氧气和二氧化碳的性质、制取及用途单元作业设计

安徽省中

小学作业

设计大赛

氧气和二氧化碳的性质、制取及用途

单

元

作

业

学科：初中化学

作者：王晓飞关继生

郭传侠陈百顺副守华

单位：滩溪县南坪中心学校

滩溪县燕头学校

化学单元作业设计

一'单元信息

学科年级学期教材版本单元名称

基本

第一学第二单元空气

信息化学九年级人教版

期第六单元碳和碳的氧化物

单元

口自然单元■重组单元

组织方式

序号课时名称对应教材内容

1氧气和二氧化碳的性质2.2氧气；6.3二氧化碳和一氧化碳

课时

信息2氧气和二氧化碳的制取2.3制取氧气；6.2二氧化碳制取的研

究

3氧气和二氧化碳的用途2.2氧气；6.3二氧化碳和一氧化碳

二、单元分析

（一）课标要求

通过实验探究认识氧气、二氧化碳的主要性质，并能用化学用语表示；

能利用常见物质的性质，分析、解释一些简单的化学现象及事实；

初步学习氧气和二氧化碳的实验室制法，归纳实验室制取气体的一般思路和方法；

能设计简单实验，制备并检验氧气和二氧化碳气体；

了解氧气和二氧化碳在生产生活中的常见用途；

能通过典型实例，说明物质性质与用途之间的逻辑关系，促进“性质决定用途”观

念的形成；

能够结合自然界的氧循环和碳循环，认识物质在自然界的相互转化及对维持人类生

活与生态平衡的意义；

了解我国实现碳中和目标的具体措施，理解实施低碳生活的重要意义；

能够充分利用生活中有关氧气和二氧化碳的情境素材，开展项目式学习实践活动。

（二）教材分析

氧气的性质用途与制取是在前面的学习的基础上，学生已基本掌握了常用仪器的

用途和使用时的注意事项，学生第一次将化学实验与研究纯净物的性质结合起来，需

要学习如何设计实验如何观察实验现象如何分析实验现象得出结论。氧气的制备是气

2

体制备的起始课，是学生对化学实验基本操作的综合应用，由于初次接触气体制备，

学生在思维上和操作上都无据可循，不知应怎样想和怎样做，因此教师在教学中要重

视思维的引导，是学生从药品的选择到实验操作都形成规范的思路，为今后学习更多

物质的制备奠定基础。

二氧化碳制取性质用途是在鉴于在学生在第二单元已经学过氧气的制法的基础上，

学生已经具备一些制取气体的简单知识，可以引导学生在实际操作中理解实验装置的选

取，是学生尽快地从简单模仿到有目的地选择。通过两种气体的学习，逐步掌握一般气

体的性质用途制取学习思路。这样有利于提升对化学价值的认识。

（三）学情分析

九年级学生已能理解一般的抽象概念，能对许多现象进行概括和抽象，但其逻辑思

维在很大程度上还属于经验型，有赖于感性经验和具体形象的直接支持，常常带有主观

片面和肤浅的特点。学生初学化学，兴趣浓厚，甚至对每一个实验都会产生强烈的探究

欲望，但大部分学生仅仅停留在对实验现象的感性认识，很少对实验的本质进行探究。

通过之前的学习，学生具备了药品的取用、仪器连接、物质加热、装置气密性检查等

基本实验操作和观察实验的技能，在此基础上，可让学生经历和体验科学探究活动。此时

进行氧气和二氧化碳气体制取的研究，既可激发学生学习积极性，增强学生探究欲，也使

学生明白了实验室制取气体的一般思路和方法。不过，目前九年级学生的自我管理和调控

能力还不够好，学生在实验操作中需要教师加强管理和耐心引导，不要让学生形成不良实

验习惯。

三'单元学习作业目标

（1）掌握常见物质氧气、二氧化碳的主要性质，并通过实例认识物质的性质与应

用的关系，形成合理利用物质的意识；

（2）掌握实验室制取气体的药品、反应原理、仪器装置、收集方法及实验操作，

并运用化学用语表述相关信息；

（3）知道氧气、二氧化碳的用途以及对社会生产生活的影响，体会用辩证唯物主

义的观点看待物质和科学问题；

（4）初步构建自然界物质的转化和循环的“变化观”；

（5）初步运用化学学科知识和思维方式解决生产、社会中的实际问题，提升科学

素养，建构化学的价值观。

3

四、单元作业设计思路

以“物质的多样性及变化与转化”这一大概念为统摄，按照大概念、学科

大概念、次级大概念、核心概念和事实的顺序整理出本次重组单元作业的知识

结构，如图1所示。再根据知识结构，整理出重组单元的课时主题和目标，

如图2所示。再根据课时目标设计相关作业。

大概念

I

学科大概念

02供给呼吸、含量较多

02、CO2密度。2具有助燃、的制取02、CO2CO2

02C02支持燃烧，I造成温室效应I

大于空气，。2性，C02既实验室制取的发生装置、

事实C02作灭火剂

不易溶于水，不燃烧也不药品的选择收集装置、检自然界的碳循

保鲜食物、人I环和氧循环，

C02能溶于水支持燃烧等反应原理验及验满方法

等工降雨等低碳生活理念

图1:大概念统领下的单元知识结构

4

小元主题课时上IE课时II标

初步对氧气和二氧化碳的物理性

质和化学性质的认识，了解性质

氧气、二氧化碳的性质

决定用途，用途反映性质。

性

氧

气

质

和

、

二

制初步形成认识制取C02和02实验

氧

取原理和药品；知道发生装置和收

化氧气、二氧化碳的制取

及集装置的选取与哪些因素有关。

碳

用

的

途

联系物质性质，了解02、C02的

主要用途；使学生养成关注环境、

热爱自然的情感。

图2：重组单元课时主题和目标

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五、课时作业

第一课时

课时目标：初步对物质的物理性质和化学性质的认识，了解性质决定用途，

用途反映性质。

作业1:任何事物都有两面性，请结合对氧气和二氧化碳知识的学习，谈谈

对二氧化碳和氧气的利与弊的认识。

—1.参考答案：

C02的利：作气体肥料、灭火剂、制汽水等。

弊：加剧温室效应等。

0?的利：气割、气焊、潜水、登山、医疗急救等。

弊：食物腐烂、物质被氧化，如铁生锈等。

2.时间要求：2分钟

3.评价设计：

前结构单点结构多点结构关联结构抽象拓展结构

结合宏观、微观、

能熟练掌握

无意义或空简要片面地树立辩证唯物主符号三重表征，分

氧气和二氧

白答案描述气体的义观，认识事物析两者化学性质不

化碳的性质

相关性质及的两面性同的原因

用途和用途用

4.作业分析与设计意图：通过对二氧化碳和氧气性质的比较，认识物质的

性质与用途之间的逻辑关系，树立辩证唯物主义观。

作业2：下列关于二氧化碳的说法正确的是（）

A、二氧化碳是引起温室效应的唯一气体

B、二氧化碳固体可用于人工降雨

C、二氧化碳可以使紫色石蕊溶液变蓝

D、二氧化碳有毒，不能制作碳酸饮料

1.参考答案：B

2.时间要求：1分钟

6

3.评价设计：错选A,对引起温室效应的气体没有较全面的了解；错选C,

不清楚二氧化碳使紫色石蕊溶液变红的反应原理；错选D,是因为不了解二氧

化碳本身不具有毒性，与水反应生成的碳酸酸性较弱，对人体不具备危害。

4.作业分析与设计意图：通过结合生活实际对二氧化碳的学习，认识其性质

决定用途，用途反应性质。

作业3:某化学兴趣小组用青霉素的药瓶，注射器和眼药水瓶设计了如图所

示的微型实验装置，用于检验二氧化碳的性质，缓缓推动注射器的活塞，滴入

稀硫酸后，在眼药水瓶中即可产生二氧化碳气体，下列有关说法错误的是

()

注射器燃着的

小木条

开孔的

紫色石薮试液

眼药水箱润湿的液纸

澄清的_

石灰水二二金枝讷固体

A、澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳生成

B、该实验能验证二氧化碳通常不能燃烧，也不支持燃烧

C、上下两片滤纸条变红，只能证明二氧化碳与水反应生成碳酸

D、该微型实验具有所用药品量少、现象明显、操作简单等优点

1.参考答案：B

2.时间要求：1分钟

3.评价设计：

错选A,因为不了解碳酸钠能与稀硫酸反应产生二氧化碳，而二氧化碳具有能

使石灰水变浑浊的化学性质；错选C,不清楚设置上下两片滤纸条的作用是验证二

氧化碳的密度大于空气；错选D,是因为不能将微型实验和传统实验进行分析比较,

得出该实验具备的优点等。

4.作业分析与设计意图：

通过微型实验设计，观察实验装置，测评学生对创新实验装置的理解力，

以及深入认识实验过程，并根据所学知识迁移解决问题的能力。

第二课时

课时目标：初步形成认识制取C02和02实验原理和制取装置的选取；知道发

生装置选取和反应物的状态、反应的条件的关系，收集装置的选取和生成物的

密度、溶解性的关系；认识气体的实验室制法和工业制法的区别。

作业1：C02和02是生命活动不可缺少的两种气体下列对他们认识中正确的

7

是()

A.实验室可用浓盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳用于教学

B.氧气能使燃烧更剧烈所以氧气是可燃物

C.光合作用能产生氧气可用于实验室制法

D.有效控制空气中二氧化碳的含量能控制温室效应

1.参考答案：D

2.时间要求：1分钟。

3.评价设计：

错选A,忽略了浓盐酸的挥发性，会造成生成的气体不纯，影响二氧化碳的

性质；错选B,了解氧气只具有助燃性没有可燃性，本身不能燃烧；错选C,光合

作用不仅慢而却不能很好的控制纯度。

4.作业分析与设计意图

本题设计让学生明白实验室制法要满足：1、制得气体要纯净2、反应的速

度要适中3、最好操作要简便。知道氧气本身不是可燃物但能支持燃烧，让学

生了解温室效应与二氧化碳的关系。

作业2:某小组同学利用如图所示装置用于实验室制备气体，请回答下列

问题。

(1)实验室可用稀盐酸和石灰石制取CO2,请写出该反应的化学方程式

(2)实验室制取CO?和02均可选用图示中的装置组合为(填字母序号)。

(3)用C装置收集气体时，导管口要接近集气瓶底部，目的是。(4)

实验室利用加热醋酸钠固体和碱石灰固体的混合物来制取甲烷，则选择的发生

装置是(填字母代号)；收集甲烷气体能用D装置收集，则该气体具备

的物理性质是，已知甲烷的密度小于空气的密度，如用E收集应从—

通入。

1.参考答案:

(1)CaC03+2HCl=CaCl2+C02t+H2O

(2)AC(3)防止收集的气体不纯

(4)B不溶于水且与水不反应a

8

2.时间要求:3-4分钟。

3.评价设计：

前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

无意义或空知道氧气和知道氧气和二了解氧气和掌握陌生气体

白答案二氧化碳的氧化碳的实验二氧化碳的制取装置的选

实验室制取室制取装置的实验室制法取条件

反应原理选取条件和工业制法

的区别

4.作业分析与设计意图

让学生明白实验室制法的要求：1、制得气体要纯净2、反应的速度要适中3、最

好操作要简便，根据要求选取符合要求的反应。发生装置选取要根据反应物状态

和反应的条件，收集装置的选取与生成物的密度、溶解性有关的原理理解。

让学生学会制取气体应该考虑的问题，为以后制取新的气体指明了方向。

作业3:（实践活动作业）请你利用家庭生活中常见的用品，创意设计制作

简易供氧器或二氧化碳生成器，并进行学习活动过程与结果的记录

1.参考答案：合理即可

2.时间要求：1周

3.评价设计：

前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

综合各种装能利用身边常见

无意义或

依据分析，使装置更优置的优缺点的物品设计制造

空白答

确定制取气化，有利于操进行分析反合理装置，并能

案

体的实验装作及反应的进思并改进反思优化，具备

置行对知识迁移应用

4.作业分析与设计意图

让学生明白化学与生活密不可分，善于利用身边物质进行化学实验，深入

思考，不局限于课本知识，寻找更优化装置，充分发挥学生的创新思维能力以

及动手实践能力。

第三课时

课时目标：联系物质性质，了解。2、C02的主要用途；使学生养成关注环境、

热爱自然的情感。

作业1：下面有关02用途的说法正确的是（）

A、给病人输氧时，02浓度越大越好

B、氧气可用于制作液氧炸药，因为02具可燃性

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C、人在海拔较高地区出现高原反应，是因为那里空气中含02量不足2M

D、富氧炼钢是利用了O2的氧化性

1.参考答案:D

2.时间要求:1—2分钟

3.评价设计

错选A,是学生对人体需要氧气的生理功能不了解；错选B,是对于可燃性

助燃性的概念辩识不清晰；错选C,是对气体浓度和气体密度混淆不清。

4.作业分析与设计意图

设计氧气用途的有关描述，测评学生对02在医疗、科技、工业、生活等方

面的应用。

作业2：二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26℃,压力高于临界压力

Pc=72.9atm的状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩

散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力.用它可溶解多种物质。你认

为超临界C02用作溶剂的优点是0

1.参考答案：环保、节能等（合理即可）

2.时间要求：1分钟

3.评价设计：

前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

知道某种物从性质决定物质状态性熟练分析物质的

无意义或空

质的相关性用途角度进质等在特殊变化、性质及用

白答案

质行分析条件下可以途

M亦

4.作业分析与设计意图

设计C0?超临界状态下的应用，引导学生根据物质性质，扬长避短合理应用.

培养学生环保意识，测评学生对物质的综合分析运用能力。

作业3:我国科学家突破了C02人工合成淀粉等技术，这一突破，为淀粉的

车间生产打开一扇窗，并为以C0?为原料合成复杂大分子开辟了新的技术路线。

那么，你想利用CO?为人类作出什么贡献。

1.参考答案：合理即可

2.时间要求：1一2分钟

3.评价设计：

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前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

从物质微粒构化学变化前知道运用化学物

成元素组成及后元素种类质服务于社会，

无意义或空物质组成变化规律等方不变，物质熟练掌握物质组

白答案与结构面辨析物质用能创造物成、构成，物质

途质，物质丰性质决定用途以

—RAU-z-U?,-r.T7./【,迎L1-^^田

4.作业分析与设计意图

设计以CO2合成淀粉技术为知识背景，引导学生关注最新科技成果，培养学

生发散思维及利用化学知识为人民服务的爱国情感，测评学生知识迁移运用能

力。

作业4：（实践活动作业）随着大气中CO?的排放量的不断增加，温室效应

加剧对全球生态系统形成严重威胁。为此，我国提出C0?排放力争2030年前达到

峰值，2060年前实现碳中和。请你结合碳中和理念，设计一份低碳行动方案。

1.参考答案：（合理即可）

2.时间要求：1周

3.评价设计:

前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

能查阅相关能够依据已形成解决问建立化学视角，

无意义或空

资料，理解有知识经题的基本思构建解决问题的

白答案

碳中和的意验，初步制路，聚焦碳认识模型，综合

义定低碳行动循环的过程考虑社会生活实

方案际设计低碳行动

4.作业分析与设计意图

从C02过量排放引发环境问题出发，使学生意识到化学与生活，化学与社会

密切相关，从而增强学生的社会责任感，也锻炼了学生解决实际问题的能力。

碳中和也涉及其它学科知识，可以构建学生学科融合的思想，同时激发学生创

新思维。

六、单元质量检测作业

（一）单元质量检测作业内容

作业1：02、C02与我们的生产生活息息相关，下列关于其叙述正确的是（）

A、氧气可以作燃料，而二氧化碳常用于灭火

B、它们都可以选择排水集气法收集

C、自然界它们可以通过光合作用和呼吸作用相互转化

D、空气中的氧气过多无害，而二氧化碳过多会造成酸雨

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1..参考答案：c

2..时间要求:1分钟。

3..评价设计：

错选A,因为不清楚燃料是具有可燃性的物质；错选B,是不了解二氧化碳

能溶于水且与水反应的性质；错选D则不清楚二氧化碳过多对环境造成的影响是温

室效应而非酸雨。

4.作业分析与设计意图

设计通过氧气、二氧化碳之间的相互比较，测评学生对常见气体的性质、用途

以及对环境的影响的认识。

作业2:化学的基本特征是研究和创造物质。试从科学视角认识二氧化碳：

（1）微观角度：

二氧化碳由（填“分子”或“原子”）构成。

（2）性质角度：

将二氧化碳的发生装置与如图1相连接，一段时间后，三通管（填“上”或

“下”）方火焰先熄灭。这一现象说明二氧化碳具有的物理性质是。

图2

（3）变化角度：

为探究二氧化碳能否和水反应，用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥小花完成如图2四个

实验。实验I、w中小花变红，实验n、in中小花不变色。下列说法正确是（）

A.实验I、n、ni说明水和二氧化碳不能使小花变红，醋酸可以使小花变红B.实

验n、in、w说明二氧化碳能与水发生化学反应

c.上述实验说明二氧化碳和醋酸具有相似的化学性质

（4）环保角度

为积极应对温室效应加剧引起的气候异常变化，我国提出了“碳中和”和“碳达峰”

的目标，体现了大国的责任与担当。为了减少碳排放，请你提出一条合理建议

1.参考答案：

（1）分子

12

（2）下二氧化碳密度大于空气

（3）AB

（4）减少化石燃料的燃烧，多植树造林（合理即可）

2.时间要求:3-4分钟。

3.评价设计

前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

从构成物从知道某些

知道某种物能认识到物质

(1)无意义质的几种物质由分子

质的微观构是由不同的微

或空基本微粒构成来分析

成粒构成

白答分析

4.作业分析与设计意图

从微观、性质、变化、环保四个维度出发，考查学生是否能从化学学科的

视角综合认识物质的结构、性质、变化规律以及对自然环境的影响。

作业3：实验室制取气体常常用到下列装置，请回答问题:

（1）写出有标号①仪器的名称：;

（2）小齐同学将制取的气体通入澄清石灰水中，观察到石灰水变浑浊，则制取并

收集一瓶该气体，应选择装置为（填字母），发生反应的化学方程式为：

（3）用E装置收集氧气，带火星的木条放在（"c”或“d”）处验满，制

取氧气结束后，发现集气瓶口有紫红色出现，请你为他分析造成该现象的可能原因

是;

（4）小亮同学以废弃的“棒棒冰”塑料管为材料，制成的气体发生装置（各部分

连接紧密，如图F所示）。该装置设计的优点有：。（写一点即可）

1.参考答案：

（1）水槽

（2）BC或BE2HC1+CaCC>3=CaCI2+H2O+CO2f

（3）d试管□没有放一团棉花

（4）控制反应的发生与停止或节约药品、废物利用等（合理即可）

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2.时间要求:3-4分钟。

3.评价设计

前结构单点结构多点结构关联结构抽象扩展结构

作业无意义或空知道实验室能够根据相

能够对实验综合运用物质

3白答案制取氧气、关实验因素

过程中的意本身的性质以

二氧化碳的确定发生装

外现象进行及变化规律，

反应基本原置和收集装

反思，对实选取恰当的实

理置

验装置的优验装置并进行

缺点进行简正确操作、反

要评价思评价

4.作业分析与设计意图

本题通过实验装置题的形式，考查学生是否掌握实验室制取气体的反应原

理以及收集、检验、验满的方法，正确理解确定发生装置和收集装置时需要考

虑的因素，初步形成实验室制取气体的一般思路和知识脉络。

作业4：阅读短文，回答问题。

为应对C02等温室气体引起的气候变化问题，世界各国以全球协约的方式减排温室

气体，我国提出碳达峰和碳中和目标。碳达峰指的是在某一时间，C0?的排放量达到历史

最高值，之后逐步回落；碳中和指的是通过植树造林、节能减排等形式，抵消CO?的排放

量。

现阶段我国的能源结构以化石燃料为主，其燃烧释放出大量的co?。实现碳中和的

路径之一为降低化石能源在消费能源中的比例，提高可再生、非化石能源比例。路径

之二为捕集、利用和封存C02。如利用废气中的C02制取甲醇(CHaOH),反应的微观示意

图如下图所示。

。一氧朦子领一或原子O一氧朦子

封存C02也是有效降低大气中C0?浓度的重要手段，如：海洋封存、地质封存及矿石碳化

等。

我国科学家提出“液态阳光”概念，即将太阳能转化为可稳定存储并且可输出的燃料,

实现燃料零碳化。随着科学技术的发展，今后的世界，每天的阳光将为我们提供取之不尽、

用之不竭的热、电，还有可再生燃料！

14

（1）为控制大气中C02的含量，以下建议暂不可行的是（填字母序号）。

A.开发新能源B.禁止使用化石燃料C.大力植树造林D.发展公共交通（2）

根据微观示意图，写出CO?制取甲醇的化学方程式：0（3）将

CO2加压封存入海洋的过程中，分子间隔的变化是；但该方法会导致海水酸化，

其原因是o

（4）下列说法正确的是（填序号）。

A.碳达峰、碳中和中的“碳”指的是碳单质

B.控制化石燃料的使用可减少碳排放

C.碳中和指的是没有碳排放

D.“液态阳光”将实现燃料零碳化

（5）被封存的CO2的用途有（任写两条）。