内容正文:
《碱及其性质》(第二课时)教学设计
鲁教版(2024)九年级化学下册 第七单元 认识酸和碱 第二节 碱及其性质
一、教材分析
本课时是鲁教版九年级下册第七单元第二节“碱及其性质”的第二课时。学生在上一课时已经认识了氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质、俗名与主要用途,本课时在此基础上系统探究碱的化学性质。教材以“酸碱指示剂—某些非金属氧化物—酸—某些盐”四条反应线索组织实验,并从碱溶液中都含有氢氧根离子的视角解释碱具有相似性质的原因,为后续学习中和反应、复分解反应及盐的性质奠定基础,在单元中起着承上启下的作用。
二、四维核心素养
化学观念:通过实验归纳碱的化学通性,建立“碱在水溶液中都能解离出氢氧根离子,因而具有相似化学性质”的微粒观与分类观。
科学思维:基于实验现象进行比较、归纳与演绎,由宏观现象走向微观本质,解释同类物质性质相似的原因。
科学探究:围绕“氢氧化钠与二氧化碳能否反应”展开猜想、设计、对照与评价,学会借助压强变化等间接证据判断反应是否发生。
科学态度与责任:规范取用有腐蚀性的药品,认识碱在生产生活中的广泛应用,形成安全第一、严谨求实的实验态度。
三、教学重难点
教学重点:碱的化学性质(与酸碱指示剂、某些非金属氧化物、酸、某些盐溶液的反应),以及碱具有相似化学性质的微观原因。
教学难点:设计实验证明氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应(利用密闭容器内压强变化并设置对照实验),并从离子角度理解碱的通性。
四、设计意图
本课时以“破案揭秘”式任务为驱动,围绕“氢氧化钠溶液通入二氧化碳后无明显现象,它到底反应了没有”这一真实认知冲突展开。先借助学生已有的指示剂经验,让碱与酸、碱与某些盐的反应在分组实验中自然生成;再把课堂焦点集中到氢氧化钠与二氧化碳反应这一难点上,引导学生经历提出猜想、设计方案、对照实验、评价反思的完整探究链条,利用软塑料瓶变瘪、气球胀大、液面上升等由压强变化产生的间接证据推断反应发生,并通过加水对照排除二氧化碳溶于水、与水反应的干扰,渗透控制变量与对照实验的科学方法。最后从微观解离视角归纳碱的通性,帮助学生完成由宏观现象到微观本质的跃迁。整节课遵循“做中学、探中悟”,让学生在真实任务情境中自主建构知识。
五、教学过程
任务一 情境导入——火眼金睛辨碱液
教师活动:展示两瓶失去标签的无色溶液(一瓶为稀盐酸,一瓶为氢氧化钠溶液),以及一小瓶氢氧化钙溶液,提出任务——桌上有三瓶失去标签的无色液体,其中哪一瓶是碱溶液?请利用紫色石蕊试液和无色酚酞试液,设计一个简单的鉴别方案。
学生活动:小组讨论后动手实验。分别取少量三种无色液体于三支洁净试管中,滴入紫色石蕊试液;另取样品滴入无色酚酞试液。观察到:氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液使紫色石蕊试液由紫色变为蓝色,使无色酚酞试液由无色变为红色;而稀盐酸使紫色石蕊试液变红、使无色酚酞试液不变色。
师生归纳:能使紫色石蕊试液变蓝、使无色酚酞试液变红,是碱溶液的共同特征之一。由此得出碱的第一条化学性质——碱能跟酸碱指示剂作用。
设计意图:从“鉴别”这一真实任务切入,既复习了酸使指示剂变色的旧知,又在对比中自然生成碱与指示剂作用的新知,为后续归纳碱的通性积累第一组证据。
任务二 分组实验——碱还能和谁反应
过渡引导:碱除了能使指示剂变色,还能与哪些物质发生反应?教师为各组准备稀盐酸、硫酸铜溶液、氯化铁溶液和碳酸钠溶液,请依次完成下列实验并如实记录现象。
分组实验1:向盛有氢氧化钠溶液的试管中先滴入一两滴无色酚酞试液(溶液变红),再逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,观察溶液颜色由红色逐渐变为无色。
分组实验2:向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,观察到有蓝色絮状沉淀生成。
分组实验3:向盛有氯化铁溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液,观察到有红褐色沉淀生成。
分组实验4:向盛有碳酸钠溶液的试管中滴加氢氧化钙溶液,观察到有白色沉淀生成。
小组汇报与归纳:实验1中红色褪去,说明氢氧化钠与稀盐酸之间发生了反应(酸与碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应,将在下一节系统学习);实验2、3、4中都有沉淀生成,说明碱还能与某些盐溶液发生反应。由此归纳:碱能跟酸发生中和反应;碱能跟某些盐溶液反应,生成新的碱和新的盐。
教师追问:是不是任意一种碱和任意一种盐都能反应?引导学生发现这类反应对反应物的溶解性、对生成物是否有沉淀都有要求,为后续学习复分解反应发生的条件埋下伏笔。
设计意图:把“碱还能和谁反应”抛给学生,让他们在动手实验中获取丰富的感性材料。用酚酞“追踪”中和反应,把看不见的反应变成可见的颜色变化;三类沉淀颜色差异鲜明,便于学生记忆和归纳。
任务三 核心探究——氢氧化钠与二氧化碳反应之谜
认知冲突:我们已经知道,把二氧化碳通入澄清石灰水中,石灰水会变浑浊,这是因为氢氧化钙与二氧化碳发生了反应。那么把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中,会观察到什么现象?教师演示:向盛有氢氧化钠溶液的塑料瓶中通入二氧化碳气体并振荡——溶液仍然澄清,既没有沉淀,也没有气泡。
提出问题:没有明显现象,能不能说明氢氧化钠与二氧化碳没有反应?
学生猜想:有的小组认为不反应;有的小组认为反应了,只是生成的物质都能溶于水,所以看不见明显现象。
教师引导:看不见现象不等于没有反应。换一个思路想——如果瓶内的气体被消耗了,密闭容器中的压强会发生什么变化?能否借助压强变化,把“看不见的反应”变成“看得见的现象”?
方案展示:各组设计并展示方案。方案一:取一个收集满二氧化碳气体的软塑料瓶,迅速倒入适量氢氧化钠溶液,立即拧紧瓶盖、振荡,观察到软塑料瓶变瘪。方案二:在集满二氧化碳的锥形瓶口塞紧带玻璃导管的橡皮塞,导管下端系一个小气球,倒入氢氧化钠溶液后振荡,观察到气球胀大。方案三:在充满二氧化碳的广口瓶中加入氢氧化钠溶液,用带U形管的双孔塞塞紧,观察U形管两侧液面出现高度差。
对照实验:教师追问——二氧化碳能溶于水,也能与水反应,瓶子变瘪、气球胀大,凭什么一定是氢氧化钠与二氧化碳反应造成的?学生立即意识到必须设置对照。于是各组另取一个同样收集满二氧化碳的软塑料瓶,倒入与氢氧化钠溶液等量的水,振荡后发现瓶子也会变瘪,但变瘪的程度明显小于倒入氢氧化钠溶液的那一瓶。
进一步验证:向变瘪程度更大的那只瓶子中倒入适量稀盐酸,观察到有大量气泡产生,证明瓶中确实生成了能与酸反应放出气体的新物质。
师生归纳:氢氧化钠溶液也能与二氧化碳发生反应,生成碳酸钠和水(本课时不书写具体反应表达式)。正因为如此,盛放氢氧化钠固体的试剂瓶必须密封保存——它不仅容易吸收空气中的水分而潮解,还会与空气中的二氧化碳反应而变质。
设计意图:本环节是全课难点。通过“无明显现象”制造认知冲突,再用“压强变化”这一转换视角打通难点;对照实验和加酸验证两步设计,让学生体验证据推理的严密性,体会科学结论需要证据支撑。
任务四 微观揭秘——碱为什么性质相似
教师展示:呈现氢氧化钠、氢氧化钙在水中解离的微观示意图(教材图7—8)。引导学生观察:氢氧化钠在水中解离出钠离子和氢氧根离子;氢氧化钙在水中解离出钙离子和氢氧根离子。
小组讨论:两种碱的金属离子不同,为什么它们能使同一种指示剂变色、能与二氧化碳反应、还能与某些盐反应?
归纳提升:不同的碱在水溶液中都能解离出共同的阴离子——氢氧根离子。正是由于氢氧根离子的存在,碱才具有相似的化学性质(即碱的通性);而不同的金属阳离子不同,又使不同的碱在具体反应中表现出差异。这正体现了“结构决定性质、性质反映结构”的化学基本观念。
设计意图:从宏观实验现象回到微观离子,帮助学生完成“宏观—微观—符号”三重表征的衔接,把零散的实验事实统整为结构化的通性认识。
任务五 学以致用——碱的用途与安全
联系生活:利用碱的这些性质,人们在生产生活中是怎样使用它们的?学生结合生活经验交流:氢氧化钠是炉具清洁剂的主要成分,用于去除油污,也广泛用于造纸、纺织和印染工业;氢氧化钙(熟石灰)可用于改良酸性土壤、配制农药波尔多液,也是重要的建筑材料。
安全提示:氢氧化钠和氢氧化钙都有腐蚀性,氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠,使用时更须小心。实验时要注意保护眼睛和皮肤;若不慎将碱液沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上适量硼酸溶液。
设计意图:把化学性质与用途、安全联系起来,让学生体会化学的社会价值,落实科学态度与责任素养。
课堂小结
师生共同梳理:本节课通过五个任务,认识了碱的四条化学性质——与酸碱指示剂作用、与某些非金属氧化物反应、与酸发生中和反应、与某些盐溶液反应;并从微观上理解了碱具有相似化学性质的原因。本课时不要求书写具体反应表达式,但要求学生能用规范的语言描述实验现象,并据此判断反应是否发生。
六、板书设计
第二节 碱及其性质(第二课时)
一、碱的化学性质
1. 与酸碱指示剂作用:紫色石蕊试液变蓝,无色酚酞试液变红
2. 与某些非金属氧化物反应(如二氧化碳)
3. 与酸反应(中和反应)
4. 与某些盐溶液反应(生成沉淀)
二、碱具有相似性质的原因
碱溶液中都含有氢氧根离子
三、重要启示
氢氧化钠需密封保存(既防潮解,又防与二氧化碳反应而变质)
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