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【设计理念】
二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应由于实验现象不明显,使学生在学习这一反应时没有感性认识,较难掌握。本课的教学设计尽量体现《化学课程标准》的教学理念,引导学生充分经历科学探究的过程,在活动过程中培养学生的科学探究能力,发展学生的科学素养。
【活动目标】
通过实验设计及实验分析,巩固碱的化学性质,培养学生的创新能力;学习科学的探究方法,初步形成学科综合思想和科学的探究能力;通过学生亲身参与科学探究活动,激发学习化学的兴趣,培养学生尊重事实的科学态度。
【活动准备】
大理石、稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液、试管、滴管、矿泉水瓶、集气瓶、锥形瓶、各类导管、烧杯、单孔橡皮管、U型管、铁架台、气球、鸡蛋、红墨水。
按四人一组进行分组,每组准备上述仪器和药品供学生选择。
【活动过程】
复习碱的通性:写出常见的碱Ca(OH)2、NaOH与CO2反应的化学方程式。(一位同学回答碱的通性;一位同学上台书写化学方程式)
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
演示:将CO2分别通入Ca(OH)2 、
NaOH溶液中。
师:利用反应现象的不同,可以解决哪类问题?
生:鉴别Ca(OH)2与NaOH。
引言:CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成,而与NaOH反应无现象,那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应?对于这种无现象的反应能不能设计出一些实验,使反应产生一些现象,从而直观地证明两者发生了反应?本节课探究的课题就是:如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应。
板书:如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应?
讨论:以小组为单位,讨论设计实验方案,画实验装置图。
板书:部分同学将设计的实验装置图画在黑板上。
方案一:
生1:由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3,我设计的方案是:将CO2与NaOH反应,在反应后的溶液里滴加HCl,如果有气泡产生,证明CO2与NaOH发生了反应。
师:大家同意他的说法吗?
生:同意。
师:我有一个问题:CO2也能与H2O反应生成H2CO3,同样含有CO32-,你怎么知道到底是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2,还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2?怎么消除H2CO3的影响?
生1:先将反应后的溶液加热,使H2CO3分解,再滴加稀盐酸。
师:经过改进,这个实验方案变得完整,设计的方案能否成功?我们用实验说明。(老师根据学生的设计进行试验,方案一获得成功)
师:实验证明,有气泡产生,证明CO2与NaOH确实发生了反应,这位同学的设计获得了成功,我们向他表示祝贺!
方案二:
生2:我设计的方案是在NaOH中滴加几滴酚酞,这时酚酞显红色,再通入CO2能与NaOH反应,酚酞会褪色。
师:这位同学采用指示剂的方法,大家有异议吗?
生3:我认为不行,因为Na2CO3显碱性,同样会使酚酞显红色。
师:两位同学产生了分歧,到底谁对?我们也用实验来检验。(老师演示方案二,酚酞没有褪色,方案失败)
师:虽然这位同学的设计没有获得成功,但她考虑到了用指示剂,这也是思考的一个途径,的确有一些反应可以用指示剂来检验,如:酸碱的中和反应。
方案三:
生5:我想到了我们曾经做过的一道题,用气球来做实验。在一个瓶子里收集一瓶CO2,迅速倒入NaOH,
然后用一个带有导管的塞子塞紧,导管的一端套上一个气球,我预计能看到气球鼓起。
师:这位同学很有心,联想到我们曾经做过的题,如果能成功,是一个很有趣的设计。
(老师演示方案三,成功)
方案四:
生6:我设计的方案是:在一个烧杯里放入NaOH溶液,用一支试管收集满一试管CO2,倒扣在烧杯里,如果CO2能与NaOH反应,集气瓶里的气体减少,水会上升到试管里。
师:这位同学应用的原理与前两位同学一样,反应的现象和我们曾经做过的哪个实验相似?
生:测定空气中氧气的含量(大部分同学齐声回答)。
(老师演示方案四,成功)
师:同学们设计出了一些实验,成功地证明了CO2能与NaOH反应,在同学们的设计中都用到了两种以上的化学仪器,能不能将实验装置简化,应用生活中的常见用品来完成实验?
方案六:
生7:(迅速反应)用矿泉水瓶!在矿泉水瓶中收集满CO2,迅速倒入NaOH,盖上瓶盖,矿泉水瓶会变瘪。
(老师演示方案五,现象明显)
师:我们应用生活用品做化学实验,也能设计出装置简单、现象明显的实验方案。同学们的设计都成功地证明了CO2能与NaOH反应,设计都具有异曲同工之妙,那么同学们主要是从哪些方面考虑的?我相信每位同学都有自己的所得所获。书中还有很多实验都是没有明显现象的,我们在平时的学习中可以继续进行探究。
【案例评析】
本节课把学生在课堂中遇到的问题作为课题,引导学生从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考,设计实验进行探究,验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应。通过这一探究活动,即培养了学生知识应用能力,发展了学生的创新能力,又使学生明确了探究的一般过程和方法,培养了学生尊重事实的科学态度。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应由于实验现象不明显,使学生在学习这一反应时没有感性认识,较难掌握。本课的教学设计尽量体现《化学课程标准》的教学理念,引导学生充分经历科学探究的过程,在活动过程中培养学生的科学探究能力,发展学生的科学素养。
【活动目标】
通过实验设计及实验分析,巩固碱的化学性质,培养学生的创新能力;学习科学的探究方法,初步形成学科综合思想和科学的探究能力;通过学生亲身参与科学探究活动,激发学习化学的兴趣,培养学生尊重事实的科学态度。
【活动准备】
大理石、稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液、试管、滴管、矿泉水瓶、集气瓶、锥形瓶、各类导管、烧杯、单孔橡皮管、U型管、铁架台、气球、鸡蛋、红墨水。
按四人一组进行分组,每组准备上述仪器和药品供学生选择。
【活动过程】
复习碱的通性:写出常见的碱Ca(OH)2、NaOH与CO2反应的化学方程式。(一位同学回答碱的通性;一位同学上台书写化学方程式)
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
演示:将CO2分别通入Ca(OH)2 、
NaOH溶液中。
师:利用反应现象的不同,可以解决哪类问题?
生:鉴别Ca(OH)2与NaOH。
引言:CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成,而与NaOH反应无现象,那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应?对于这种无现象的反应能不能设计出一些实验,使反应产生一些现象,从而直观地证明两者发生了反应?本节课探究的课题就是:如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应。
板书:如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应?
讨论:以小组为单位,讨论设计实验方案,画实验装置图。
板书:部分同学将设计的实验装置图画在黑板上。
方案一:
生1:由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3,我设计的方案是:将CO2与NaOH反应,在反应后的溶液里滴加HCl,如果有气泡产生,证明CO2与NaOH发生了反应。
师:大家同意他的说法吗?
生:同意。
师:我有一个问题:CO2也能与H2O反应生成H2CO3,同样含有CO32-,你怎么知道到底是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2,还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2?怎么消除H2CO3的影响?
生1:先将反应后的溶液加热,使H2CO3分解,再滴加稀盐酸。
师:经过改进,这个实验方案变得完整,设计的方案能否成功?我们用实验说明。(老师根据学生的设计进行试验,方案一获得成功)
师:实验证明,有气泡产生,证明CO2与NaOH确实发生了反应,这位同学的设计获得了成功,我们向他表示祝贺!
方案二:
生2:我设计的方案是在NaOH中滴加几滴酚酞,这时酚酞显红色,再通入CO2能与NaOH反应,酚酞会褪色。
师:这位同学采用指示剂的方法,大家有异议吗?
生3:我认为不行,因为Na2CO3显碱性,同样会使酚酞显红色。
师:两位同学产生了分歧,到底谁对?我们也用实验来检验。(老师演示方案二,酚酞没有褪色,方案失败)
师:虽然这位同学的设计没有获得成功,但她考虑到了用指示剂,这也是思考的一个途径,的确有一些反应可以用指示剂来检验,如:酸碱的中和反应。
方案三:
生5:我想到了我们曾经做过的一道题,用气球来做实验。在一个瓶子里收集一瓶CO2,迅速倒入NaOH,
然后用一个带有导管的塞子塞紧,导管的一端套上一个气球,我预计能看到气球鼓起。
师:这位同学很有心,联想到我们曾经做过的题,如果能成功,是一个很有趣的设计。
(老师演示方案三,成功)
方案四:
生6:我设计的方案是:在一个烧杯里放入NaOH溶液,用一支试管收集满一试管CO2,倒扣在烧杯里,如果CO2能与NaOH反应,集气瓶里的气体减少,水会上升到试管里。
师:这位同学应用的原理与前两位同学一样,反应的现象和我们曾经做过的哪个实验相似?
生:测定空气中氧气的含量(大部分同学齐声回答)。
(老师演示方案四,成功)
师:同学们设计出了一些实验,成功地证明了CO2能与NaOH反应,在同学们的设计中都用到了两种以上的化学仪器,能不能将实验装置简化,应用生活中的常见用品来完成实验?
方案六:
生7:(迅速反应)用矿泉水瓶!在矿泉水瓶中收集满CO2,迅速倒入NaOH,盖上瓶盖,矿泉水瓶会变瘪。
(老师演示方案五,现象明显)
师:我们应用生活用品做化学实验,也能设计出装置简单、现象明显的实验方案。同学们的设计都成功地证明了CO2能与NaOH反应,设计都具有异曲同工之妙,那么同学们主要是从哪些方面考虑的?我相信每位同学都有自己的所得所获。书中还有很多实验都是没有明显现象的,我们在平时的学习中可以继续进行探究。
【案例评析】
本节课把学生在课堂中遇到的问题作为课题,引导学生从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考,设计实验进行探究,验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应。通过这一探究活动,即培养了学生知识应用能力,发展了学生的创新能力,又使学生明确了探究的一般过程和方法,培养了学生尊重事实的科学态度。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”