二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的再探究

教学目标 通过实验设计及实验分析，巩固碱的化学性质，培养学生的创新能力。 学习科学的探究方法，初步形成学科综合思想和科学的探究能力。 通过学生亲身参与科学探究活动，激发学习化学的兴趣，培养学生尊重事实的科学态度。 重点和难点 重点：设计实验，用实验现象证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。 难点：科学探究思想与方法的初步形成。 实验准备 大理石 稀盐酸 Ca(OH)2溶液 NaOH溶液 紫色石蕊试液 酚酞试液 试管 滴管 矿泉水瓶 集气瓶 锥形瓶 各类导管 烧杯 单孔橡皮管 U型管 铁架台 气球 鸡蛋 红墨水 教学设计 复习 碱的通性；写出常见的碱Ca(OH)2 、NaOH与CO2反应的化学方程式。 板书（一位同学回答碱的通性；一位同学上台书写化学方程式） 2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O 演示 将CO2分别通入Ca(OH)2、NaOH溶液中。 教师提问 利用反应现象的不同，可以解决哪类问题？ 学生回答 鉴别Ca(OH)2与NaOH。 引言 CO2与Ca(OH)2反应有沉淀生成，而与NaOH反应无现象，那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应？对于这种无现象的反应能不能设计出一些实验，使反应产生一些现象，从而直观地证明两者发生了反应？本节课探究的课题就是：如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应。 板书 如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应？ 提示 我们做过很多的实验，看过很多的实验现象，如：颜色变化，气泡冒出，水位上升等，学习过很多物质的性质。根据反应物、生成物的不同性质，反应物、生成物的状态变化来设计实验方案。 学生讨论 学生根据教师提示，以小组为单位，讨论设计实验方案，画出实验装置图。 教师活动 进行巡视，参与讨论，选择有代表性的设计方案向全班展示。 板书 部分同学将设计的实验装置图画在黑板上。 展示讨论 学生讲解自己的设计方案，其他同学提出问题，分析讨论。□教学设计 方案一 生1：由于CO2与NaOH反应生成Na2CO3，我设计的方案是：将CO2与NaOH反应，在反应后的溶液里滴加HCl，如果有气泡产生，证明CO2与NaOH发生了反应。 师：大家同意他的说法吗？ 生：同意。 师：我有一个问题：CO2也能与H2O反应生成H2CO3，同样含有CO32-，你怎么知道到底是Na2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2，还是H2CO3中的CO32-与酸反应放出的CO2？怎么消除H2CO3的影响？ 生1：先将反应后的溶液加热，使H2CO3分解，再滴加HCl。 师：经过改进，这个实验方案变得完整，设计的方案能否成功？我们用实验说明。 （老师根据学生的设计进行实验，方案一获得成功） 师：实验证明，有气泡产生，证明CO2与NaOH确实发生了反应，这位同学的设计获得了成功，我们向他表示祝贺！ 方案二 生2：由于NaOH是碱性的，生成的是盐，应该是中性的，我设计的方案是在NaOH中滴几滴酚酞，这时酚酞显红色，再通入CO2，如果CO2能与NaOH反应，酚酞会褪色。 师：这位同学采用指示剂的方法，大家有异议吗？ 生3：我认为不行，因为Na2CO3显碱性，同样会使酚酞显红色。 师：两位同学产生了分歧，到底谁对？我们也用实验来检验。 （老师演示方案二，酚酞没有褪色，方案失败） 师：虽然这位同学的设计没有获得成功，但他考虑到了用指示剂， 这也是思考的一个途径，的确有一些反应可以用指示剂来检验， 如：酸碱的中和反应。 方案三 生4：CO2与NaOH的反应，是气体被吸收进溶液的反应，气体减少了，会使气压减小，因此我设计的方案是：在集气瓶中收集满CO2，迅速地倒入NaOH，用一个带有U型管的橡皮塞塞紧，如果U型管中的液面发生变化，证明CO2与NaOH发生了反应。 师：他的分析有没有道理？大家认同吗？ 生：认同（学生相互讨论）。 师：这位同学的物理学得很好，他从反应物和生成物的状态变化入手，注意到反应引起气压的变化，将化学和物理结合起来，想法很好，能不能达到预想的效果？实验是最好的证明。 （老师演示方案三，实验成功） 师：现象很明显，这位同学同样获得了成功，而且创意新颖。 方案四 生5：我想到了我们曾经做过的一道题，用气球来做实验。在一个瓶子里收集一瓶CO2，迅速倒入NaOH，然后用一个带有导管的塞子塞紧，导管的一端套上一个气球，我预计能看到气球鼓起。 师：这位同学很有心，联想到我们曾做过的题，如果能成功，是一个很有趣的设计。 （老师演示方案四，成功） 生：（发出赞叹声，露出惊喜的表情） 方案五 生6：我设计的方案是：在一个烧杯里放入NaOH溶液，用一个集气瓶收集满一试管CO2，倒扣在烧杯里，如果CO2能与NaOH反应，集气瓶里的气体减少，水会上升到试管里。 师：这位同学应用的原理与前两位同学一样，反应的现象和我们曾经做过的哪个实验相似？ 生：测定空气中氧气的含量（大部分同学齐声回答）。 （老师演示方案五，成功） 师：同学们设计出了一些实验，成功地证明了CO2与NaOH能反应，在同学们的设计中都用到了两种以上的化学仪器，能不能将实验装置简化，应用生活中的常见用品来完成实验？ 方案六 生7：（迅速反应）用矿泉水瓶！在矿泉水瓶中收集满CO2，迅速倒入NaOH，盖上瓶盖，矿泉水瓶会变瘪。 （老师演示方案六，现象明显） 师：我们应用生活用品做化学实验，设计出装置简单、现象明显的实验方案。同学们设计出了许多方案，我也思考了这个问题，也设计了一个实验方案，请同学们帮我检验一下，看看我的方案是否可行。 方案七 师：我设计的方案是在一个干燥的烧瓶里收集满CO2，迅速地倒入NaOH，用一个带有导管的橡皮塞塞紧，导管的中间用止水夹夹住，导管的下端伸入水中，打开止水夹，会有水上升到烧瓶里，形成美丽的景象。 （老师演示方案七，形成喷泉） 生：（一片惊叹声） 师：这个实验能否证明CO2与NaOH发生了反应？ 生：能（齐声回答）。 教师：同学们的设计都成功地证明了CO2能与NaOH反应，设计都具有异曲同工之妙，那么同学们主要是从哪些方面考虑的？ 生8：从两个方面：一个是从检验产物，一个是从反应物状态的变化引起气压的变化考虑的。 师：好，总结得很好。通过这堂课的学习，你有哪些收获和感受？你获得了哪些启示？ 生9：通过这堂课的学习，让我感觉到化学和生活联系很紧密，生活中的用品也能用于化学实验。 生10：我感觉到化学不是一门单独存在的学科，化学和物理是相互联系的，解决化学问题可以应用物理知识。 师：两位同学谈了他们的感受，我相信每一位同学都有自己的所得所获。书中还有很多的实验都是没有明显现象的，我们在平时的学习中可以继续进行探究。 点评: 二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应由于实验现象不明显，使学生在学习这一反应时没有感性认识，掌握较难。本节课把学生在课堂学习中遇到的问题作为课题，引导学生从检验生成物和生成物状态变化引起气压变化两方面思考，设计实验进行探究，验证二氧化碳确实与氢氧化钠溶液发生了反应。该课以点带面，用一个探究问题带动了许多知识的综合巩固应用，涉及的知识面较广，包括酸的性质、二氧化碳的性质、质量守恒定律及相关的物理知识等，进行了学科综合训练。课堂上学生积极性高，思维活跃，设计出了许多精彩的实验方案。通过这一探究活动，既培养了学生知识应用能力，发展了学生的创新能力，又使学生明确了探究的一般过程和方法，培养了学生尊重事实的科学态度。
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