内容正文:
第三节常见的碱(第二课时碱的化学性质)教案
一、教学基本信息
项目
内容
教材版本
北京版九年级化学下册
课题
碱的化学性质(氢氧化钠与二氧化碳的反应)
课时
1课时
课型
新授课
对应课标(2022版)
1.认识常见碱的主要性质和用途,知道碱的化学相似性及差异;
2.能基于物质性质设计实验,通过现象或数据证明化学反应的发生;
3.初步形成“物质的组成与结构决定性质,性质决定用途”的化学观念;
4.发展科学探究与创新意识,能根据实验目的设计、评价实验方案。
二、教学目标
化学观念:通过氢氧化钠与氢氧化钙的组成共性,理解碱的化学相似性;结合金属元素差异,认识碱的化学性质差异,初步形成“组成-结构-性质”的关联观念。
科学思维:基于“化学反应伴随物质性质或数量变化”的核心思路,构建“定性-定量”表征化学变化的思维模型,能对无明显现象的化学反应设计实验进行验证。
科学探究与创新意识:完成氢氧化钠与二氧化碳反应的探究实验,能从“消耗反应物、检验生成物”两个角度设计并评价实验方案,发展实验设计与反思评价能力。
科学态度与责任:树立严谨求实的科学态度,认识对比实验在科学探究中的重要性,形成安全实验的意识。
三、教学重难点
项目
内容
教学重点
1.碱与二氧化碳的反应规律;
2.表征无明显现象化学反应的一般思路与方法。
教学难点
1.氢氧化钠与二氧化碳反应的实验设计与验证;
2.理解对比实验在无明显现象反应探究中的必要性。
四、教学准备
实验药品:氢氧化钠溶液、澄清石灰水、二氧化碳气体、稀盐酸、酚酞溶液、蒸馏水
实验仪器:试管、导管、橡胶塞、注射器、软塑料瓶、胶头滴管
安全准备:护目镜、手套,强调腐蚀性药品的安全操作规范
五、教学过程
(一)情境导入,温故知新
回顾碱的组成共性:氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钙(Ca(OH)₂)的组成中都含有氢氧根(OH⁻),因此化学性质具有相似性。
回顾已知反应:澄清石灰水与二氧化碳的反应(第六章已学),引出问题:氢氧化钠溶液也能作为二氧化碳的吸收剂,二者是否发生化学反应?如何验证?
(二)探究实践:氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应
1.探究目的
探究氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应。
2.猜想依据
氢氧化钠溶液能与二氧化碳发生化学反应,并生成碳酸钠(Na₂CO₃)和水(H₂O);依据是碱的组成中均含OH⁻,氢氧化钙能与CO₂反应,推测氢氧化钠也能与CO₂发生类似反应。
3.进行实验
实验操作
实验现象
分析与结论
分别向盛有氢氧化钠溶液、澄清石灰水的试管中通入少量二氧化碳气体
澄清石灰水中出现白色浑浊;氢氧化钠溶液中无明显现象
澄清石灰水与CO₂反应生成难溶的CaCO₃沉淀,反应可通过现象直接证明;NaOH与CO₂反应无明显现象,无法直接证明反应发生
4.反思交流
提问:以上实验能不能证明氢氧化钠与二氧化碳发生化学反应?
参考:不能。氢氧化钠溶液中无明显现象,无法直接判断是否发生反应,也无法区分是CO₂溶于水、与水反应,还是与NaOH发生了反应。
(三)实验方案再设计
1.利用反应时消耗二氧化碳气体的特点设计实验(定量角度:气体量变化)
方案示例1:取两个相同的软塑料瓶,分别充满CO₂气体,向其中分别加入等体积的NaOH溶液和蒸馏水,迅速拧紧瓶盖,振荡,观察塑料瓶的变瘪程度。若加入NaOH溶液的塑料瓶变瘪程度更大,说明NaOH与CO₂发生了反应。
方案示例2:在密闭装置中连接压强传感器,分别向等量的CO₂气体中通入等体积的NaOH溶液和蒸馏水,记录装置内压强随时间的变化曲线,对比压强下降幅度。
2.检验是否有新物质生成设计实验(定性角度:生成物检验)
方案示例:取少量通入CO₂后的NaOH溶液于试管中,滴加足量稀盐酸,若观察到有气泡产生,说明反应生成了Na₂CO₃(Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑),证明NaOH与CO₂发生了反应。
(四)反思交流
问题1:消耗二氧化碳气体的实验中,必须增加与水的对比,你觉得有必要吗,为什么?
有必要。因为CO₂可溶于水且能与水反应,也会导致装置内气体量减少、压强降低,塑料瓶变瘪。增加水的对比实验,可排除CO₂溶于水、与水反应对实验的干扰,证明NaOH与CO₂发生了化学反应。
问题2:用酚酞溶液检验氢氧化钠的消耗,这个方案是否可行,为什么?(资料:碳酸钠溶液显碱性)
不可行。因为NaOH溶液和反应生成的Na₂CO₃溶液均显碱性,都能使酚酞溶液变红,无法通过酚酞溶液的颜色变化判断NaOH是否被消耗,因此该方案不能证明反应的发生。
(五)实验结论与化学方程式
氢氧化钠溶液也能与二氧化碳发生化学反应,反应的化学方程式为:
(六)方法导航:用实验表征化学变化的一般思路和方法
阅读教材p81~82
核心逻辑:化学反应的本质是“反应物减少、新物质生成”,可通过物质性质变化或物质数量变化表征反应的发生。
实验方法分类:
实验类型
核心思路
具体方法示例
定性实验(现象表征)
通过物质性质的变化呈现现象
溶解性变化(沉淀/溶解)、溶液颜色变化、气体量变化(气泡/形变)、热量变化、溶液酸碱度变化(指示剂变色)
定量实验(数据表征)
通过物质数量的变化呈现数据
浊度传感器、色度传感器、气体压强/浓度传感器、温度传感器、pH传感器
应用迁移:
1.氧气与木炭反应:加入石灰水,检验生成物CO₂;也可从氧气减少的角度,用带火星的木条检验氧气消耗,或用氧气浓度传感器测定氧气含量变化。
2,二氧化碳与水反应:加入石蕊溶液,通过溶液颜色变化证明生成酸性物质碳酸;对比干燥石蕊纸花、湿润石蕊纸花与CO₂的反应,体现CO₂与碳酸的性质差异。
3.二氧化碳与石灰水反应:除沉淀现象外,还可通过气体压强变化(如软塑料瓶变瘪)、pH变化(溶液碱性减弱)等角度获取证据。
(七)拓展延伸:碱的化学性质差异
氢氧化钠和氢氧化钙虽然都含有氢氧根,但金属元素的不同,决定了两者化学性质存在差异。
1.实验操作:将碳酸钠溶液分别加入氢氧化钠溶液和澄清石灰水中。
2.实验现象:澄清石灰水中产生白色沉淀,氢氧化钠溶液中无明显现象。
3.化学方程式:
结论:碱的化学性质既具有相似性(由OH⁻决定),也具有差异性(由金属离子决定)。
六、课堂小结
1.碱的化学性质:
共性:都能与指示剂反应;都能与CO₂反应生成盐和水
(、)。
差异:与某些盐的反应不同,如Ca(OH)₂能与Na₂CO₃反应生成沉淀,NaOH不能。
2.无明显现象化学反应的验证思路:
角度1:检验生成物(如加盐酸检验Na₂CO₃);
角度2:检验反应物的消耗(如对比实验证明CO₂被NaOH消耗);
核心原则:排除干扰,通过对比实验增强说服力。
七、作业设计
整理本节课的实验方案,从“消耗反应物、检验生成物”两个角度,写出验证NaOH与CO₂反应的完整实验步骤、现象及结论。
思考:如何用pH传感器设计实验,证明NaOH溶液与CO₂发生了反应?写出实验思路。
八、板书设计
碱的化学性质(氢氧化钠与二氧化碳的反应)
1.碱的共性:含OH⁻,能与CO₂反应
(有现象,可直接验证)
(无现象,需设计实验验证)
2.无明显现象反应的验证思路
①检验生成物:加稀盐酸,有气泡产生()
②消耗反应物:对比实验(NaOH溶液vs水),观察塑料瓶变瘪程度/压强变化
3.碱的差异性:金属离子不同,性质不同
(有沉淀)
NaOH与Na₂CO₃无明显现象
4.表征化学变化的方法:定性(现象)、定量(数据)
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