内容正文:
第四节 酸和碱的反应(第二课时)导学案
北京版 · 初中化学 · 九年级下册 · 第九章 酸和碱
一、四维核心素养
化学观念:认识酸碱反应生成盐和水,树立物质变化观,理解宏观现象与微观粒子的联系,形成“结构决定性质、性质决定用途”的观念。
科学思维:借助指示剂变色推断无明显现象反应的发生,运用比较、分析、归纳等方法概括中和反应特征,发展证据推理与模型认知能力。
科学探究与实践:围绕酸和碱能否反应设计实验方案,动手完成中和实验,观察记录并评价方案,提升合作探究能力。
科学态度与责任:了解中和反应在改良土壤、处理废水、医药卫生中的应用,增强合理使用化学物质的社会责任感与安全意识。
二、教学重难点
重点:认识中和反应的概念和基本特征,理解其微观实质(酸中氢离子与碱中氢氧根离子结合生成水分子),能说出中和反应在生产生活中的典型应用。
难点:设计并借助酸碱指示剂证明酸与碱确实发生反应,从微观角度解释中和反应的实质;理解“恰好完全反应”的判断依据,并迁移到新的实际情境中。
三、课前预习案
请同学们课前独立完成下列预习题,回顾旧知、初探新知,并把疑问记录下来,课上交流。
【温故知新】
1. 上节课学习了常见的酸和碱。盐酸、硫酸等酸溶液中都含有的离子是______;氢氧化钠、氢氧化钙等碱溶液中都含有的离子是______。
2. 紫色石蕊溶液遇到酸显______色,遇到碱显______色;无色酚酞溶液遇到碱显______色,遇到酸或中性溶液______(填“变色”或“不变色”)。
3. 写出检验某溶液是否显酸性的两种常用方法(用文字描述即可),并说明利用了酸碱指示剂的什么性质。
4. 从括号中选择合适的一项填空:盐是由______构成的化合物。(金属离子(或铵根离子)与酸根离子;氢离子与氢氧根离子)
【初探新知】
5. 判断正误并说明理由:把氢氧化钠溶液和盐酸直接混合,一定能看到明显现象。( )
6. 中和反应的定义是:酸和碱作用生成______和______的反应。据此判断,中和反应的生成物中一定含有______。
7. 填空:胃酸过多的病人服用含氢氧化铝的药物后,不适会缓解,这是因为氢氧化铝能与胃液中的盐酸发生______反应。
【情境初探】
8. 下列生活现象中,体现“酸和碱相互反应”原理的是( )(可多选)。A 蚊虫叮咬后涂抹肥皂水 B 用食醋除去水壶中的水垢 C 胃酸过多服用含氢氧化铝药物 D 用稀盐酸清洗铁锈
9. 思考题:把酸和碱两种溶液混合在一起,它们之间会发生反应吗?请写出你的猜想,并简要说明猜想的依据。
【方法小结】
10. 回忆上节课,我们是依据什么来认识酸、碱各自共同性质的?由此猜想,若要判断“无明显现象”的酸和碱是否发生了反应,可以借助______(填“酸碱指示剂”或“加入金属”)来提供证据,说明判断反应的依据在于“证据”,而不是“现象是否明显”。
【生活链接】
11. 请把下列应用与“中和反应”联系起来,写出该应用所中和的物质:改良酸性土壤——中和土壤中的______物质;缓解胃酸过多——中和胃液中的______。
四、课中探究案
请同学们围绕“酸和碱能否发生反应”这一核心问题,经历猜想、实验、微观分析和实际应用的全过程,边做边思、合作交流。
探究一:酸和碱能否发生反应
【猜想与依据】
1. 猜想一:酸和碱能发生反应,依据是______。
2. 猜想二:酸和碱不能发生反应,依据是______。
科学探究不能停留在猜想阶段,需要通过设计实验、收集证据来验证猜想,才能得出可靠的结论。
【实验方案设计】
3. 在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加几滴无色酚酞溶液,溶液呈______色;用胶头滴管逐滴加入稀盐酸并不断搅拌,红色逐渐______,至恰好消失。
4. 酚酞变红说明溶液显______性,含有氢氧化钠;红色恰好消失时,氢氧化钠和盐酸______(填“完全反应”或“没有反应”)。
5. 请描述你观察到的实验现象:混合前后溶液颜色、状态等方面有什么变化?为什么说仅凭直接观察难以判断反应是否发生?
6. 实验中为什么要“逐滴加入稀盐酸”并“不断搅拌”?这样做对观察现象和判断反应有什么帮助?
【深入思考】
7. 只用酚酞指示剂能否判断盐酸是否过量?(填“能”或“不能”)并说明理由。
8. 除酚酞外,还可以用哪些方法证明酸和碱确实发生了反应?请写出一种思路。
9. 实验结束后,烧杯和玻璃棒应如何清洗?残留的废液应怎样处理?从中你体会到安全操作的哪些要点?
探究二:微观探析中和反应的实质
【微观实质】
1. 从微观角度看,酸溶液中存在氢离子,碱溶液中存在氢氧根离子;二者混合后,氢离子和氢氧根离子结合生成______,这正是酸和碱发生反应的微观表现。
2. 钠离子和氯离子在反应前后种类和数量______(填“发生变化”或“没有变化”);当溶液蒸发后,它们以______的形式析出,这种由金属离子和酸根离子构成的化合物叫作盐。
3. 归纳填空:中和反应的实质是______结合生成______,因此反应后溶液趋于______。
【概念辨析】
4. 判断正误:有盐和水生成的反应一定是中和反应。( )
5. 请举出一个“生成盐和水但不是中和反应”的例子(用文字说明),并说明判断中和反应的关键在于什么。
6. 下列叙述正确的是( )。A 中和反应后溶液中一定只剩盐 B 中和反应前后钠离子和氯离子发生了变化 C 中和反应的实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水 D 只要有盐生成的反应都是中和反应
7. 从微观角度思考:为什么只要反应物是酸和碱,无论具体是哪种酸、哪种碱,反应的实质都相同?
探究三:中和反应的应用
【应用情境】
1. 农业生产中常用熟石灰改良酸性土壤,其原理是______。
2. 处理酸性工业废水时,为什么常选用熟石灰而不用氢氧化钠?(请从成本、腐蚀性、使用便利等角度说明)
3. 胃酸过多的人服用含氢氧化铝的药物可以缓解不适,其原理是______。
4. 被蚊虫叮咬后涂抹肥皂水可以减轻肿痛,其原理是______。
5. 请再举出两个中和反应在生活或生产中的应用实例,并简要说明其中的道理。
6. 用洗发水洗头后头发往往略显碱性,人们常使用护发素来调节。请用中和反应的原理解释这一现象。
【拓展提升:恰好完全反应】
1. 当氢氧化钠和盐酸恰好完全反应时,溶液中含有的溶质是______;如果盐酸过量,溶液中含有的溶质是______和______;如果氢氧化钠有剩余,溶液中含有的溶质是______和______。
2. 若反应后的溶液呈酸性,请推断可能的原因是什么,并说明你判断的依据。
3. 改良酸性土壤时为什么不一次加入过量的熟石灰?从中你体会到化学应用需要注意什么?
【归纳建模】
4. 请用一句话分别概括(文字填写):中和反应的概念是______;其实质是______;在生产生活中可用于______(写出两项即可)。
5. 自我检测:判断正误——氢氧化钙溶液与稀盐酸混合,也属于中和反应。( )
6. 下列物质中,能与酸发生中和反应的是( )。A 氢氧化钠 B 铁 C 氧化铁 D 碳酸钙
五、参考答案
【课前预习案】
1. 氢离子;氢氧根离子。
2. 红;蓝;红;不变色。
3. 示例:滴加紫色石蕊溶液,变红说明显酸性;滴加无色酚酞溶液,不变色也说明不显碱性(或测定溶液的酸碱度)。利用了酸碱指示剂遇到酸性或碱性溶液会显示不同颜色的性质。
4. 金属离子(或铵根离子)与酸根离子。
5. 错误。氢氧化钠溶液和盐酸均为无色溶液,混合后仍为无色透明,若不借助指示剂通常看不到明显现象,不能据此认为没有反应。
6. 盐;水;水。
7. 中和。
8. A、C。肥皂水呈碱性,能与蚊虫注入的蚁酸中和;氢氧化铝能与胃液中的盐酸中和。
9. 示例:猜想酸和碱能发生反应,因为酸中有氢离子、碱中有氢氧根离子,二者相遇可能结合成水。(猜想与依据言之有理即可)
10. 依据酸、碱溶液中的离子来判断性质;酸碱指示剂。判断反应发生的根本在于“证据”,而非现象是否明显。
11. 酸性物质;盐酸(胃酸)。
【课中探究案】
探究一
1. 示例:活泼金属能与酸反应,酸和碱可能也能反应;或酸中有氢离子、碱中有氢氧根离子,相遇可能结合成水。
2. 示例:直接把两种溶液混合看不到明显现象,所以可能没有反应。
3. 红;变浅(逐渐消失)。
4. 碱;完全反应。
5. 现象:混合前后溶液始终无色透明,没有沉淀,也没有气泡产生。仅凭直接观察看不出明显变化,因此不能据此判断反应是否发生,需要借助指示剂等证据。
6. 逐滴加入便于控制盐酸的用量,及时捕捉“红色恰好消失”的临界点;不断搅拌使酸和碱充分接触、反应更加均匀,现象也更清晰。
7. 不能。无色酚酞在酸性和中性溶液中都不变色,只能说明溶液不再显碱性,无法区分是恰好中和还是盐酸已经过量。
8. 示例:改用紫色石蕊溶液,观察颜色是否由蓝变紫;或测量反应前后溶液的温度,中和反应通常伴随放热。(写出一种即可)
9. 用清水冲洗烧杯和玻璃棒;残留废液倒入指定容器统一处理。体会:规范操作、不直接接触药品、注意腐蚀性药品安全等。
探究二
1. 水分子。
2. 没有变化;晶体。
3. 氢离子与氢氧根离子;水分子;中性。
4. 错误。
5. 示例:二氧化碳与氢氧化钠溶液作用也能生成盐和水,但不是酸和碱之间的反应,故不属于中和反应。判断中和反应的关键是:反应物必须是酸和碱,生成物必须是盐和水,二者缺一不可。
6. C。
7. 因为无论是哪种酸,溶液中都含有氢离子;无论是哪种碱,溶液中都含有氢氧根离子。中和反应的实质都是氢离子与氢氧根离子结合生成水,所以实质相同。
探究三
1. 熟石灰是碱,能与酸性土壤中的酸性物质发生中和反应,降低土壤酸性,利于农作物生长。
2. 熟石灰价格低廉、来源广泛,且腐蚀性较弱、便于运输和使用;氢氧化钠价格较高、腐蚀性强,成本和安全风险更大。
3. 氢氧化铝是一种弱碱,能与胃液中的盐酸发生中和反应,减少过多胃酸,缓解胃痛和反酸症状。
4. 肥皂水呈碱性,能与蚊虫注入皮肤中的蚁酸发生中和反应,减轻肿痛。
5. 示例:洗发后使用护发素调节头发酸碱度;制作松花蛋时加入少量食醋去除涩味。(合理即可)
6. 护发素呈弱酸性,能与略显碱性的头发发生中和反应,调节头发的酸碱度,使头发柔顺、减少损伤。
拓展提升
1. 氯化钠;氯化钠和氯化氢;氯化钠和氢氧化钠。
2. 可能原因是加入的盐酸过量,溶液中仍有氯化氢(酸性)。判断依据:若滴加紫色石蕊溶液变红,说明盐酸过量。
3. 若一次加入过量熟石灰,土壤会由酸性变成碱性,同样不利于农作物生长;应适量施用并定期检测土壤酸碱度,说明化学应用需要把握“量”的分寸。
4. 概念:酸和碱作用生成盐和水的反应;实质:氢离子与氢氧根离子结合生成水;应用:改良酸性土壤、处理酸性废水、中和过多胃酸等(写出两项即可)。
5. 正确。氢氧化钙是碱,稀盐酸是酸,二者作用生成盐和水,属于中和反应。
6. A。氢氧化钠是碱,能与酸发生中和反应;铁、氧化铁、碳酸钙虽能与酸反应,但都不是碱与酸的中和反应。
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