化学人教版九年级下册氢氧化钠变质的探究.doc

氢氧化钠变质的探究 【教学目标】1、知识与技能(1)进一步深化氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质的性质和转化的认识。(2)逐步学会设计合理的实验方案来探究、解决一些简单的化学问题。2、过程与方法通过氢氧化钠变质的实验探究，学生初步掌握运用知识解决实际问题的能力和进行科学探究的方法。3、情感态度价值观（1）激发学生开展科学探究和学习化学的兴趣。(2)培养学生互相配合，取长补短、共同进步的合作精神。【重点、难点】1、 掌握氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质间的转化关系。2、 逐步学会设计合理的实验方案来探究、解决一些简单的化学问题。【探究方法】1、实验探究的基本环节，提出问题 理论分析 实验探究 得出结论 交流评价2、创造条件采用实验加分析的教学方法。3、最大限度地发挥学生的主体作用，指导学生做好氢氧化变质探究的有关实验。【课型】探究课【课时】1课时【教学设想】本课围绕氢氧化钠溶液变质的问题，引导学生提出1、 它是否变质？2、 如何检验烧碱溶液是部分变质还是全部变质？通过这些真实问题的解决，学生的自我探究和综合应用知识的能力进一步得到了发展，使学生再一次经历科学探究的一般过程和方法的锻炼。【教学过程】 教 师 活 动 学 生 活 动 设 计 意 图播放视频化学版的青花瓷【引入】刚刚歌里面唱到氢氧化钠，俗名遍地找，用途十分广泛。【展示】这是一瓶氢氧化钠。属于酸碱盐，当中的哪一类？【提问】我们怎样鉴别它是否俗属于碱？【提问】我往里面滴加盐酸，会有什么现象？并写出化学反应方程式【引入】但是，有同学从实验室拿出的氢氧化钠往里滴加盐酸，却发现试管里有气泡冒出。这是为什么呢？【展示】一瓶久置的氢氧化钠试剂瓶，让学生观察瓶口的白色固体学生回答碱学生思考，并提供滴加酚酞或者紫色石蕊试液，溶液变红溶液变为无色，氢氧化钠和盐酸发生反应。NaOH+HCl=NaCl+H2O学生思考学生观察试剂瓶口的白色固体，并对其做出猜想创设情境，激发学生的探究欲望，引入课题。【回答】氢氧化钠已变质【提问】氢氧化钠为什么会变质【板书】氢氧化钠变质的原因：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O回忆氢氧化钠的性质：氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水旧知识的回忆【提问】如何知道氢氧化钠是否已变质呢？【讲解】今天我们就以氢氧化钠变质为例，学习实验探究的方法与技巧。【板书】探究实验的基本思路1、提出问题2、假设，猜想3、设计方案4、实验验证5、分析得出结论6、交流评价【讲解】要探究氢氧化钠是否变质，从微观上来讲，是要探究什么的存在？学生回忆氢氧根离子与碳酸根离子的鉴定方法分组设计实验培养学生的分类能力和观察能力。【交流】等待学生给出讨论结果学生在进行假设和猜想时教师要做一些有意识的引导，给学生确定一个大致的方向，避免盲目性。给出几种药品供选择：盐酸、氯化钙溶液学生方案（1）：取少量久置氢氧化钠，向其中滴加酚酞，观察溶液是否变红学生方案（2）：取少量久置氢氧化钠，向其中滴入盐酸，如果有气泡产生，则氢氧化钠已变质。学生方案（3）：取少量久置氢氧化钠，向其中滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀产生，则氢氧化钠已变质。假设和猜想都必须建立在学生目前所具备的知识的基础上。设计应根据所学的知识设计合理、可行、简便的实验方案，培养缜密的实验和细致地观察，为自己的假设和猜想提供佐证或者做出合理的解释。教师不要过多干预和修改学生的方案。 【分析】对学生的几种猜想请其他同学进行点评【板书】可行方案对应的反应式Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O +CO2 Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaCO3学生讨论：方案（1）不可行，因为碳酸钠与氢氧化钠溶液一样呈碱性，都能使无色酚酞溶液变红。方案（2）、（3）可行激发学生通过互相纠错来提高探究兴趣。【实验】指导学生按设计的方案上来完成实验，观察现象.用滴管分别向氢氧化钠溶液中滴加鉴别的所需的各试种剂【观察】样品分别产生气泡及白色沉淀【结论】氢氧化钠已变质学生代表对实验结果进行阐述通过实验现象直观的论证讨论的正确与否【提问】既然已变质，那么是完全变质，还是部份变质呢？【猜想】由于只是放置了一段时间，有可能是部分变质（因为空气中CO2的体积分数只有0.03%，含量很少）。此时学生很迷茫，因为据以前所学题型均为一步鉴别氢氧根，学生讨论出许多方案，对于提出的错误方案，分析后一一否定。培养学生的语言表达能力及实事求是的科学态度。【引导】根据前面的课程，知道一步鉴别不可行。因为只是部分变质，即部分NaOH变为Na2CO3，因而瓶中的NaOH和Na2CO3的混合物，只要通过实验证明其中含有NaOH即可。开始向分步鉴别引导学生，进行实验探究。经讨论，第一步，完全除去某一离子，而根据之前的分析，可知除掉氢氧根离子的同时，亦能除去CO32，所以第一步必先除去碳酸根离子。选择的试剂，应选择能除CO32 ，而不影响OH-的Ca2+ 。第二步，证明是否还有OH-存在。要对探究全过程进行考虑，了解离子间的转化及影响【实验】指导学生上台按之前的设计进行实验1、 取一定量的变质的NaOH于试管中2、 向上述溶液中滴加CaCl2溶液，至不再产生沉淀为止。将2中的溶液净置后，取上层清液于另一支试管中，滴加几滴无色酚酞。【观察】有白色沉淀生成，及酚酞溶液变红【结论】氢氧化钠部分变质学生代表对实验结果进行阐述通过实验现象直观展示讨论结果同时训练实验操作【回顾】教师指导回顾整个探究过程【结论】探究实验的基本思路1、提出问题2、假设，猜想3、设计方案4、实验验证5、分析得出结论6、交流评价【练习】出练习题考察掌握情况学生思考问题通过习题加深对本堂课所学的内容有所掌握附：【板书】化学实验探究的方法与技巧一、 完成探究实验的基本思路：1、提出问题2、假设，猜想3、设计方案4、实验验证5、分析得出结论6、交流评价二、 氢氧化钠是否已变质三、 氢氧化钠是完全变质还是部分变质探究目的进一步深化氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质的性质和转化关系的认识。培养学生运用知识解决实际问题的能力和进行科学探究的方法与实验探究的能力。激发学生开展科学探究和学习化学的兴趣。探究方法创设情境、兴趣引导、分组实验探究。教学设计教学过程大家都知道，NaOH固体易潮解，NaOH溶液又能与CO2发生反应生成Na2CO3和H2O，而空气中不仅含有CO2，还有水蒸气。某校实验员在准备学生活动与探究的药品时，配制完NaOH溶液后，将一瓶未用完的NaOH固体忘了盖上试剂瓶盖，两天后，实验员发现瓶中出现了大量的白色粉末。于是我在第二天上课时把这瓶敞口放置了两天的NaOH展示给学生观察，观察完后学生对这瓶敞口放置的NaOH固体产生了浓厚的兴趣，提出了各种各样的问题：这瓶NaOH固体是否变质了？如果变质了，变成了什么物质？这瓶NaOH固体是否全部变质了？如果未全部变质，如何除去杂质得到较纯净的NaOH？变质前后，其质量有没有变化？点评:真实的问题情景是激发探究兴趣的最好方式，也是诱发探究问题的源泉，有了问题才能进行探究，而真实的问题情景则必须源于学生的学习和学生的生活，贴近学生生活的材料，学生更容易对它产生兴趣。就像上述情景材料，对于一个教师由于疏忽而导致的后果，学生自然很感兴趣，而且每个人都想用自己的方法来证明这种错误行为所导致的后果，于是便有了上面的这些问题和下面的这些实验探究。探究过程：针对上述问题，把对同一问题感兴趣的学生分为一组，各组根据各自选定的一个问题先共同设计实验探究的方案，包括：提出的问题、做出的假设（包含理由）、实验的设计（包含实验原理、操作以及实验预期的现象或结果），然后将设计交给我审阅，最后利用一个合适的时间以兴趣小组活动的方式开展实验探究。点评:对“问题”做出的假设和猜想，不能是漫无边际的胡思乱想，这些假设和猜想都必须建立在学生目前所具备的知识的基础上，因此学生在进行假设和猜想时教师要做一些有意识的引导，给学生确定一个大致的方向，避免盲目性。因此在猜想和假设后面应让学生说明做出这个假设和猜想的依据，它可以是学生已有的知识，也可以是学生在学习或生活中的经验。而实验方案的设计应根据所学的知识设计合理、可行、简便的实验方案，再经过缜密的实验和细致地观察，从而找出有力的证据，为自己的假设和猜想提供佐证或者做出合理的解释。因此在进行实验探究之前教师有必要对学生的设计过目，只要不涉及到实验安全等危险后果的，教师不要过多干预和修改学生的方案。第一兴趣小组问题一：这瓶NaOH固体是否变质？猜想与假设：这瓶NaOH固体已经变质。（根据氢氧化钠的性质，NaOH固体易潮解，然后会与空气中的二氧化碳反应：即2NaOHCO2Na2CO3H2O）设计实验：因为NaOH溶液显碱性，能使无色的酚酞变红，因此只需取少量固体，配成溶液滴加无色酚酞、观察，即可证明。完成实验：操作 现象1.分别取少量密封良好的NaOH 得到无色透明溶液固体和敞口放置的NaOH固体于试管中，加水溶解。2.用滴管分别向上述溶液中滴加 溶液都变红23滴酚酞试液。分析、结论：从实验现象上分析两支试管内无色酚酞都变为红色，说明溶液仍显碱性，NaOH可能没有变质。反思：以上现象和结论与课本涉及的NaOH的性质有矛盾，难道敞口放置的NaOH真的没有变质？还是变质后生成的Na2CO3溶液也能使无色酚酞变红？查阅资料，收集证据：查阅化学教材下册第十一单元盐、化学肥料，Na2CO3溶液也显碱性。原来如此，看来要证明NaOH在空气中是否变质，利用其碱性还不行，得证明其生成物Na2CO3的存在才行。再设计实验：根据碳酸盐的性质，与酸反应会生成CO2，而NaOH与酸反应不会生成CO2。再进行实验：操作 现象1.取密封良好的NaOH固体少 白色块状固体 量于试管（1）中。2.再取少量该NaOH固体于试 该固体为白色粉末管（2）中。3.分别向试管中加入稀盐酸。 （2）中有大量气泡产生再分析做出结论：由于反应有大量气泡产生，说明该瓶NaOH已经变质，假设实验结果相符。点评:在探究活动中要善于对探究的全过程进行反思，如实验中出现的异常现象，实验中值得再探究的新问题，实验失败的原因等，并将这些问题与同学进行交流，取长补短，为今后的探究积累更多有用的经验。同时由于学生知识的准备并不是十分充分，在探究中难免会遇到一些障碍，会产生畏难情绪，那么这时老师的引导就显得尤其重要。第一小组在这里就遇到了一道坎，Na2CO3溶液的酸碱性不知道，而且这瓶氢氧化钠是不是完全变质也不得而知，如果没有完全变质，其中的氢氧化钠也会使酚酞试液变为红色，因此，在这时老师给予恰当的引导，会使学生感到柳暗花明、信心百倍。第二兴趣小组问题二：如果变质了，变成了什么物质？猜想与假设：NaOH在空气中变质后，变成了Na2CO3（因为2NaOHCO2=Na2CO3H2O）。设计实验：根据含CO32-的物质的特性，加入酸后能产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，即Na2CO32HCl=2NaClH2O CO2CO2Ca(OH)2= CaCO3H2O完成实验：操作 现象1.取敞口放置的NaOH固体于试管 固体消失中，加入一定量的盐酸，塞上带导管的单孔塞。2.将气体导入装澄清石灰水的试 有大量气泡产生管中。澄清石灰水变浑浊分析作结：根据上述现象，说明产生了CO2，也就说明固体物质的组成中含有CO32-，即NaOH变质后变为了Na2CO3。第三兴趣小组问题三：NaOH固体变质前后，其质量有无变化？猜想与假设：变质前后，其质量有变化。（因为NaOH变质为Na2CO3，物质发生改变，物质质量也会发生相应改变）。设计实验：用托盘天平测定变质前后，NaOH和Na2CO3的质量即可。完成实验：1.取一定质量的密封良好的NaOH，放入一洁净干燥的蒸发皿内，盖上表面皿。2.将蒸发皿放到托盘天平上，称得其质量（连同NaOH固体）为m1=24.3 g。3.取下表皿面，将其露置于空气中一段时间，NaOH固体先变潮，最后变为白色粉末。再将蒸发皿置于酒精灯火焰上加热，将水分蒸干、冷却。4.将冷却后的蒸发皿，盖上表面皿，再放到托盘天平上称量，称得其质量为m2=27.0 g。分析结论：由上述称量数据可知，变质前后，其质量发生改变，增加了2.7 g。由2NaOHCO2=Na2CO3H2O中NaOH与Na2CO3的质量比可知：每80份NaOH完全变质为Na2CO3，质量增加：106-80=26份。因此，测定结果真实。变质前后，物质的质量发生改变。 第四兴趣小组点评:在此问题的探究中，试剂的选择很重要，如果选择不当很可能会得出一个相反的结论，当出现这种情况后，教师应当引导学生从所加试剂发生反应的结果去分析，从而引导学生找出恰当的试剂。问题四：如果变质，那是全部变质还是部分变质呢？猜想与假设：由于只是放置了一段时间，有可能是部分变质（因为空气中CO2的体积分数只有0.03%，含量毕竟很少）。设计实验：因为只是部分变质，即部分NaOH固体变为Na2CO3，因而瓶中的固体为NaOH和Na2CO3的混合物，只要通过实验证明其中含有NaOH即可。完成实验：操作 现象1.取一定量的变质的NaOH固体于试 得到无色溶液管中加水使其全部溶解。2.向上述溶液中滴加CaCl2和Ba(NO3)2 有白色沉淀生成溶液，至不再产生沉淀为止。3.将2中的溶液净置后，取上层清液于另 无色酚酞变红一支试管中，滴加几滴无色酚酞。分析：1.NaOH和Na2CO3均溶于水，故显无色溶液；2.Na2CO3 CaCl2=CaCO32NaCl，将Na2CO3除去，此步骤中不可加Ca(OH)2，否则影响后续测定。3.无色的酚酞变红，说明其中含有NaOH，因为NaCl不能使酚酞变色。