第十章第3節(jié) 氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究

北京市牛欄山一中實(shí)驗(yàn)學(xué)校 張 瑩

一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

義務(wù)教育階段的化學(xué)課程以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨,幫助學(xué)生了解科學(xué)探究的基本過(guò)程和方法,發(fā)展科學(xué)探究能力”?！翱茖W(xué)探究”既可以培養(yǎng)學(xué)生在相關(guān)技能，又可以培養(yǎng)學(xué)生的以思維能力為基礎(chǔ)在各種能力。我認(rèn)為首先要在了解學(xué)生在前提下創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計(jì)讓學(xué)生有體驗(yàn)的探究活動(dòng)，這樣會(huì)促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，提高化學(xué)學(xué)科的素養(yǎng)。

二、教學(xué)背景分析

1. 教學(xué)內(nèi)容

京版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)第十單元第60頁(yè)“堿的化學(xué)性質(zhì)”中涉及二氧化碳和氫氧化鈉溶

液反應(yīng)的描述，課標(biāo)上要求以“二氧化碳和氫氧化鈉溶液能不能反應(yīng)”為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，以提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，最終直觀地理解二氧化碳和氫氧化鈉溶液確實(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。因非金屬氧化物二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，且教材并沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二者真的能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)這一類反應(yīng)時(shí)缺乏感性認(rèn)識(shí)，較難理解和掌握。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)發(fā)生方案并學(xué)生討論總結(jié)以及小組實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)控制變量法在化學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，可以推廣一系列無(wú)明顯現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究，例如酸堿中和反應(yīng)，通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生形成化學(xué)概念。

2. 學(xué)生情況

學(xué)生掌握了證明酸堿中和反應(yīng)發(fā)生的方法，但因非金屬氧化物二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)現(xiàn)象不明顯，且教材并沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明二者真的能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)這一類反應(yīng)時(shí)缺乏感性認(rèn)識(shí)，較難理解和掌握。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生有一定觀察實(shí)驗(yàn)和表達(dá)的能力，初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。

三、教學(xué)流程

四、教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)一：復(fù)習(xí)舊知識(shí)

教師：請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)出常見(jiàn)的堿， 并且回憶堿的通性

學(xué)生：回答、書寫、投影

教師：默寫常見(jiàn)的堿Ca(OH)2、NaOH與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式。利用反應(yīng)現(xiàn)象的不同，可以解決哪類問(wèn)題？

學(xué)生：鑒別Ca(OH)2和NaOH

教師：NaOH與CO2反應(yīng)無(wú)現(xiàn)象代表該反應(yīng)沒(méi)有發(fā)生？

學(xué)生：不確定

教師：這就是這節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容—NaOH與CO2反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究

環(huán)節(jié)二：設(shè)計(jì)方案大比拼

教師：將課前布置好的設(shè)計(jì)作業(yè)展示在教室中，讓學(xué)生選擇有代表性的方案討論其是否可

行及改進(jìn)的方法

學(xué)生：選擇有代表性方案討論

環(huán)節(jié)三：學(xué)生講解改進(jìn)方案

教師：評(píng)價(jià)方案：大部分方案都有可行性，但有些存在不足。

方案1——指示劑篇

向氫氧化鈉溶液中滴加無(wú)色酚酞，溶液顯紅色，通入二氧化碳后，紅色褪去

學(xué)生討論：方案一生成的碳酸鈉也是堿性物質(zhì)，所以顏色不會(huì)褪去。

方案2——壓強(qiáng)篇

教師：在充滿二氧化碳的塑料瓶中加入氫氧化鈉溶液，瓶子變癟，證明反應(yīng)發(fā)生了，取少量所得溶液向其中加入氫氧化鈣溶液，有白色沉淀產(chǎn)生。

學(xué)生A：該同學(xué)的方案很完整，但是前面的步驟不能說(shuō)明二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)了，由于二氧化碳可能會(huì)和水反應(yīng)，因此需要檢驗(yàn)新物質(zhì)碳酸鈉的生成

教師：很好，這位同學(xué)是從新物質(zhì)生成的角度證明反應(yīng)發(fā)生，不是真正的改變壓強(qiáng)

方案3：

教師：接下來(lái)的這位同學(xué)是否是通過(guò)改變壓強(qiáng)來(lái)證明的呢？通過(guò)做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，取等體積的的水和氫氧化鈉溶液，通入等質(zhì)量的二氧化碳，震蕩后觀察塑料瓶變癟程度。同學(xué)們考慮一下水的量有什么要求？

學(xué)生齊呼：是排除了水的干擾，為了現(xiàn)象明顯，不應(yīng)超過(guò)容積體積的二分之一

方案4：向盛滿二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶中加入氫氧化鈉溶液，觀察氣球變膨脹

通過(guò)壓強(qiáng)變化的方法還有很多比如瓶吞雞蛋，液面上升等等，這位同學(xué)也是根據(jù)壓強(qiáng)變化來(lái)證明的，但是也是沒(méi)有排除水的干擾，同樣需要做對(duì)比實(shí)驗(yàn)

方案5

教師：這位同學(xué)是向兩個(gè)相同的錐形瓶中裝滿二氧化碳?xì)怏w，并向其中加入等體積的氫氧化鈉溶液和水，觀察氣球變癟情況

方案6

學(xué)生：做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，兩集氣瓶等質(zhì)量的二氧化碳，用分液漏斗向其中加入等體積的水和氫氧化鈉溶液，震蕩U型管液面上升情況，同時(shí)也需要做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，為了排除水的干擾

方案7——新物質(zhì)生成篇

教師：該同學(xué)向充滿二氧化碳?xì)怏w的集氣瓶中加入氫氧化鈉溶液，待反應(yīng)充分后，將氫氧化鈣溶液流入集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，證明反應(yīng)發(fā)生。

學(xué)生：經(jīng)過(guò)激烈的討論，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)從有新物質(zhì)生成角度證明：取反應(yīng)后的溶液向其中加入氫氧化鈣溶液，若從二氧化碳消失角度證明不了

環(huán)節(jié)四：課堂小組實(shí)驗(yàn)

教師：我們這節(jié)課學(xué)習(xí)了無(wú)明顯現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究，對(duì)于這一類反應(yīng)均可以從反應(yīng)物消失和新物質(zhì)生成角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。同學(xué)們對(duì)以上方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單梳理，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)要注意科學(xué)性和全面性，下面請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

學(xué)生：以小組為單位操作實(shí)驗(yàn)

課堂小結(jié)：通過(guò)這節(jié)課對(duì)氫氧化鈉溶液和二氧化碳的實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)，我們可以從反應(yīng)物消失和新物質(zhì)生成這兩個(gè)角度去證明一個(gè)反應(yīng)的發(fā)生。