2.1.2探究碳酸钠与盐酸的反应原理 教学设计 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

探究碳酸钠与盐酸的反应原理 一、指导思想与理论依据 课标在内容上，要求通过实验探究，了解钠及其重要化合物的主要性质。 在策略上重视开展高水平的实验探究活动。 因此，选择探究碳酸钠与盐酸的反应原理作为载体，来发展学生的核心素养。 二、教学背景分析 （一）教材分析 本节位于高中化学新人教版必修一第二章第一节，主要内容是钠盐的物理与化学性质，这不仅是对初中盐类概念的进一步深化，也是为选择性必修1学习盐类水解作好铺垫。 新旧教材里并没有对碳酸钠与盐酸反应的原理进行深入探究剖析，只是对比了碳酸钠与碳酸氢钠的不同性质。在验证碱性的实验里，是用酚酞作为指示剂。 （二）学情分析 学生已知碳酸钠、碳酸氢钠能与盐酸反应，并且两者碱性不同；对pH有一定认识，能够基于控制变量法来设计实验方案。 但对碳酸钠与盐酸的反应原理缺乏深入探究；宏微结合分析的能力尚待提高。证据推理的能力需要强化。 基于此，决定设计高水平探究实验，引导学生探究碳酸钠与盐酸的反应原理。 （三）教学重难点 （1）重点：碳酸钠与盐酸的反应原理。 （2）难点：设计实验探究碳酸钠与盐酸的反应。 三、教学与评价目标 （一）教学目标 （1）通过碳酸钠与盐酸的反应原理的探究，强化了基于“宏微结合”解释现象与预测验证的能力，初步形成“宏-微-符-线”四重表征的结构化认识思路。 （2）通过证明或证伪碳酸钠与盐酸的反应原理的猜想的过程，发展了基于证据进行推理论证的能力，初步建构从定性与定量视角认识碳酸钠与盐酸的反应历程。 （3）通过提出、讨论、设计、优化与实践实验方案的过程，深化了自主合作探究与创造性解决问题的能力。 （二）评价目标 （1）通过碳酸钠与盐酸反应的实验现象的分析过程，诊断并发展学生“宏微结合”认识物质转化的思路结构化水平（分类概括、解释说明、预测验证）与定性定量分析问题的水平。 （2）通过有无气泡的猜想分析与实验方案的设计讨论过程，诊断并发展学生证据推理的能力（举证水平、推理水平、论证水平）与科学探究的水平（模仿探究、合作探究、自主探究）。 （3）通过解决氢离子浓度局部过大问题的实验装置设计，诊断并发展学生创新意识的水平（问题意识、批判质疑、创意论证）。 四、教学设计与评价思路 知识线 问题线 任务线 活动线 素养线 碳酸钠与盐酸的反应原理 气泡产生与未产生的原因？ 提出假设并设计实验方案证明或证伪 讨论并提出假设 宏观辨识 微观探析 证据推理 设计方案进行实验 如何解决c(H+)浓度局部过大的问题？ 设计合适的方案进行实验 讨论 科学探究 设计方案 实验探究 如何设计更优化的实验装置？ 请设计更优化的装置解决问题 查阅资料 创新意识 优化方案 实验探究 五、实验器材与实验创新设计 （一）相关器材： 花青素指示剂（用乙醇浸泡紫甘蓝获得）；半透膜（鸡蛋膜）；0.5mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L碳酸钠；0.5mol/L、0.1mol/L、0.01mol/L盐酸；磁力搅拌器；朗威pH传感器、胶头滴管、烧杯、试管、蒸馏水。 （二）实验创新设计： （1）现象直观。花青素指示剂的三种变色情况和pH曲线的两次突变可以直观显示碳酸钠与盐酸反应的两个阶段。前者从定性角度，后者从定量角度，如此由浅入深地认识碳酸钠与盐酸的反应原理。 （2）操作简便。实验装置简单，学生易操作，使用的半透膜可以让盐酸缓慢地与碳酸钠溶液反应，实现反应在第一阶段无气泡，第二阶段有明显气泡，有效解决氢离子浓度局部过大的问题。 （3）材料易得。花青素来自生活中的紫甘蓝，半透膜用的鸡蛋膜。 （4）设计了高水平的实验探究活动。将实验的创新与碳酸钠和盐酸的反应原理探究有机融会到一起，系统性地发展学生的化学学科核心素养。 六、教学过程 【发现问题】 学生在做碳酸钠与盐酸反应的实验中，发现有的产生气泡，有的未产生气泡，于是提出假设。（见图1） 图1 学生提出的假设 【探究一】 教师：针对假设1、2，关键在于判定是一步还是两步反应。 学生：从理论推断，假设1中溶液里存在的主要微粒是碳酸根与碳酸，根据所学，两者不能共存，所以假设1不成立，如此连带假设4不成立。 学生：针对假设2、3，可对无气泡试管进行振荡或加热操作。 学生：若振荡产生气泡，则假设2成立，若振荡无气泡，再滴加盐酸有气泡，则假设3成立。 有学生查阅资料，发现加热会让碳酸氢钠溶液分解，从而排除加热操作。 图2 振荡操作和加盐酸操作 学生：根据实验现象，得出结论，假设2和3成立。（见图2） 学生：仅从理论推断，否定一步反应，是否过于武断？ 教师：那你有什么更好的想法吗？可以谈谈你的想法，进行更精准地论证。 学生：可通过证明假设5来进一步