第二章 第一节 钠及其化合物-碳酸钠和碳酸氢钠（教学设计） 2025-2026学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第二章第一节钠及其化合物——碳酸钠和碳酸氢钠（教学设计）2025-2026学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）设计思路本节课以“钠及其化合物——碳酸钠和碳酸氢钠”为主题，结合人教版高中化学必修第一册第二章内容，旨在通过实验探究、理论讲解和实际应用相结合的方式，使学生掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质、制取方法和应用，提高学生的实验操作能力和化学素养。课程设计注重理论联系实际，引导学生主动探究，培养科学思维和创新能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生以下核心素养：1.科学探究素养，通过实验探究碳酸钠和碳酸氢钠的性质，提升学生的实验操作能力和观察能力；2.化学思维素养，引导学生运用化学原理分析碳酸钠和碳酸氢钠的化学行为，培养逻辑推理和批判性思维能力；3.实践应用素养，通过实际应用案例，使学生认识到化学知识在生活中的重要性，增强学生的社会责任感。重点难点及解决办法重点：

1.碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其在水溶液中的行为，包括酸碱反应、溶解度等。

2.碳酸钠和碳酸氢钠的制取方法和反应原理。

难点：

1.碳酸钠和碳酸氢钠性质的理解与区分，特别是在实际应用中如何正确应用。

2.碳酸钠和碳酸氢钠在复杂反应体系中的行为预测。

解决办法：

1.通过实验演示和对比分析，帮助学生直观理解两者的性质差异。

2.设计一系列逐步深入的问题，引导学生逐步掌握性质与反应原理。

3.结合实际应用案例，让学生在实践中体会化学知识的运用。

4.通过小组讨论和合作学习，培养学生的分析问题和解决问题的能力。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有人教版化学必修第一册第二章的相关教材。

2.辅助材料：准备碳酸钠和碳酸氢钠的图片、性质图表、反应机理视频等多媒体资源。

3.实验器材：准备试管、滴定管、pH试纸、碳酸钠和碳酸氢钠固体等实验材料。

4.教室布置：设置实验操作台，安排分组讨论区，确保教学环境整洁有序。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求，如让学生预习碳酸钠和碳酸氢钠的基本性质和分类。

设计预习问题：围绕“碳酸钠和碳酸氢钠的性质和应用”，设计问题如“碳酸钠和碳酸氢钠在水溶液中的行为有哪些差异？”

监控预习进度：通过平台反馈或课堂提问，了解学生的预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生阅读预习资料，理解碳酸钠和碳酸氢钠的基本性质。

思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录自己的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主学习，培养独立思考能力。

信息技术手段：利用在线平台，实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示碳酸钠和碳酸氢钠在日常生活中的应用案例，引出课题，激发学生兴趣。

讲解知识点：讲解碳酸钠和碳酸氢钠的制备方法、性质、在水溶液中的行为等。

组织课堂活动：进行“碳酸钠和碳酸氢钠的酸碱滴定实验”，让学生通过实验观察现象，加深理解。

学生活动：

听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：学生积极参与实验操作，观察现象，记录数据。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解理论知识。

实践活动法：通过实验活动，让学生在实践中掌握实验技能。

合作学习法：通过小组讨论，培养学生的合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置与碳酸钠和碳酸氢钠相关的计算题和实验报告，巩固学习效果。

提供拓展资源：推荐相关书籍、网站，如化学实验网站，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。

拓展学习：学生利用拓展资源，进行自主学习，加深对知识的理解。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：学生通过自主学习，提高学习效果。

反思总结法：学生通过反思总结，提高自我学习能力。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握情况

学生在学习钠及其化合物——碳酸钠和碳酸氢钠后，能够掌握以下知识点：

-碳酸钠和碳酸氢钠的化学式、分子结构及其在周期表中的位置。

-碳酸钠和碳酸氢钠的物理性质，如外观、溶解性、熔点等。

-碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质，如酸碱反应、氧化还原反应、沉淀反应等。

-碳酸钠和碳酸氢钠的制取方法，如热分解法、酸碱中和法等。

-碳酸钠和碳酸氢钠的用途，如工业、农业、日常生活中。

2.实验操作技能

学生在实验环节中，通过亲自操作和观察，提高了以下实验技能：

-实验基本操作，如称量、溶解、滴定等。

-实验仪器使用，如滴定管、试管、烧杯等。

-实验数据处理，如记录实验数据、计算、分析等。

-实验安全意识，如正确处理实验废弃物、预防实验事故等。

3.思维能力提升

学生在学习过程中，以下思维能力得到提升：

-分析和解决问题的能力，如通过实验现象分析化学反应过程。

-观察和实验能力，如观察实验现象、记录实验数据。

-创新思维能力，如设计实验方案、提出改进建议。

-沟通与协作能力，如小组讨论、实验报告撰写等。

4.学习兴趣激发

学生在学习钠及其化合物——碳酸钠和碳酸氢钠后，以下方面得到激发：

-对化学学科的兴趣，如了解化学在生活中的应用。

-对化学实验的兴趣，如亲自参与实验过程。

-对科学探究的兴趣，如通过实验探究化学反应原理。

-对团队合作学习的兴趣，如小组讨论、实验报告撰写等。

5.价值观和责任感培养

学生在学习过程中，以下价值观和责任感得到培养：

-对化学学科的责任感，如关注化学实验安全、保护环境。

-对实验操作规范的责任感，如正确使用实验仪器、记录实验数据。

-对团队合作的责任感，如积极参与小组讨论、共同完成实验任务。

-对社会发展的责任感，如关注化学在工业、农业、生活中的应用。典型例题讲解1.例题：计算0.1mol/L的碳酸钠溶液中，当pH=8.0时，碳酸根离子的浓度是多少？

解答：首先，根据碳酸钠的解离方程式：

\[\text{Na}_2\text{CO}_3\rightarrow2\text{Na}^++\text{CO}_3^{2-}\]

碳酸根离子在水中发生水解反应：

\[\text{CO}_3^{2-}+\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{HCO}_3^-+\text{OH}^-\]

在pH=8.0时，\[\text{pOH}=14-\text{pH}=6\]，因此\[\text{OH}^-\]的浓度为\[10^{-6}\text{mol/L}\]。

根据碳酸根离子的水解常数\[K_b\]（假设为\[4.8\times10^{-11}\]），可以计算\[\text{CO}_3^{2-}\]的浓度：

\[K_b=\frac{[\text{HCO}_3^-][\text{OH}^-]}{[\text{CO}_3^{2-}]}\]

由于\[\text{OH}^-\]的浓度远大于\[\text{HCO}_3^-\]的浓度，可以近似认为\[[\text{OH}^-]\approx[\text{HCO}_3^-]\]，则：

\[[\text{CO}_3^{2-}]=\frac{K_b}{[\text{OH}^-]}=\frac{4.8\times10^{-11}}{10^{-6}}=4.8\times10^{-5}\text{mol/L}\]

2.例题：将10.0g的碳酸氢钠加入100mL的0.1mol/L的盐酸中，计算反应后溶液的pH值。

解答：首先，计算碳酸氢钠的物质的量：

\[n(\text{NaHCO}_3)=\frac{m}{M}=\frac{10.0\text{g}}{84.01\text{g/mol}}=0.118\text{mol}\]

盐酸的物质的量：

\[n(\text{HCl})=C\timesV=0.1\text{mol/L}\times0.1\text{L}=0.01\text{mol}\]

反应方程式：

\[\text{NaHCO}_3+\text{HCl}\rightarrow\text{NaCl}+\text{CO}_2+\text{H}_2\text{O}\]

由于盐酸的物质的量小于碳酸氢钠，盐酸完全反应，剩余的碳酸氢钠为：

\[n(\text{NaHCO}_3)_{\text{剩余}}=0.118\text{mol}-0.01\text{mol}=0.108\text{mol}\]

剩余的碳酸氢钠在100mL溶液中的浓度为：

\[C(\text{NaHCO}_3)=\frac{n(\text{NaHCO}_3)_{\text{剩余}}}{V}=\frac{0.108\text{mol}}{0.1\text{L}}=1.08\text{mol/L}\]

碳酸氢钠在水中发生水解反应：

\[\text{HCO}_3^-+\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{H}_2\text{CO}_3+\text{OH}^-\]

假设水解度为\[x\]，则：

\[K_b=\frac{x^2}{1-x}\approxx^2\]

由于\[K_b\]较小，可以近似认为\[x\]远小于1，因此：

\[x=\sqrt{K_b}=\sqrt{4.8\times10^{-11}}=6.93\times10^{-6}\text{mol/L}\]

\[\text{pOH}=-\log[\text{OH}^-]=-\log(6.93\times10^{-6})=5.15\]

\[\text{pH}=14-\text{pOH}=14-5.15=8.85\]

3.例题：将10.0g的碳酸钠加入100mL的0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，计算反应后溶液的pH值。

解答：首先，计算碳酸钠的物质的量：

\[n(\text{Na}_2\text{CO}_3)=\frac{m}{M}=\frac{10.0\text{g}}{105.99\text{g/mol}}=0.0941\text{mol}\]

氢氧化钠的物质的量：

\[n(\text{NaOH})=C\timesV=0.1\text{mol/L}\times0.1\text{L}=0.01\text{mol}\]

反应方程式：

\[\text{Na}_2\text{CO}_3+2\text{NaOH}\rightarrow2\text{Na}_2\text{CO}_3+\text{H}_2\text{O}\]

由于氢氧化钠的物质的量小于碳酸钠，氢氧化钠完全反应，剩余的碳酸钠为：

\[n(\text{Na}_2\text{CO}_3)_{\text{剩余}}=0.0941\text{mol}-0.01\text{mol}=0.0841\text{mol}\]

剩余的碳酸钠在100mL溶液中的浓度为：

\[C(\text{Na}_2\text{CO}_3)=\frac{n(\text{Na}_2\text{CO}_3)_{\text{剩余}}}{V}=\frac{0.0841\text{mol}}{0.1\text{L}}=0.841\text{mol/L}\]

碳酸钠在水中发生水解反应：

\[\text{CO}_3^{2-}+\text{H}_2\text{O}\rightleftharpoons\text{HCO}_3^-+\text{OH}^-\]

假设水解度为\[x\]，则：

\[K_b=\frac{x^2}{1-x}\approxx^2\]

由于\[K_b\]较小，可以近似认为\[x\]远小于1，因此：

\[x=\sqrt{K_b}=\sqrt{4.8\times10^{-11}}=6.93\times10^{-6}\text{mol/L}\]

\[\text{pOH}=-\log[\text{OH}^-]=-\log(6.93\times10^{-6})=5.15\]

\[\text{pH}=14-\text{pOH}=14-5.15=8.85\]

4.例题：计算25.0mL0.2mol/L的碳酸钠溶液与25.0mL0.2mol/L的盐酸反应后，溶液中剩余的碳酸钠浓度。

解答：首先，计算碳酸钠和盐酸的物质的量：

\[n(\text{Na}_2\text{CO}_3)=C\timesV=0.2\text{mol/L}\times0.025\text{L}=0.005\text{mol}\]

\[n(\text{HCl})=C\timesV=0.2\text{mol/L}\times0.025\text{L}=0.005\text{mol}\]

反应方程式：

\[\text{Na}_2\text{CO}_3+2\text{HCl}\rightarrow2\text{NaCl}+\text{CO}_2+\text{H}_2\text{O}\]

由于盐酸的物质的量小于碳酸钠，盐酸完全反应，剩余的碳酸钠为：

\[n(\text{Na}_2\text{CO}_3)_{\text{剩余}}=0.005\text{mol}-0.005\text{mol}=0\text{mol}\]

因此，溶液中剩余的碳酸钠浓度为0。

5.例题：将10.0g的碳酸氢钠加入100mL的0.1mol/L的氢氧化钠溶液中，计算反应后溶液中氢氧化钠的浓度。

解答：首先，计算碳酸氢钠的物质的量：

\[n(\text{NaHCO}_3)=\frac{m}{M}=\frac{10.0\text{g}}{84.01\text{g/mol}}=0.118\text{mol}\]

氢氧化钠的物质的量：

\[n(\text{NaOH})=C\timesV=0.1\text{mol/L}\times0.1\text{L}=0.01\text{mol}\]

反应方程式：

\[\text{NaHCO}_3+\text{NaOH}\rightarrow\text{Na}_2\text{CO}_3+\text{H}_2\text{O}\]

由于氢氧化钠的物质的量小于碳酸氢钠，氢氧化钠完全反应，剩余的碳酸氢钠为：

\[n(\text{NaH