内容正文:
《碳酸钠和碳酸氢钠》教学设计
鲁教版 · 初中化学 · 九年级下册 · 第八单元 海洋化学资源的利用 · 第三节 · 第一课时
一、教材分析
本节是鲁教版九年级下册第八单元“海洋化学资源的利用”第三节第一课时,承接海水晒盐、海水制镁的内容,聚焦碳酸钠与碳酸氢钠两种重要钠盐。教材以海洋资源综合利用为主线,引导学生从食盐出发认识纯碱的工业制取与性质,体会化学与自然资源、生产生活的密切联系,为后续系统学习盐的化学性质和复分解反应打下基础。
二、四维核心素养
化学观念:通过两种钠盐的性质与用途,建立“组成结构决定性质、性质决定用途”的元素化合物观念。科学思维:在对比实验与归纳中发展比较、分析与推理能力。科学探究:经历观察、实验、设计方案探究物质性质的完整过程。科学态度与责任:结合侯氏制碱法体会化学家的爱国情怀与合理利用海洋资源的社会价值。
三、教学重难点
重点:碳酸钠与碳酸氢钠的物理性质、水溶液酸碱性及主要用途,认识海水制碱的基本思路。难点:通过实验现象对比理解两种钠盐性质的差异,尤其是碳酸氢钠受热易分解、与酸反应放出二氧化碳的现象与推理;建立由现象推断物质性质的思维方法。
四、设计意图
本课以“从海洋中来的白色粉末”为真实情境,把零散知识嵌入一条递进式任务链,让学生在观察、实验、对比、归纳中主动建构碳酸钠与碳酸氢钠的性质网络。任务一唤起海洋资源的已有经验,任务二至任务五通过分组实验引导学生用证据说话,任务六回归用途,任务七渗透化学史教育。全程不急于给出结论,而是让学生先做后议、先看现象后下结论,在合作探究中突破难点。同时紧扣新教材“从生活走进化学、从化学走向社会”的理念,把侯氏制碱法、玻璃制造、发酵粉、胃药等真实素材转化为学习任务,使知识学习与核心素养发展同步发生。
五、教学过程(任务式活动设计)
任务一:情境导入——大海里“晒”出来的化学
教师展示海边盐田与海水晒盐的图片,提问:海水晒盐得到的食盐主要成分是什么?我们平时吃的食盐,除了调味还能变成什么有用的物质?由此引出:以食盐为主要原料,人们还制得了另一种重要的化工产品——纯碱,也就是碳酸钠。它虽然叫“碱”,实际上却属于盐类。今天我们就来认识从海洋化学资源中走出来的两种白色粉末:碳酸钠和碳酸氢钠。
学生活动:观察图片,回顾海水晒盐的已有知识,交流食盐的用途,并对“叫碱却不是碱”产生好奇。
设计意图:用熟悉的海洋资源情境唤醒旧知,制造认知冲突,自然引出课题并激发探究欲望。
任务二:观察初识——两种白色粉末长什么样
教师把碳酸钠和碳酸氢钠两种样品分别盛在表面皿或小烧杯中,贴好标签,布置观察任务:看一看它们的颜色和状态;用规范的扇闻法闻一闻气味;再各取少量放入盛有等量水的试管中,振荡,比较它们在水中的溶解情况。
学生活动:分组观察并记录现象。学生发现两种物质都是白色固体,碳酸钠看起来是较粗的粉末,碳酸氢钠的晶体更细小;它们都能溶解在水中,但在相同条件下碳酸钠溶解得更多一些。
教师引导:谁能用自己的话描述这两种物质的外观和溶解性?它们外观这么像,为什么会有两个不同的名字、两种不同的用途?
设计意图:让学生通过亲眼观察、亲手操作获取第一手证据,为后续对比实验建立感性认识,同时巩固闻气味、取用药品的基本操作规范。
任务三:实验探究——它们的水溶液显碱性吗
教师提问:碳酸钠俗称“纯碱”,它的水溶液真的显碱性吗?碳酸氢钠的水溶液又怎样?我们已经学过用什么试剂来检验溶液的酸碱性?
学生活动:回顾酸碱指示剂的知识,讨论实验方案。各组取两支试管,分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠,加适量水溶解,再分别滴入几滴无色酚酞试液,观察颜色变化;有条件的小组同时用紫色石蕊试液做对照。
学生发现:两支试管中的溶液都变成了红色,说明它们的水溶液都显碱性;但碳酸钠溶液的红色更深一些,碳酸氢钠溶液的红色较浅。
教师引导:这个现象说明什么?为什么碳酸钠被称为“纯碱”?碳酸氢钠水溶液的碱性比碳酸钠强还是弱?学生归纳:两种物质的水溶液都呈碱性,碳酸钠的碱性比碳酸氢钠更强。
设计意图:把“俗称纯碱”从一个名词变成一个可检验的问题,让学生用指示剂自己找到答案,体会化学实验是认识物质性质的基本途径。
任务四:深入探究——加热时谁更“调皮”
教师按规范演示(或指导分组实验):取少量碳酸氢钠装入干燥的试管,用酒精灯加热,再把产生的气体通入盛有澄清石灰水的烧杯中。引导学生观察试管口和石灰水的变化。
学生活动:观察到试管口有无色液滴出现,澄清石灰水变浑浊。学生据此判断:加热碳酸氢钠时产生了能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体,同时还生成了水。
教师追问:如果换作碳酸钠来加热,会不会也产生这样的气体呢?教师演示对比加热碳酸钠的实验,或播放规范操作的视频。学生发现澄清石灰水几乎没有变化。
教师引导:这说明什么?学生归纳:碳酸氢钠受热容易发生变化,分解产生二氧化碳和水,而碳酸钠受热比较稳定。教师进一步联系生活:这个性质差异有什么用?学生结合发酵粉、焙制糕点说出,小苏打受热放出气体,能使面食变得疏松多孔。
设计意图:通过“一变一不变”的加热对比实验,让学生在现象对比中自己得出碳酸氢钠热稳定性差的结论,并解释生活中发酵粉的原理,把化学与生活打通。
任务五:对比实验——遇到盐酸会怎样
教师提问:前面学过,含有碳酸根的物质能与酸反应放出二氧化碳。那么碳酸钠和碳酸氢钠遇到盐酸,会出现什么现象?两者反应的快慢一样吗?
学生活动:各组取两支试管,分别加入少量碳酸钠和碳酸氢钠,再同时倒入等量的稀盐酸,仔细观察并比较产生气泡的快慢和剧烈程度,把放出的气体通入澄清石灰水加以检验。
学生发现:两者都产生大量气泡,气体都能使澄清石灰水变浑浊,说明都放出了二氧化碳;但碳酸氢钠与盐酸反应更剧烈,气泡产生得更快。
教师引导:为什么小苏打可用来治疗胃酸过多,又可作发酵粉的成分?学生讨论后得出:碳酸氢钠能与酸发生反应,因此可以中和过多胃酸,也适合做发酵粉。
设计意图:让学生在控制变量的对比实验中感受反应的快慢差异,并把现象与用途联系起来,进一步强化“性质决定用途”的认识。
任务六:归纳提升——给两种物质“画档案”
教师引导学生以小组为单位,从颜色状态、溶解性、水溶液酸碱性、热稳定性、与酸反应、主要用途等方面,共同整理一张“碳酸钠与碳酸氢钠对比表”。
学生活动:合作填写表格,派代表汇报,师生共同完善。碳酸钠是白色粉末,易溶于水,水溶液碱性较强,受热稳定,广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产;碳酸氢钠是白色细小晶体,能溶于水,水溶液碱性较弱,受热易分解,常用于焙制糕点、治疗胃酸过多和制作灭火剂。
设计意图:通过表格化整理,帮助学生把零散的实验证据结构化,形成清晰、可迁移的知识网络。
任务七:化学史话——从食盐到纯碱的工业奇迹
教师讲述侯德榜与侯氏制碱法的故事:我国化学家侯德榜打破国外技术封锁,发明了联合制碱法,以食盐等为主要原料制得纯碱,大大提高了食盐的利用率,为民族化学工业争光。
学生活动:阅读教材相关资料,交流感受。学生体会到:化学不仅存在于实验室,更在国家工业发展和资源利用中发挥巨大作用;从海水晒盐到海水制碱,正是人类利用自然资源、变资源为财富的智慧体现。
设计意图:把化学史教育融入教学,让学生在掌握知识的同时,感受科学家的爱国精神与社会责任,落实科学态度与责任素养。
课堂小结与课后任务
师生共同回顾本节课认识的两种从海洋中走出的钠盐,强调“观察—实验—对比—归纳”的学习方法。课后任务:回家观察厨房中的食用碱面和小苏打,记录它们的外观和用途,下节课交流分享。
六、板书设计
主板书居中呈现,左侧为课题,中部为对比实验结论,右侧为用途与方法,具体布局如下:
第三节 碳酸钠和碳酸氢钠(第一课时)
一、认识两种钠盐
碳酸钠(纯碱、苏打):白色粉末,易溶于水,水溶液显碱性
碳酸氢钠(小苏打):白色细小晶体,能溶于水,水溶液显弱碱性
二、实验探究
1. 水溶液酸碱性:都使酚酞变红,碳酸钠红色更深
2. 热稳定性:碳酸氢钠受热分解,放出二氧化碳和水;碳酸钠受热稳定
3. 与盐酸反应:都放出二氧化碳,碳酸氢钠反应更剧烈
三、用途
碳酸钠:玻璃、造纸、纺织、洗涤剂
碳酸氢钠:焙制糕点、治疗胃酸过多、灭火剂
四、方法:观察 → 实验 → 对比 → 归纳
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