 氣態 無味 比空氣大 能溶于水
（1）不能燃燒，也不支持燃燒；（2）能與水反應：H2O+CO2=H2CO3；（3）能與氫氧化鈣反應：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
【過渡】在加壓和降溫條件下，二氧化碳還可轉變為液態、進而凝固為固態——“干冰”。
【講解】干冰是固態的二氧化碳，除了用于低溫保存食品外，還可用于營造舞臺環境。另外還用于人工降雨，你知道這里面的原理是什么嗎？
【學生活動】閱讀教材，找出“干冰”用于人工降雨的原理。
【總結】干冰易升華吸熱，使環境溫度降低，將空氣中的水蒸氣凝結為小液滴，進而聚集成雨滴落下。
【講解】通過學習知道，二氧化碳在生產、生活中有著廣泛的用途，除了制作飲料，干冰用于人工降雨、人工云霧外，還有如下用途：光合作用、滅火、化工生產的原料、氣體肥料等。
【過渡】雖然二氧化碳對人類的貢獻很大，本身也沒有毒性，但是它不能供給呼吸，所以當空氣中的二氧化碳的含量超過正常值時，就會對人體健康產生一定影響請看一組研究數據。
空氣中CO2的體積分數% 對人體的影響
1 使人感到氣悶、頭昏
4~5 使人感到氣喘、頭痛、眩暈
10 使人不省人事，呼吸逐漸停止，以至死亡
因此當人群長時間處于密閉空間的時候，一定要注意開窗、通風換氣。
【過渡】如果當大氣中的二氧化碳越來越多時，還會對地球環境造成巨大影響，使地球產生溫室效應。
【課件展示】關聯詞：溫室效應、碳中和、碳達峰、低碳生活、碳循環、合成淀粉。
【講解】溫室效應是指透射陽光的密閉空間由于與外界缺乏熱對流而形成的保溫效應，即太陽短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖后放出的長波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質所吸收，從而產生大氣變暖的效應。CO2的過量排放導致大氣中的溫室效應增強，地球溫度逐漸上升，使地球環境日益惡化。為此我國積極加入減少碳排放的國際活動中，力爭2030年實現“碳達峰”，2060 年前實現“碳中和"。在日常生活中，我們都要積極行動起來，堅持“低碳”理念，倡導“低碳”生活，從一點一滴做起，努力減少二氧化碳等溫室氣體的排放，保護人類美好家園?？茖W家們也轉換思路，利用化學原理將二氧化碳轉化為淀粉，變廢為寶，此理念還處于研究階段，希望各位同學也能參與其中，稱為創造歷史、造福人類的一員。
【課堂小結】
性質 用途
通常條件下是無色、無味的氣體 ——
密度大于空氣 滅火
不燃燒，不支持燃燒
能溶于水 制汽水
能與水反應 CO2+H2O == H2CO3
能與氫氧化鈣反應CO2+Ca(OH)2 == CaCO3+H2O 檢驗CO2
干冰易升華，吸熱 制冷劑、人工降雨
【課堂練習】略
四、板書設計
課題3 二氧化碳和一氧化碳
第1課時
1.光合作用 二氧化碳 呼吸作用
2.滅火 → 二氧化碳不燃燒，也不支持燃燒，密度比空氣大
3.汽水 → 二氧化碳能溶于水且與水反應：CO2＋H2O＝H2CO3
4.CO2與澄清石灰水反應：CO2＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋H2O → 檢驗二氧化碳氣體
5.干冰 → ①制冷劑；②人工降雨。
6.溫室效應 → 低碳生活

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