内容正文:
课题2 认识酸、碱、盐的性质与应用 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:建立碱的组成与通性的关联,掌握碱的核心化学性质。
科学思维:通过实验对比、现象归纳,总结碱的通用反应规律,形成分类推理思维。
科学探究:参与碱与指示剂、非金属氧化物的探究实验,熟练实验操作与现象分析。
科学态度与责任:认识碱在生产生活、环保中的应用,树立学以致用、绿色化学的理念。
重点
和难点
教学重点:常见可溶性碱的化学通性,包括碱与酸碱指示剂、非金属氧化物的反应,以及反应的实际应用。
教学难点:理解不同碱具有相似化学性质的微观本质,区分氢氧化钙与氢氧化钠的特性及应用差异,能够结合反应规律分析生活、工业中的碱类应用场景,规避知识混淆问题。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
生活中处处可见碱的身影:粉刷墙壁的石灰浆、改良酸性土壤的熟石灰、吸收废气的烧碱溶液,都属于常见碱类物质。为何这些物质能完成不同的生活、工业任务?它们具备哪些独特的化学性质?本节课将通过分组探究实验,解锁常见碱的化学性质,梳理碱的通用规律,揭秘碱类物质在生产生活中的应用原理。
以任务驱动为核心,依托教材实验开展探究式教学,层层递进梳理碱的化学通性。结合生活工业实例落地知识,兼顾知识掌握与素养提升,实现学以致用的教学目标。
讲授新课
(一)温故知新,明确学习任务
在之前的学习中,我们已经初步认识了酸、碱、盐的基本概念,能够根据物质的组成区分常见的酸碱盐,同时掌握了常见酸的化学性质,明确了酸具有相似化学性质的微观原因是水溶液中都含有氢离子。本节课我们聚焦碱类物质,重点探究常见碱的化学性质,梳理碱的通性,结合真实场景掌握碱的实际应用。
结合新教材学习要求,本节课设置三大核心学习任务:一是探究碱与酸碱指示剂的作用,掌握碱的显色规律;二是探究碱与非金属氧化物的反应,理解反应本质与应用场景;三是归纳碱的通性,区分不同碱的特性与用途差异。全体学生以小组为单位,完成各项探究任务,自主归纳实验结论与知识规律。
(二)任务一:探究碱与酸碱指示剂的反应
酸碱指示剂是检测溶液酸碱性的重要试剂,紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液是初中化学最常用的两种指示剂。我们已经掌握酸与指示剂的显色规律,接下来通过分组实验,探究常见碱溶液与指示剂的作用现象,总结通用规律。本次实验选取两种典型可溶性碱:氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液,进行对照探究。
各小组领取实验器材与药品:试管、试管架、胶头滴管、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、紫色石蕊溶液、无色酚酞溶液。小组内分工协作,一名学生负责操作实验,一名学生观察现象,一名学生记录实验结果,全员参与讨论分析。
首先取两支洁净试管,分别加入适量氢氧化钠溶液,向第一支试管中滴加2至3滴紫色石蕊溶液,轻轻振荡试管,观察溶液颜色变化;向第二支试管中滴加2至3滴无色酚酞溶液,振荡后观察颜色变化。随后更换澄清石灰水,重复上述实验操作,依次滴加两种指示剂,观察并记录两组实验的显色现象。
实验操作完成后,各小组汇总实验现象:氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液均能使紫色石蕊溶液变为蓝色,使无色酚酞溶液变为红色。教师引导学生拓展思考,是否所有碱都能使指示剂变色?结合教材知识点梳理,不溶性碱如氢氧化铜、氢氧化铁,无法在水中解离出氢氧根离子,不能使酸碱指示剂变色。
学生小组自主归纳实验结论:可溶性碱的水溶液能够与酸碱指示剂发生作用,使紫色石蕊溶液变蓝,无色酚酞溶液变红。教师进一步引导学生从微观角度分析本质,可溶性碱溶于水后会解离出氢氧根离子,氢氧根离子是使指示剂发生颜色变化的微观原因,这也是可溶性碱具有该共性的核心依据。
同时结合生活实例深化理解,生活中利用碱的指示剂显色特性,可快速检测未知溶液是否为碱性溶液,为水质检测、生活用品酸碱性辨别提供简易方法。本任务通过自主实验、现象观察、微观分析,让学生直观掌握碱的第一条化学通性,建立宏观现象与微观本质的关联,夯实化学观念。
(三)任务二:探究碱与非金属氧化物的反应
非金属氧化物是初中化学常见物质,二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫是典型的酸性非金属氧化物。在之前的学习中,我们已知澄清石灰水可以与二氧化碳反应,接下来通过两组递进式探究实验,系统探究氢氧化钙、氢氧化钠与非金属氧化物的反应规律,对比两种碱的反应差异与应用区别。
活动1:氢氧化钙与二氧化碳的反应探究
各小组取一支洁净试管,加入适量澄清石灰水,通过导管向澄清石灰水中持续通入二氧化碳气体,仔细观察溶液的变化现象。实验过程中可以观察到,澄清的氢氧化钙溶液逐渐变浑浊,产生白色沉淀。
小组结合已有知识分析反应原理,明确白色沉淀为碳酸钙,该反应是氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水。学生自主书写反应文字表达式,理解反应的物质变化。教师引导学生结合生活与实验场景分析应用,该反应是实验室检验二氧化碳气体的核心原理,也是生活中石灰浆粉刷墙壁变硬的原因。
石灰浆的主要成分为氢氧化钙,粉刷墙壁后,其会与空气中的二氧化碳缓慢反应,生成坚硬的碳酸钙固体,同时生成水,因此墙面会逐渐干燥、变硬、变白。同时该反应也应用于农业、环保领域,熟石灰可吸收空气中的酸性氧化物,改良局部酸性环境,处理少量酸性废气。
活动2:氢氧化钠与非金属氧化物的反应探究
首先开展氢氧化钠与二氧化碳的反应探究,取适量氢氧化钠溶液于试管中,通入二氧化碳气体,观察实验现象。学生直观观察到试管内无明显现象,此时教师抛出探究问题:无明显现象是否代表二者不发生反应?引导学生思考化学变化的判断依据是有新物质生成,而非外观现象。
各小组展开讨论,设计验证实验方案:向反应后的溶液中滴加稀盐酸,若产生气泡,证明有碳酸钠生成,即可证明氢氧化钠与二氧化碳发生了化学反应。学生动手完成验证实验,观察到溶液中产生大量气泡,证实二者可以发生反应。
教师讲解反应原理,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,该反应无沉淀、无颜色变化、无气体生成,因此直观无明显现象。结合工业应用讲解,该反应是工业吸收、除去二氧化碳的重要原理,相较于氢氧化钙,氢氧化钠的溶解度更大,溶液浓度更高,吸收二氧化碳的效果更好,因此多用于工业废气处理。
随后拓展探究氢氧化钠与二氧化硫、三氧化硫的反应。教师结合教材内容讲解,二氧化硫、三氧化硫与二氧化碳同为酸性非金属氧化物,均可与可溶性碱发生反应。二氧化硫是工业废气中的主要有害气体,会造成酸雨污染,工业上常用氢氧化钠溶液吸收燃煤、工厂排放的二氧化硫废气,生成亚硫酸钠和水,有效减少大气污染,践行绿色化工理念。
各小组对比总结氢氧化钙、氢氧化钠与非金属氧化物反应的差异:氢氧化钙与二氧化碳反应有明显沉淀现象,适用于检验二氧化碳;氢氧化钠与非金属氧化物反应无明显现象,吸收效果好,适用于除去、吸收酸性废气。学生自主归纳第二条碱的通性:可溶性碱能与酸性非金属氧化物反应,生成盐和水。
(四)任务三:归纳碱的通性与常见碱的应用
结合前两项探究任务的实验结论,各小组集中讨论、梳理归纳可溶性碱的两大化学通性,系统整合本节课核心知识,同时结合教材内容,分类梳理氢氧化钠、氢氧化钙的物理特性、化学特性及实际应用,明确两种常见碱的用途差异,规避知识混淆。
首先整体梳理碱的通性,仅限可溶性碱:第一,可溶性碱溶液可使紫色石蕊溶液变蓝,无色酚酞溶液变红;第二,可溶性碱能与二氧化碳、二氧化硫等酸性非金属氧化物反应,生成对应的盐和水。教师补充微观本质,所有可溶性碱水溶液中均含有氢氧根离子,因此化学性质相似,具备通用反应规律,再次强化结构决定性质的化学核心观念。
随后开展常见碱的应用分类梳理,小组合作完成知识整合。第一种是氢氧化钙,俗称熟石灰、消石灰,微溶于水,水溶液为澄清石灰水。其核心应用涵盖三大领域:建筑领域,利用其与二氧化碳反应生成碳酸钙的性质,用于粉刷墙壁、制作建筑石灰浆;农业领域,熟石灰碱性温和,可改良酸性土壤,调节土壤酸碱度,同时可配制波尔多液,用作农作物杀菌剂;环保领域,用于处理工业酸性废水,中和酸性污染物,净化水质。
第二种是氢氧化钠,俗称烧碱、火碱、苛性钠,易溶于水,溶于水放热,腐蚀性较强。其主要应用为工业生产与废气处理,利用其强碱性、高溶解度的特点,广泛用于造纸、纺织、化工生产;同时用于工业脱硫、脱碳,吸收空气中的二氧化碳、二氧化硫等酸性有害气体,治理工业废气,减少环境污染。因其腐蚀性强、碱性剧烈,生活与农业中极少直接使用。
教师引导学生对比辨析两种碱的选用原则:检验二氧化碳、改良土壤、建筑用材选用氢氧化钙;除去大量酸性气体、工业提纯除杂选用氢氧化钠。通过场景辨析,让学生明确物质性质决定用途,用途反映物质性质的化学核心逻辑,培养学生科学的物质应用思维。
(五)课堂拓展辨析,突破教学难点
针对本节课教学难点,开展小组辨析探究,解决学生易错知识点。第一,不溶性碱是否具备碱的通性?学生结合实验探究总结,氢氧化铜、氢氧化铁等不溶性碱,无法解离出自由移动的氢氧根离子,不能使指示剂变色,也不能与非金属氧化物反应,因此碱的通性仅适用于可溶性碱。
第二,氢氧化钠溶液需要密封保存的原因?小组结合本节课所学知识分析,氢氧化钠易吸收空气中的水分潮解,同时会与空气中的二氧化碳反应变质生成碳酸钠,因此必须密封保存,防止变质失效,该知识点串联碱的化学性质与实际储存要求,实现知识融会贯通。
第三,区分碱的检验与除杂场景,学生通过实例辨析,检验气体时需要明显现象,因此用澄清石灰水检验二氧化碳;除杂需要彻底吸收杂质气体,因此用氢氧化钠溶液除去二氧化碳、二氧化硫等酸性气体,明确不同场景下试剂的选择依据。
通过层层辨析、小组讨论,突破学生认知误区,让学生从机械记忆知识转变为理解规律、灵活运用,有效培养学生的科学思维与知识应用能力,落实核心素养目标。
(六)课堂小结,构建知识体系
各小组自主梳理本节课全部知识点,构建完整知识框架。本节课核心掌握两大内容,一是可溶性碱的化学通性,包括与酸碱指示剂的显色反应、与酸性非金属氧化物的反应规律;二是两种常见碱的特性与应用,明确氢氧化钠、氢氧化钙的俗称、性质差异及对应的生产生活、工业环保应用场景。
同时深化核心化学观念,物质的微观组成决定化学性质,化学性质决定物质用途,不同碱因组成相似具备通性,因溶解性、碱性强弱不同具备特性差异。学生通过自主小结,整合碎片化知识,形成系统化的酸碱盐知识体系,为后续中和反应、盐的性质学习奠定坚实基础。
本节课遵循新课标任务式教学理念,贴合新教材编排逻辑,设置梯度化探究任务。从生活化情境导入,激发学生探究兴趣,破除抽象化学知识的学习壁垒。以学生分组实验为主体,教师引导为辅助,让学生自主完成现象观察、数据记录、规律总结,落实科学探究素养。通过对比氢氧化钠、氢氧化钙的性质与应用差异,培养学生分类辨析的科学思维。同时结合工业脱硫、土壤改良、墙体粉刷等真实场景,串联理论与实际,深化化学观念,渗透绿色化学、学以致用的科学态度,实现知识、能力、素养三维同步提升。
作业布置
完成分层作业
教学反思
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