内容正文:
第二节 碱及其性质 - 第二课时(教学设计)
课题
课时安排
核心
素养目标
化学观念:认识碱的通性由氢氧根离子决定,建立结构决定性质的核心观念。
科学思维:通过对比实验、现象推理,归纳碱的共性与特性,培养逻辑归纳思维。
科学探究:参与碱与氧化物、盐的探究实验,掌握无明显现象反应的验证方法。
科学态度与责任:严谨对待化学实验,了解碱的用途与安全规范,树立化学服务生活的意识。
重点
和难点
重点:掌握碱的四条化学通性,熟知氢氧化钠、氢氧化钙的典型化学反应及实验现象。
难点:理解碱具有相似化学性质的微观本质,学会设计实验验证氢氧化钠与二氧化碳的无明显现象反应,区分不同碱的性质差异,厘清反应规律与适用条件。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
导入新课
生活中熟石灰可粉刷墙壁、改良酸性土壤,烧碱可用于清洗油污,两种常见碱用途不同却都能处理酸性物质。上节课我们学习了碱的物理性质,为何不同碱具备相似用途?又为何性质存在差异?今天我们通过实验探究,揭秘碱的化学性质,从宏观现象到微观本质解锁碱的变化规律。
以任务式探究活动为主线,立足学生认知规律,从宏观实验现象切入,深挖微观本质,落实四维核心素养。分层突破重难点,衔接生活实际,实现学以致用。
讲授新课
任务一:温故知新,梳理碱的基础认知
引导学生自主回顾上节课所学知识,完成基础认知梳理。首先提问学生常见的两种强碱是什么,学生自主回答氢氧化钠、氢氧化钙。随后进一步引导学生回忆两种碱的物理性质,梳理关键知识点:氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠,为白色固体,易溶于水,溶解过程释放大量热,具有吸水性和强腐蚀性,易潮解;氢氧化钙俗称熟石灰、消石灰,为白色粉末状固体,微溶于水,水溶液为澄清石灰水,溶解度随温度升高而减小,同样具有腐蚀性。
在回顾物理性质后,衔接酸碱指示剂的基础知识点,组织学生集体回顾:紫色石蕊试液、无色酚酞试液与酸碱的变色规律。学生自主总结:酸性溶液能使紫色石蕊试液变红,不能使无色酚酞试液变色;碱性溶液能使紫色石蕊试液变蓝,使无色酚酞试液变红。教师顺势提出探究问题:所有碱溶液都能使指示剂变色吗?固体碱能否使指示剂变色?引导学生初步思考,明确本节课探究起点,区分碱溶液与固体碱的差异,为后续化学性质探究做好铺垫。本任务旨在激活学生旧知,搭建新旧知识衔接桥梁,让学生快速进入课堂学习状态,建立碱的性质初步认知体系。
任务二:实验探究——碱与酸碱指示剂的反应
本任务采用分组实验模式,将学生分为若干小组,每组配备试管、胶头滴管、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、紫色石蕊试液、无色酚酞试液、蒸馏水等实验器材与试剂。教师明确实验操作要求、观察重点及记录规范,强调实验安全,提醒学生规范使用胶头滴管,试剂用量适量,避免腐蚀皮肤。
各小组依次开展对照实验:分别取两支试管,加入等量氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液,向两支试管中分别滴加2至3滴紫色石蕊试液,振荡试管,仔细观察溶液颜色变化并记录;再另取两支试管,分别加入两种碱溶液,滴加无色酚酞试液,振荡观察现象。同时设置空白对照实验,向蒸馏水中滴加两种指示剂,观察颜色变化,排除溶剂干扰。
学生实验完成后,各组汇报实验现象:氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液均变为蓝色;滴加无色酚酞试液,溶液均变为红色;蒸馏水遇指示剂无明显变色。教师引导学生对比实验现象,自主归纳结论:可溶性碱的水溶液能够使酸碱指示剂发生特定变色,紫色石蕊遇碱变蓝,无色酚酞遇碱变红。
教师进一步拓展设问:氢氧化铜、氢氧化铁等难溶性碱,能否使指示剂变色?引导学生思考分析,明确核心要点:只有碱的水溶液中存在自由移动的氢氧根离子,才能使指示剂变色,难溶性碱无法解离出自由移动的氢氧根离子,因此不能使酸碱指示剂变色。通过该探究任务,让学生从实验现象出发,精准掌握碱与指示剂的反应规律,突破认知误区,建立严谨的实验认知。
任务三:实验探究——碱与非金属氧化物的反应
教师结合生活实例导入本任务,提问学生:为什么熟石灰粉刷的墙壁,干燥后会变得坚硬?为什么盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶不能敞口放置?引发学生思考,引出碱与非金属氧化物的反应探究。本任务分为两组对比实验,分别探究氢氧化钙、氢氧化钠与二氧化碳的反应。
首先开展氢氧化钙与二氧化碳的反应实验:取适量澄清石灰水于试管中,用导管向澄清石灰水中缓慢吹气,持续观察实验现象。学生可清晰观察到,澄清石灰水逐渐变浑浊,持续吹气一段时间后,浑浊的溶液又逐渐变澄清。教师引导学生分析现象,分步解读反应原理:人体呼出的气体中含有二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成不溶于水的碳酸钙白色沉淀,因此溶液变浑浊;继续吹气,二氧化碳、水与碳酸钙进一步反应,生成可溶于水的碳酸氢钙,溶液恢复澄清。
随后开展氢氧化钠与二氧化碳的反应探究,该反应无明显实验现象,是本节课的难点。教师引导学生思考:无明显现象能否证明反应发生?如何设计实验验证二者发生了化学反应?组织学生小组讨论,自主设计验证方案。学生结合气压变化、产物检验两种思路,设计出多种实验方案:一是密闭容器气压变化实验,将二氧化碳气体通入盛有氢氧化钠溶液的密闭软塑料瓶中,观察塑料瓶变瘪;二是产物检验实验,向反应后的溶液中滴加稀盐酸,观察是否产生气泡,证明有碳酸钠生成。
各小组动手完成验证实验,观察到塑料瓶明显变瘪,反应后溶液加盐酸产生大量气泡,由此证明氢氧化钠与二氧化碳确实发生了化学反应。教师引导学生对比两个反应的异同,归纳规律:碱溶液能与二氧化碳等非金属氧化物反应,生成盐和水。同时结合生活问题答疑,明确石灰墙变硬的原因是氢氧化钙与空气中二氧化碳反应生成坚硬的碳酸钙,氢氧化钠敞口放置会变质,因此必须密封保存。
为深化认知,教师进一步拓展,说明并非所有非金属氧化物都能与碱反应,一氧化碳、一氧化氮等非金属氧化物不与碱溶液反应,让学生掌握反应的适用条件,避免规律绝对化,培养学生严谨的科学思维。
任务四:实验探究——碱与盐的反应
本任务聚焦碱与盐的复分解反应,选取两组典型实验,分别探究碱与铜盐、碳酸盐的反应,直观呈现不同的实验现象,帮助学生归纳反应规律。实验试剂选取氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氯化铜溶液、碳酸钠溶液,各组按照规范操作开展对照实验。
第一组实验:分别向氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液中滴加氯化铜溶液,振荡试管,观察现象。学生观察到两支试管中均产生蓝色絮状沉淀,溶液蓝色逐渐变浅。教师引导学生分析沉淀成分,明确生成物为氢氧化铜沉淀,总结反应现象:可溶性碱能与铜盐溶液反应,生成蓝色氢氧化铜沉淀。
第二组实验:分别向两种碱溶液中滴加碳酸钠溶液,观察实验现象。学生发现,氢氧化钠溶液中无明显现象,氢氧化钙溶液中产生白色沉淀。针对现象差异,教师组织学生小组研讨,分析原因:氢氧化钠与碳酸钠不发生反应,而氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,该反应也是工业制烧碱、鉴别氢氧化钠和氢氧化钙的核心反应。
实验结束后,教师引导学生整合实验现象,归纳碱与盐的反应规律:可溶性碱能与某些可溶性盐发生复分解反应,生成新碱和新盐,反应发生的条件为生成物中有沉淀、气体或水。同时重点强调反应的前提条件,反应物必须均可溶,生成物必须满足复分解反应发生条件,帮助学生厘清反应边界,精准掌握反应规律。
任务五:深度探究——碱的通性与微观本质
在完成以上三组实验探究后,教师组织学生汇总所有实验结论,系统梳理碱的化学通性。学生自主整合得出:第一,碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝、无色酚酞试液变红;第二,碱溶液能与某些非金属氧化物反应生成盐和水;第三,碱溶液能与某些盐反应生成新碱和新盐。教师补充衔接上节课中和反应内容,完善碱的第四条通性:碱能与酸发生中和反应,生成盐和水。
随后进入微观本质探究环节,教师展示碱在水溶液中的微观解离示意图,直观呈现氢氧化钠、氢氧化钙的解离过程:碱在水溶液中均可解离出金属阳离子和氢氧根离子。教师引导学生思考核心问题:不同的碱为何具有相似的化学性质?学生结合微观示意图分析得出本质原因:所有可溶性碱的水溶液中都含有共同的阴离子——氢氧根离子,碱的通性本质是氢氧根离子的化学性质。
教师进一步追问:不同的碱为何化学性质存在差异?结合本节课碳酸钠与两种碱的反应差异,引导学生得出结论:不同碱解离出的金属阳离子不同,导致碱具有专属特性,存在性质差异。通过宏观现象归纳、微观本质剖析,帮助学生建立结构决定性质的化学核心观念,突破本节课核心难点,实现从现象到本质的深度学习。
本节课全程采用任务驱动式教学,设置阶梯式探究任务,贴合新教材知识编排逻辑。先通过回顾旧知铺垫基础,再依托分组实验探究碱的各类化学反应,让学生自主观察、记录、归纳,凸显学生主体地位。针对无明显现象的化学反应,引导学生自主设计验证方案,突破教学难点,培养科学探究与创新思维。同时结合微观离子示意图,帮助学生建立宏观现象、微观本质、符号表达的三重认知,区分碱的共性与特性。最后结合生活应用与习题巩固,实现知识内化,落实化学核心素养,构建完整的知识探究体系。
作业布置
完成分层作业
教学反思
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