内容正文:
科粤版九年级化学下册 第八单元
8.3 酸和碱的反应(第一课时)教学设计
一、教材分析
本课题选自科粤版九年级化学下册第八单元“常见的酸、碱、盐”,是在学生已经学习了酸和碱的性质之后,进一步认识酸与碱之间发生的反应。教材以实验探究为载体,引导学生通过观察酚酞指示剂颜色的变化和蒸发结晶的现象,认识中和反应的宏观特征,并从微观粒子的角度理解反应实质。本课时既是对酸、碱化学性质的归纳与延伸,又为后续学习盐的性质、复分解反应以及溶液酸碱性的应用奠定基础,在单元知识体系中起着承上启下的桥梁作用,同时也紧密联系生产生活实际,具有重要的应用价值。
二、四维核心素养
化学观念:通过对酸和碱反应的宏观现象与微观分析,建立“物质是由微粒构成的,化学变化是微粒重新组合”的基本观念,认识中和反应的物质转化规律。科学思维:引导学生基于实验证据进行推理与概括,从“颜色变化—物质生成—微粒变化”的逻辑链条中发展归纳、演绎与模型认知能力。科学探究:以分组实验为核心,让学生经历提出问题、设计方案、动手操作、记录现象、解释结论的完整探究过程,提升实验操作与合作交流能力。科学态度与责任:通过中和反应在农业、工业、医药中的应用,体会化学与生活的密切联系,树立用化学知识解决实际问题的社会责任感与严谨求实的科学态度。
三、教学重难点
教学重点:通过实验探究认识酸和碱之间能发生中和反应,理解中和反应的概念及其在生产生活中的应用。教学难点:从微观粒子的角度解释中和反应的实质,理解指示剂在判断反应是否发生和恰好完成时的作用,并能依据反应前后溶液酸碱性的变化分析实验现象。
四、设计意图
本课时以“任务驱动、活动引领”为基本教学策略,围绕真实情境中的问题展开学习。首先以蚊虫叮咬涂肥皂水、胃酸过多服用胃药、酸性土壤撒熟石灰等学生熟悉的生活现象创设问题情境,激发认知冲突,使学生带着“酸和碱之间到底发生了什么”的疑问进入新课。接着把学习内容分解为四个层层递进的探究任务:观察现象—分析推理—建立概念—迁移应用,让学生在动手实验、小组讨论、展示交流中主动建构知识。教学设计突出“做中学、议中悟”,把宏观现象、微观本质与符号表达有机结合,既落实实验基本技能,又发展化学思维。同时,密切联系农业改良土壤、工业废水处理、医药胃酸中和等真实应用,使学生体会化学知识的实用价值,落实核心素养的培养目标。
五、教学过程
任务一:创设生活情境,提出核心问题
教师活动:教师依次投影三幅生活画面。第一幅是夏天蚊虫叮咬后人在红肿处涂抹肥皂水的照片;第二幅是医生指导胃酸过多患者服用胃舒平等抗酸药物的图片;第三幅是农民在酸化的田地里撒施熟石灰的图片。教师引导学生观察并思考:这三种做法虽然发生在不同场合,但有什么共同的道理?被蚊虫叮咬后,蚊虫分泌出的蚁酸使人又痛又痒,涂上肥皂水为什么能减轻不适?胃酸过多引起反酸烧心时,服用含有碱性成分的胃药为什么能缓解症状?土壤酸化影响作物生长时,撒上熟石灰又为什么能改良土壤?
学生活动:学生结合已有的生活经验和前面学过的酸、碱知识进行小组讨论。有的学生说肥皂水是碱性的,蚁酸是酸性的,两者碰到一起可能会“抵消”;有的学生联想到紫色石蕊、无色酚酞遇酸遇碱颜色不同,推测酸和碱之间可能发生了某种变化。学生在交流中逐步形成共识:酸和碱之间可能确实发生了反应,但肉眼看不见,需要借助实验来寻找证据。
教师追问:要证明酸和碱之间确实发生了反应,我们可以从哪些角度寻找证据?怎样设计实验才能让肉眼看不见的反应“现出原形”?由此自然引出本节探究课题——酸和碱的反应。
任务二:分组实验探究,收集反应证据
教师活动:教师向学生介绍桌面上的实验用品:稀氢氧化钠溶液、稀盐酸、无色酚酞溶液、试管、胶头滴管、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、烧杯等。教师提出探究任务:请同学们利用上述用品,设计并动手做一组实验,想办法让氢氧化钠和盐酸之间是否发生反应变得“看得见”。教师特别提醒:取用液体药品时注意瓶塞倒放、标签向手心、滴管垂直悬空;加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,防止局部过热液滴飞溅;实验过程中注意安全,如实记录观察到的现象。
学生活动:各小组在充分讨论后形成大致相似的实验方案。第一步,向一支洁净的试管中倒入少量稀氢氧化钠溶液,再向其中滴加一至两滴无色酚酞溶液,振荡后观察到溶液由无色变成红色,说明氢氧化钠溶液显碱性。第二步,用胶头滴管逐滴向红色溶液中滴加稀盐酸,边滴边轻轻振荡试管,密切观察溶液颜色的变化。随着盐酸一滴一滴加入,试管中的红色逐渐变浅;当滴加到某一滴时,红色恰好完全褪去,溶液重新变为无色。第三步,教师指导学生用胶头滴管取少量恰好变为无色的溶液,滴在洁净的玻璃片上,用酒精灯小心加热,使水分慢慢蒸发。水分蒸干后,玻璃片上出现了白色的细小晶体。
教师引导:请同学们围绕三个问题开展小组交流——滴加酚酞后溶液为什么变红?逐滴加入盐酸后红色为什么会逐渐褪去并最终变为无色?蒸发水分后得到的白色晶体是原来的氢氧化钠吗?如果不是,它可能是什么?
学生活动:学生结合实验现象展开热烈讨论。多数小组认识到,酚酞变红是因为氢氧化钠显碱性;随着盐酸的加入,碱性物质在不断减少,因此红色变浅;当红色恰好消失时,说明溶液不再显碱性,氢氧化钠已经被加入的盐酸“消耗”完了。蒸发后得到的白色晶体不是原来的氢氧化钠,而是反应后生成的新物质。学生由此得出结论:酸和碱之间确实发生了化学反应,生成了新的物质。教师顺势追问:酸和碱反应时,除了生成这种白色的固体物质,还生成了什么?请同学们结合自己的生活常识和实验现象大胆推测。学生根据蒸发时看到的水蒸气以及生活中“酸碱中和”的说法,推测反应还生成了水。
任务三:分析微观本质,建构中和反应概念
教师活动:教师播放一段动画或展示一组微粒模型图,引导学生从微观角度重新审视刚才的实验。模型图上用不同颜色的小球分别表示酸溶液中存在的氢离子和酸根离子、碱溶液中存在的氢氧根离子和金属离子。当把两种溶液混合时,氢离子和氢氧根离子两两结合,生成了新的水分子;而金属离子和酸根离子仍然留在溶液中,蒸发水分后便以固体的形式析出。教师引导学生观察并描述:在反应前后,哪些微粒发生了变化?哪些微粒没有发生变化?真正参与反应的是哪些微粒?
学生活动:学生对照模型图仔细观察,发现反应前后金属离子和酸根离子的种类、数目都没有改变,它们只是“换了一个地方”存在于溶液中;真正发生结合的是氢离子和氢氧根离子,它们两两配对生成了水分子。学生由此概括出中和反应的微观实质:酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子结合生成水分子。
教师点拨:像这样,酸和碱作用生成盐和水的反应,化学上叫做中和反应。教师结合刚才蒸发得到的白色晶体说明,这种由金属离子和酸根离子构成的化合物在化学上叫做盐。教师引导学生回顾学过的物质类别,发现盐是一类不同于酸和碱的新化合物,并鼓励学生举例说出自己知道的盐,如食盐、纯碱、小苏打等,帮助学生把新概念纳入已有的物质分类体系之中。
教师进一步引导反思:在刚才的实验中,为什么要逐滴加入稀盐酸,并不断振荡?为什么要一直滴加到红色恰好褪去才停止?如果红色还没褪去就停止滴加,溶液里可能还剩什么物质?如果滴加过量了,溶液又会显什么性?学生经过讨论后认识到,逐滴加入并不断振荡是为了让酸和碱充分接触、反应完全;滴到红色恰好褪去,标志着酸和碱恰好完全反应;若酸不足,碱有剩余,溶液仍显碱性;若酸过量,溶液则显酸性。这一讨论帮助学生进一步理解了指示剂在中和反应实验中的作用,也为后续学习酸碱滴定埋下伏笔。
任务四:联系生产生活,迁移应用中和反应
教师活动:教师出示四个真实应用情境,组织学生以小组为单位,运用本节课所学的中和反应知识进行解释和方案设计。
情境一:某工厂排放的废水中含有较多的硫酸,直接排入河流会造成水体酸化、危害水生生物。假如你是环保技术员,你会选择向废水中加入什么物质来处理?为什么?
情境二:有经验的农民发现,长期施用某些化肥后,一块菜地的土壤逐渐变酸,蔬菜长势变差。结合本节课所学,你能给这位农民提出什么改良建议?选用这种物质的依据是什么?
情境三:医生给一位经常反酸、烧心的患者开药,药品说明书上写明主要成分是氢氧化铝或碳酸氢钠,能缓解胃酸过多引起的不适。请从化学角度解释这类药物为什么能治病。
情境四:被黄蜂蜇伤后,伤口处常常肿痛难忍;而被蜜蜂蜇伤后处理方法却有所不同。查资料可知黄蜂毒液呈碱性,蜜蜂毒液呈酸性。请你判断,分别应该涂抹厨房里的食醋还是肥皂水来缓解疼痛?为什么?
学生活动:各小组围绕四个情境展开讨论,形成方案后派代表汇报。对于废水处理问题,学生提出可以加入熟石灰等碱性物质与废水中的酸发生中和反应,使其达标后再排放,并强调要控制用量,不能加得过多。对于土壤酸化问题,学生建议撒施适量熟石灰,利用熟石灰的碱性中和土壤中的酸,同时熟石灰价格低廉、来源广泛,适合大面积使用。对于胃酸过多问题,学生解释胃药中的碱性成分可以与胃液中过多的胃酸发生中和反应,从而减轻酸性物质对胃壁的刺激。对于蜂蜇问题,学生根据“酸性伤涂碱性物、碱性伤涂酸性物”的原则,判断黄蜂蜇伤应涂食醋,蜜蜂蜇伤应涂肥皂水。教师在学生汇报后及时点评,强调选择中和物质时要考虑廉价、易得、安全、用量可控等实际因素,渗透绿色化学和安全生产的意识。
任务五:归纳梳理提升,评价学习成果
教师活动:教师引导学生回顾本节课的学习历程,以“我学到了……”“我体会到……”“我还想探究……”为句式进行小结。教师鼓励学生从知识、方法、观念三个层面分别梳理:在知识上,认识了什么是中和反应、盐的组成以及中和反应在生产生活中的应用;在方法上,学会了借助指示剂判断反应是否发生、通过蒸发结晶寻找生成物;在观念上,体会到宏观现象与微观粒子之间的联系,体会到化学知识来源于生活又服务于生活。
学生活动:学生先在小组内互相交流本节课的收获,然后推选代表在全班分享。有学生说,原来蚊虫叮咬涂肥皂水、胃酸过多吃胃药背后竟然是同一个化学道理;有学生说,做实验时一定要逐滴加入、仔细观察,差一滴结果就不一样;还有学生提出新的问题:是不是所有的酸和碱都能发生中和反应?中和反应一定都放热吗?中和反应在日常生活中还有哪些更巧妙的应用?教师对学生提出的问题给予肯定,并告诉学生这些问题将在后续学习和今后的探究中继续寻找答案,鼓励学生保持好奇心和探究热情。
教师总结:本节课我们通过实验探究认识了酸和碱之间发生的中和反应,理解了反应的微观实质,也学会了运用这一知识解释和解决生活、生产中的实际问题。化学就在我们身边,只要善于观察、勤于思考,就能从熟悉的现象中发现有趣的化学规律。
六、板书设计
8.3 酸和碱的反应(第一课时)
一、中和反应的探究
氢氧化钠溶液中滴入酚酞,溶液显红色;逐滴加入稀盐酸并不断振荡,红色恰好褪去;取反应后溶液加热蒸发,得到白色晶体。
二、中和反应
1.概念:酸和碱相互作用,生成盐和水的反应叫做中和反应。
2.实质:酸中的氢离子与碱中的氢氧根离子结合,生成水分子。
3.盐:由金属离子和酸根离子构成的一类化合物。
三、中和反应的应用
农业:用熟石灰改良酸性土壤。
工业:用碱性物质处理酸性废水。
医药:用含碱性成分的药物中和过多胃酸。
生活:蚊虫叮咬处涂抹肥皂水等碱性物质减轻痛痒。
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