建议化学教材对“二氧化碳制取的研究”做修改

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摘 要：在教学实践中，笔者研究发现教材“二氧化碳制取的研究”这一课题中有关二氧化碳的反应原理、收集方法作一定的修改，更有利于培养学生的探究能力和创新思维能力。

关键词：化学教材；制取研究；修改建议

现行人民教育出版社义务教育教科书化学九年级上册第113页是这样介绍实验室制取二氧化碳的原理：在实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石（或石灰石，主要成分都是碳酸钙）反应来制取。收集方法：课本第115页上图示的二氧化碳的收集方法是向上排空气法。

多年教学中，我们先让学生探究分别用碳酸钠、碳酸氢钠、水垢、鸡蛋壳、石灰石与稀盐酸或稀硫酸反应；再让学生选择适合实验室制取二氧化碳的化学反应，结果每个班都有85%以上的学生选择了碳酸钠与盐酸反应制取二氧化碳，而选择石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的学生很少。

是否是我们的探究过程出了什么问题？教学实践与反思中，笔者越来越觉得用教科书上方法引导学生去制取并收集二氧化碳，并没有灵活地将化学与生活联系起来，过于呆板和僵化，极易使学生的思维定势，更谈不上学生创新思维的养成。

根据教者近年来的教学研究，结合学生学习实际，笔者建议：制取二氧化碳的化学反应原理中增加用鸡蛋壳、碳酸钠或碳酸氢钠与酸反应制取二氧化碳；仪器中增加注射器；气体收集装置考虑因素中，不去比较氧气和二氧化碳是否与水反应，并允许学生探究排水法收集二氧化碳。

作如此建议的理由如下：

1.由本课题在教材中的地位和学情决定的。

本课题在全书乃至整个化学学习过程中，所占的地位十分重要。它是培养学生在实验室制取某气体时确定药品的选择、装置的设计、收集方法等思路的最佳素材，通过学习可以使学生尽快从简单模仿到有目的地选择。如何在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学中来，进而学会思考、学会合作、学会设计、学会比较、能实验、能总结、能表达，最终学会对各种气体进行制取的设计。因而充分用好本课题就显得十分重要。

而学生在前面已学习了氧气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，已有了初步设计实验室制取气体的知识、技能。教材在第二单元氧气的制法中还介绍了用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制取氧气，通过学生的实验探究，不仅理解了催化剂和催化作用的概念，而且对该反应的速率受温度、浓度、接触面积大小影响也有所感性认识，通过课本42页的习题4，学生已经会用注射器来加反应液，控制化学反应的进行了。因此，学生对如何控制化学反应的进行已有了必备的基础，这就是学生会选择碳酸钠与盐酸反应制取二氧化碳的原因。

2.由科学探究活动的主旨决定的。

化学探究应当还活动“主动权”给学生，让学生在活动中自行获得不一样的体验。因而，我们在教学设计中，应首先引导学生分析以下几种生成二氧化碳的方法是否适宜于实验室制取二氧化碳：木炭在空气或氧气中燃烧、蜡烛燃烧、木炭还原氧化铜、动植物的呼吸作用，学生从生成二氧化碳是否容易跟原反应物分离、反应条件是否容易达到的角度加以否定了。接着，我们再让学生探究分别用碳酸钠、碳酸氢钠、水垢、鸡蛋壳、石灰石与稀盐酸或稀硫酸反应，并用澄清石灰水检验生成的气体，学生们都会认为上述反应有二氧化碳生成，此时教师通过多媒体介绍上述物质与酸反应生成二氧化碳的原理。最后让学生来选择适合实验室制取二氧化碳的化学反应，自然而然地，有的学生会选择碳酸钠与盐酸反应制取二氧化碳，有的会选择石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，等等。由于学生已有控制反应的基础，他们选择碳酸钠酸反应制取二氧化碳正是他们亲身实践、积极动脑、认真思考得到的结果，根本就没有错，反而培养了学生探究能力和创新思维，和勇于思考、坚持真理的精神。

3.由实验操作的安全要求决定的。

原有实验室制取二氧化碳所用的石灰石或大理石边角料尽管易得，但往往颗粒较大，向试管或锥形瓶中装时要选择大小适中的，对于过大的，老师们常用铁锤敲打，碎片乱飞，这样有安全隐患；从多年的学生分组实验来看，锥形瓶破损严重，这肯定与使用石灰石有关系。使用石灰石或大理石时，如果同时使用了长颈漏斗，有时长颈漏斗不易伸到瓶底，造成装置漏气或易造成瓶底破裂。而碳酸钠或碳酸氢钠也是日常生活中常用的物质，比较容易找到，有助于将化学与生活联系起来，提升学生学习化学的兴趣，并且它们是粉末，使用起来不易损坏仪器。

4.由知识的科学性和拓展要求决定的。

关于二氧化碳的收集方法，教材在第114页的探究第2项中对氧气和二氧化碳的实验室制取及相关性质的比较表中，列出了“是否与水反应”这一栏目来引导学生得出不能用排水法收集二氧化碳，笔者认为此处不妥：（1）教材上第115页以图示的形式展示了向上排空气法收集二氧化碳。但部分学生认为也可以用排水法收集，因为在第一单元教材第14页“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”中，教材上就是用排水法收集人体呼出的气体的（图1-14），而且向其中加澄清石灰水时，石灰水明显变浑浊了，说明排水法是完全可以收集到二氧化碳的；（2）课本第117页6-13二氧化碳溶解性实验中，软塑料瓶仅仅瘪进去少许；近几年的部分地区的中考化学试题上也有涉及用排水法收集二氧化碳的有关问题；（3）我们做了图1实验：用排水法收集二氧化碳，结果照样可以收集满二氧化碳；做图2实验：将充满二氧化碳的试管倒扣于水中，结果发现试管内水面上升很慢。可见，我们完全可用排水法收集二氧化碳。因而需对教材中二氧化碳的收集方法的探究内容进行适当修改。

综上所述，笔者建议教材做如下修改：

1、将课本第116页第4题作为探究增加到课本第113页第一段“我们已经学习过氧气的实验室制法……在实验室里如何制取二氧化碳呢？”之后。将课本第113页“实验室里，二氧化碳常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应来制取”改为“实验室里，二氧化碳可用稀盐酸与大理石（或石灰石）等物质反应来制取”，并在第113页最下边加注解，所有含有CO32-离子（或（CO3-）的物质都可与盐酸反应生成二氧化碳气体，因此实验室里也可用碳酸钠或碳酸氢钠、水垢、鸡蛋壳与盐酸反应制取二氧化碳。

2、课本第114页探究中的备选仪器，在原有的基础上增加注射器。并在课本第116页第5题图片中增加注射器。

3、增加有关二氧化碳收集方法的探究，不具体明确用哪种方法收集。

4、课本第114页探究第1项中，气体收集装置考虑因素“排水法（不易溶于水，不与水发生反应）”将其中“不与水发生反应”去掉。

5、课本第114页探究第2项中表格“是否与水反应”去掉。

参考文献

[1] 熊言林编著.化学教学论实验[M].合肥：安徽大学出版社，2004：40，60.

[2] 刘海平.“二氧化碳制取的研究”教学案例[J].化学教学.2008：（2）：39-41.

[3] 课程教材研究所等编著.义务教育课程标准实验教科书[S].北京：人民教育出版社，2006：109-112.