資源簡介

探究碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理
學(xué)校：
新人教版 必修一 第二章 第一節(jié)
學(xué)科：高中化學(xué)
年級：高一
教材：人教版
說課人：
01
02
03
04
說課流程
CONTENTS
教學(xué)評價反思
教學(xué)背景分析
教學(xué)過程實施
實驗方案設(shè)計
本節(jié)位于新人教版必修一第二章第一節(jié)，主要內(nèi)容是鈉鹽的物理與化學(xué)性質(zhì)，這不僅是對初中鹽類概念的進一步深化，也是為選擇性必修1學(xué)習(xí)鹽類水解作好鋪墊。
新舊教材里并沒有對碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的原理進行深入探究剖析，只是對比了碳酸鈉與碳酸氫鈉的不同性質(zhì)。在驗證堿性的實驗里，是用酚酞作為指示劑。
【課標(biāo)要求】
課標(biāo)在內(nèi)容上，要求通過實驗探究，了解鈉及其重要化合物的主要性質(zhì)。
在策略上重視開展高水平的實驗探究活動。
因此，選擇探究碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理作為載體，來發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。
已有基礎(chǔ)
已知碳酸鈉、碳酸氫鈉能與鹽酸反應(yīng)，并且兩者堿性不同；對pH有一定認識，能夠基于控制變量法來設(shè)計實驗方案
存在問題
對碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理缺乏深入探究；宏微結(jié)合分析的能力尚待提高。證據(jù)推理的能力需要強化。
解決策略
設(shè)計高水平探究實驗，引導(dǎo)學(xué)生探究碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理
【教學(xué)目標(biāo)】
1 通過碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理的探究，強化了基于“宏微結(jié)合”解釋現(xiàn)象與預(yù)測驗證的能力，初步形成“宏-微-符-線”四重表征的結(jié)構(gòu)化認識思路。
2 通過證明或證偽碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理的猜想的過程，發(fā)展了基于證據(jù)進行推理論證的能力，初步建構(gòu)從定性與定量視角認識碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)歷程。
3 通過提出、討論、設(shè)計、優(yōu)化與實踐實驗方案的過程，深化了自主合作探究與創(chuàng)造性解決問題的能力。
【評價目標(biāo)】
1 通過碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象的分析過程，診斷并發(fā)展學(xué)生“宏微結(jié)合”認識物質(zhì)轉(zhuǎn)化的思路結(jié)構(gòu)化水平（分類概括、解釋說明、預(yù)測驗證）與定性定量分析問題的水平
2 通過有無氣泡的猜想分析與實驗方案的設(shè)計討論過程，診斷并發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理的能力（舉證水平、推理水平、論證水平）與科學(xué)探究的水平（模仿探究、合作探究、自主探究）。
3 通過解決氫離子濃度局部過大問題的實驗裝置設(shè)計，診斷并發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新意識的水平（問題意識、批判質(zhì)疑、創(chuàng)意論證）
碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理
重點
設(shè)計實驗探究碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)。
難點
重難點
重難點
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}知識線
問題線
任務(wù)線
活動線
素養(yǎng)線
碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理
氣泡產(chǎn)生與未產(chǎn)生的原因？
提出假設(shè)并設(shè)計實驗方案證明或證偽
討論并提出假設(shè)
宏觀辨識
微觀探析
證據(jù)推理
設(shè)計方案進行實驗
如何解決c(H+)濃度局部過大的問題？
設(shè)計合適的方案進行實驗
討論
科學(xué)探究
設(shè)計方案
實驗探究
如何設(shè)計更優(yōu)化的實驗裝置？
請設(shè)計更優(yōu)化的裝置解決問題
查閱資料
創(chuàng)新意識
優(yōu)化方案
實驗探究
將鹽酸緩慢滴入碳酸鈉溶液中反應(yīng)
碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)，為何有的產(chǎn)生氣泡？有的未產(chǎn)生氣泡？
假設(shè)1：一步反應(yīng)，CO2溶于水
假設(shè)2：兩步反應(yīng)，CO2溶于水
假設(shè)3：兩步反應(yīng)，只生成NaHCO3
對于無氣泡：
假設(shè)4：一步反應(yīng)，生成CO2
假設(shè)5：兩步反應(yīng)，局部c(H+)過大
對于有氣泡：
微觀探析——無氣泡組
假設(shè)1：
一步反應(yīng)，CO2溶于水
假設(shè)2：
兩步反應(yīng)，CO2溶于水
溶液中相關(guān)的主要微粒：
CO32-、H2CO3
HCO3-、H2CO3
學(xué)生已知：CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3-
矛盾
假設(shè)1：
一步反應(yīng)，CO2溶于水
假設(shè)2：
兩步反應(yīng)，CO2溶于水
假設(shè)4：一步反應(yīng)，生成CO2
微觀探析——無氣泡組
如何設(shè)計實驗方案證明假設(shè)2和3？
1
振蕩
2
振蕩若無氣泡再加鹽酸
微觀探析——無氣泡組
振蕩有氣泡
振蕩無氣泡
滴加鹽酸有氣泡
假設(shè)2：兩步反應(yīng)，CO2溶于水
假設(shè)3：兩步反應(yīng)，只生成NaHCO3
分析與結(jié)論
怎樣設(shè)計實驗證明假設(shè)5？
學(xué)生討論提出：
可以向溶有酚酞或紫色石蕊的碳酸鈉溶液中滴加鹽酸
進行實驗——石蕊酚酞組
分析與結(jié)論
酚酞
石蕊
雖能說明局部c(H+)過大，但兩步反應(yīng)的特征并不明顯。
查閱資料
花青素指示劑在碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的初終階段可以分別顯色：
綠色、藍色、紅色
進行實驗——花青素組
分析與結(jié)論
酚酞
石蕊
花青素
花青素效果最佳，能指示反應(yīng)的兩步階段（藍色區(qū)域無氣泡，紅色區(qū)域有氣泡），同時其上層顏色變化以及有氣泡說明氫離子濃度局部過大
如何解決局部c(H+)過大問題，從而完整展示碳酸鈉與鹽酸的兩步反應(yīng)階段？
學(xué)生討論得出：用低濃度的鹽酸和碳酸鈉溶液攪拌進行反應(yīng)。
雖然解決了氫離子濃度局部過大問題，但產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象極其不明顯。
等0.1mol/L
提出優(yōu)化
如何在解決氫離子濃度過大的問題的同時，讓氣泡在第二步反應(yīng)時明顯產(chǎn)生呢？
查閱資料，優(yōu)化方案
雞蛋膜做的半透膜能讓鹽酸中的氫離子穩(wěn)定緩慢的向外釋放，應(yīng)能解決局部氫離子濃度過大的問題，同時也應(yīng)能產(chǎn)生明顯氣泡。
查閱資料，優(yōu)化方案
查閱資料，優(yōu)化方案
采用半透膜、磁力攪拌器、花青素指示劑的搭配組合，來直觀地顯示碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的不同階段。
進行實驗
現(xiàn)象分析
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}顏色變化
有無氣泡
溶液中的主要物質(zhì)

綠色
藍色
紅色
無氣泡
微量氣泡
有明顯氣泡
Na2CO3
NaCl、NaHCO3
NaCl
得出結(jié)論
第一步反應(yīng)：
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
第二步反應(yīng)：
NaHCO3 + HCl = NaCl+ H2O + CO2↑
拓展延伸
有學(xué)生提出：有什么好的方法，能知道反應(yīng)產(chǎn)生CO2時，溶液pH的大概范圍？
pH傳感器
實驗方法
分析數(shù)據(jù)
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}
鹽酸5.2mL
鹽酸
4mL
鹽酸
3.2mL
鹽酸
2.8mL
碳酸鈉0.5mL
鹽酸濃度0.39mol/L 碳酸鈉濃度0.5mol/L
8左右
8左右
8左右
8左右
皆在pH為8左右發(fā)生第一次突變，溶液變藍，開始產(chǎn)生一些氣泡，紫色、紅色時大量產(chǎn)生。
pH
酸用量
鹽用量
分析數(shù)據(jù)
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}
碳酸鈉1mL
碳酸鈉0.6mL
碳酸鈉
0.4mL
鹽酸5.2mL
鹽酸濃度0.39mol/L 碳酸鈉濃度0.5mol/L
8左右
8左右
8左右
皆在pH為8左右發(fā)生第一次突變，溶液變藍，開始產(chǎn)生一些氣泡，紫色、紅色時大量產(chǎn)生。
pH
鹽用量
酸用量
素養(yǎng)建構(gòu)
花青素指示劑的顏色變化與pH曲線變化
宏觀辨識
微粒變化反映宏觀現(xiàn)象，預(yù)測實驗結(jié)果。
微觀探析
宏微結(jié)合，四重表征，結(jié)構(gòu)化論證。
證據(jù)推理
查閱資料，優(yōu)化方案，定量設(shè)計。
科學(xué)探究創(chuàng)新意識
實驗優(yōu)點
A
B
D
C
現(xiàn)象直觀
操作簡便
材料易得
高水平探究
花青素指示劑與pH曲線能夠直觀顯示碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)的兩個階段。
半透膜讓鹽酸穩(wěn)定緩慢地與碳酸鈉溶液反應(yīng)，從而實現(xiàn)反應(yīng)在第一階段無氣泡，第二階段有明顯氣泡，解決氫離子濃度局部過大的問題
花青素來自生活中的紫甘藍，而半透膜則用的雞蛋膜
將實驗的創(chuàng)新與碳酸鈉與鹽酸的反應(yīng)原理探究有機融會到一起，系統(tǒng)性地發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。
學(xué)生收獲
感謝您的指導(dǎo)，祝生活愉快！

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