《碳酸鈉和碳酸氫鈉》課堂教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計

【教學(xué)目標】

1.知識目標

（1）掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)及其性質(zhì)之間的差異及二者的相互轉(zhuǎn)化；

（2）了解碳酸鈉和碳酸氫鈉的鑒別方法；（3）了解鈉的化合物的主要用途。

2.能力目標

（1）培養(yǎng)學(xué)生的動手能力；（2）提高實驗設(shè)計能力；

（3）訓(xùn)練學(xué)生用對比的方法認識事物和全面的分析事物的邏輯思維能力。

3.德育目標

（1）刺激學(xué)生的求知欲望和學(xué)習期望；（2）培養(yǎng)學(xué)生認真細致和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度。

【教學(xué)重點】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質(zhì)、鑒別方法及相互轉(zhuǎn)化。

【教學(xué)難點】碳酸鈉、碳酸氫鈉分別和鹽酸反應(yīng)的本質(zhì)區(qū)別。

【教學(xué)方法】對比、探究、實驗、練習學(xué)習法

【教學(xué)用具】試管、酒精燈、鐵架臺、導(dǎo)管等儀器；碳酸鈉、碳酸氫鈉固體、稀鹽酸、氣球、氯化鋇溶液、澄清石灰水等藥品；火柴等用品；多媒體教學(xué)設(shè)備。

【教學(xué)過程】

［展示］饅頭圖片及發(fā)酵粉。

［導(dǎo)入］俗話說，饅頭好不好吃要看面發(fā)不發(fā)得起來，所以蒸饅頭要用發(fā)酵粉。那么發(fā)酵粉的主要成分是什么？那就是碳酸氫鈉。

［學(xué)生活動］觀察所展示的碳酸鈉和碳酸氫鈉的顏色、狀態(tài)，了解二者的俗名，完成學(xué)案表格相關(guān)內(nèi)容的填寫。

［師］我們知道鈉鹽都可溶于水，那么Na2CO3和NaHCO3的水溶性有何差別？

［探究實驗1］碳酸鈉和碳酸氫鈉溶解性對比實驗

步驟

Na2CO3

NaHCO3

①幾滴水

加水結(jié)塊變?yōu)榫w，放熱

加水部分溶解，感受不到熱量變化

②10ml水

振蕩時間長時可溶解

固體量減少

初步結(jié)論

加水先變成含結(jié)晶水的晶體，后溶解

加水部分溶解

［板書］一、碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)

Na2CO3（俗名：純堿或蘇打）：白色粉末、易溶于水。

NaHCO3（俗名：小蘇打）：細小的白色晶體、較易溶于水（溶解度比Na2CO3小）。

［過渡］同學(xué)們，你們愿意當個小科學(xué)家嗎？科學(xué)研究未知物質(zhì)的方法之一是根據(jù)已知類似物質(zhì)的性質(zhì)，大膽提出推論，然后用實驗驗證，最后得出結(jié)論。

［師］我們在初中已經(jīng)學(xué)習過CaCO3的相關(guān)知識了，那么作為鹽，它具有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？

［生］受熱分解，與鹽酸反應(yīng)，與CO2水溶液反應(yīng)。

［師］你已經(jīng)知道了碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)，碳酸鈉和碳酸氫鈉是否具有類似的化學(xué)性質(zhì)？

從物質(zhì)的分類角度來看，鹽可能具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)？

推斷：碳酸鈉和碳酸氫鈉可能有什么樣的化學(xué)性質(zhì)？

［生］受熱分解，與酸反應(yīng)，與堿反應(yīng)，與鹽反應(yīng)。

［師］請同學(xué)們自己動手，用實驗來驗證你的推斷是否正確。

［探究實驗2］碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性。

［學(xué)生活動］分兩大組，各派一位代表做演示實驗，試驗結(jié)束后組內(nèi)討論碳酸鈉（或碳酸氫鈉）的熱穩(wěn)定性。

第一組：（已檢驗過裝置，裝置氣密性良好）把Na2CO3放在試管里，約占試管容積的1/6，往另一支試管里倒入澄清的石灰水，然后加熱，觀察現(xiàn)象。

第二組：（已檢驗過裝置，裝置氣密性良好）把NaHCO3放在試管里，約占試管容積的1/6，往另一支試管里倒入澄清的石灰水，然后加熱，觀察現(xiàn)象。

注意事項：（1）試管口略微向下傾斜；（2）試管夾位于距離試管口1/3處；（3）加熱時先預(yù)熱，再集中加熱；（4）停止加熱時先撤導(dǎo)管后撤酒精燈。

總結(jié)現(xiàn)象：Na2CO3受熱沒有變化；NaHCO3受熱時，試管口內(nèi)壁有細小無色液滴，澄清石灰水變渾濁。

［板書］二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)

1．熱穩(wěn)定性：Na2CO3穩(wěn)定，受熱難分解。

NaHCO3不穩(wěn)定，受熱易分解：2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

［講解］結(jié)論：熱穩(wěn)定性Na2CO3＞NaHCO3。

［探究實驗3］ 碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)。

氣球?qū)嶒灒篘a2CO3與NaHCO3分別與稀鹽酸的反應(yīng)。

（強調(diào)碳酸鈉和碳酸氫鈉等質(zhì)量且鹽酸同濃度同體積）

［生］歸納實驗現(xiàn)象：NaHCO3與鹽酸反應(yīng)的氣球比Na2CO3與鹽酸反應(yīng)的大，前者反應(yīng)更快，更劇烈。

［板書］2.與酸反應(yīng)（以鹽酸為例）

Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2OCO2-3 + 2H+＝CO2↑+H2O

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2OHCO-3 + H+ ＝CO2↑+H2O

［引導(dǎo)學(xué)生分析］ 分析實驗現(xiàn)象不同的原因：

（1）碳酸氫鈉反應(yīng)比碳酸鈉反應(yīng)快是因為前者發(fā)生離子反應(yīng)：HCO-3+H+=CO2↑+H2O（一步到位），而后者發(fā)生離子反應(yīng)：CO2-3+H+=HCO-3；HCO-3+H+=CO2↑+H2O（分兩步走）。

（2）碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)的氣球體積比碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)的大是因為：

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl+CO2↑+H2O

1067344

106g 73g 44g

NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑+H2O

84 36.544

106g36.5g>44g

從中還能看出產(chǎn)生等量CO2所需HCl的量: Na2CO3所需的HCl的量為NaHCO3的兩倍。

［探究實驗4］ 碳酸鈉和碳酸氫鈉與堿的反應(yīng)。

第一組：Na2CO3與Ca(OH)2的反應(yīng)

第二組：NaHCO3與Ca(OH)2的反應(yīng)

［板書］3.與堿反應(yīng)

Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH；

Ca2+ + CO2-3= CaCO3↓

NaHCO3 + Ca(OH)2(足量) = CaCO3↓+ H2O + NaOH；

HCO-3 + Ca2++ OH-= CaCO3↓+ H2O

［探究實驗5］ 碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽的反應(yīng)

第一組：Na2CO3和NaHCO3分別與CaCl2反應(yīng)的實驗對比。

第二組：Na2CO3和NaHCO3分別與BaCl2反應(yīng)的實驗對比。

［板書］4.與鹽反應(yīng)

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl NaHCO3與CaCl2不反應(yīng)

Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl NaHCO3與BaCl2不反應(yīng)

［設(shè)問］ 上述有關(guān)性質(zhì)，反應(yīng)的本質(zhì)是什么？請同學(xué)們聯(lián)系離子反應(yīng)發(fā)生的條件進行歸納總結(jié)。

［活動探究］展示石筍、鐘乳石的圖片；觀看視頻：溶洞的形成過程。

［副板書］CaCO3+CO2+H2O = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 △ H2O + CO2↑+ CaCO3↓

［師］可見碳酸鹽和碳酸氫鹽在一定條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的，那么碳酸鈉和碳酸氫鈉二者能否相互轉(zhuǎn)化呢？請寫出Na2CO3 和NaHCO3相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式。

［生］Na2CO3+CO2 +H2O =2NaHCO3

固體：2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O 溶液：NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O

有關(guān)離子方程式：CO2-3+ CO2+H2O = 2HCO-3；HCO-3+OH-=CO2-3+ H2O

［結(jié)論與板書］5.相互轉(zhuǎn)化

Na2CO3+CO2+H2O△(固)或NaOH(液) NaHCO3

思考1：如何用多種方法鑒別一種白色粉末是碳酸鈉還是碳酸氫鈉？

［生］(1)加熱；(2)取樣加水溶解后加BaCl2溶液；(3)取等質(zhì)量的固體與鹽酸反應(yīng)，對比反應(yīng)劇烈程度。

小結(jié)：碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)。

思考2：兩瓶無色溶液分別是碳酸鈉和鹽酸，不用其他任何試劑如何鑒別？

［學(xué)生活動］討論，分析：當把碳酸鈉溶液逐滴滴入鹽酸時，CO2-3會和相當多的H+發(fā)生如下反應(yīng)CO2-3＋2H+=H2O＋CO2↑，從而很快就有氣體生成；而把鹽酸溶液逐滴加入到碳酸鈉溶液中，此時H＋濃度低，CO2-3濃度高，首先發(fā)生的反應(yīng)是CO2-3+H+=HCO-3，因此開始時沒有氣體生成，只有CO2-3全部轉(zhuǎn)化為HCO-3后，才會因為發(fā)生反應(yīng)HCO-3 +H+=H2O＋CO2↑而產(chǎn)生氣體。因此，盡管反應(yīng)物相同，但由于其加入方式的不同將會產(chǎn)生不同的現(xiàn)象。故可用“互滴”法鑒別。

思考3：往渾濁的CaCO3懸濁液中，不斷通入CO2氣體，最終得到澄清的溶液，而往Na2CO3飽和溶液中通入CO2氣體，澄清的溶液卻變渾濁。為什么？

［學(xué)生活動］討論、思考、分析：

在碳酸鈉溶液中通入CO2氣體會發(fā)生如下反應(yīng)：Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3。

在相同條件下，碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉的溶解度，而且反應(yīng)中還要消耗一部分水，所以生成的溶解度較低的NaHCO3 就會從溶液中析出，因此發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象應(yīng)是有晶體析出，也可以說生成沉淀。

［拓展］給出一定背景材料：了解侯氏制堿法。

［板書］三、用途

［本節(jié)小結(jié)］本節(jié)課我們介紹了碳酸鈉和碳酸氫鈉這兩種鈉的重要化合物的性質(zhì)和用途，學(xué)習時應(yīng)把重點放在碳酸鈉和碳酸氫鈉性質(zhì)的理解和掌握上。

［布置作業(yè)］ 設(shè)計一份“Na2CO3和NaHCO3性質(zhì)差異”的實驗報告。

【教學(xué)反思】

1.情境鋪路，問題導(dǎo)向，實驗探究

建構(gòu)主義強調(diào)，學(xué)習者并不是空著腦袋進入學(xué)習情境中的。在日常生活和以往各種形式的學(xué)習中，他們已經(jīng)形成了有關(guān)的知識經(jīng)驗，他們對任何事情都有自己的看法。即使是有些問題他們從來沒有接觸過，沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗可以借鑒，但是當問題呈現(xiàn)在他們面前時，他們還是會基于以往的經(jīng)驗，依靠他們的認知能力，形成對問題的解釋，提出他們的假設(shè)。所以本節(jié)課的設(shè)計更多地強調(diào)通過情境問題啟發(fā)學(xué)生積極的思維活動，以問題為主線來組織和調(diào)控課堂教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習的主動性，促進學(xué)生學(xué)習能力的提高。

（１）用興趣實驗設(shè)計創(chuàng)設(shè)情境，促進對概念和性質(zhì)的理解。

如設(shè)計碳酸鈉和碳酸氫鈉溶解性對比實驗，讓學(xué)生自己動手獲得碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質(zhì)。學(xué)生因為學(xué)過了碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)，所以自主設(shè)計實驗探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學(xué)性質(zhì)就有了一定的知識基礎(chǔ)。由于充分尊重學(xué)生的自主意識，所以學(xué)生的思維非常活躍，設(shè)計的實驗也很有開放性。如儀器的選擇，有用大試管的，有用錐形瓶的，還有用燒杯的……藥品的選擇，有的用稀鹽酸，有的用稀硫酸，有的用氫氧化鈣，有的用氫氧化鋇……所設(shè)計的方案盡管還有缺陷和不足，但集體的力量是無窮的，這種類似“頭腦風暴”的實驗設(shè)計，確確實實提高了學(xué)生的實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

（2）以實驗為依托，探究反應(yīng)機理。

學(xué)生的思維是多層次的、多元化的，他們對問題的思考也是多方面的。雖然有時答案不夠完善，但畢竟是學(xué)生自己思考獲得的，而思考的過程往往比簡單獲得答案更重要。如“思考1：如何鑒別一種白色粉末是碳酸鈉還是碳酸氫鈉？”學(xué)生的答案共有三種：①直接加熱，觀察有無氣泡產(chǎn)生；②取樣溶解后加BaCl2溶液，觀察有無沉淀產(chǎn)生；③取等質(zhì)量的固體分別與鹽酸反應(yīng)對比反應(yīng)劇烈程度和收集到的氣體體積大小。在調(diào)動學(xué)生思維、啟發(fā)思考的教學(xué)過程中，始終堅持不急于給思路、拋答案，而是給出相關(guān)信息啟發(fā)學(xué)生的思維。如“思考2：兩瓶無色溶液分別是碳酸鈉和鹽酸，不用其他任何試劑如何鑒別？”不把答案強加給學(xué)生，而是提供碳酸根與氫離子反應(yīng)的相關(guān)信息，引導(dǎo)學(xué)生進行分析。再如“思考3：往渾濁的CaCO3懸濁液中，不斷通入CO2氣體，最終得到澄清的溶液，而往Na2CO3飽和溶液中通入CO2氣體，澄清的溶液卻變渾濁。為什么？”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度差別進行分析，從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，使感性認識上升為理性認識，真正達到內(nèi)化知識的目的。

2.充分展現(xiàn)化學(xué)的魅力，樹立化學(xué)的學(xué)科思想

本節(jié)課的設(shè)計從開篇的“蒸饅頭和發(fā)酵粉”引入，到中篇的“石筍、鐘乳石的形成”，再到結(jié)尾時“侯氏制堿法的原理”，都充分展現(xiàn)了化學(xué)與生活息息相關(guān)，使學(xué)生感受到化學(xué)就在身邊。同時，本節(jié)課所涉及的知識點，基本上是通過學(xué)生自主設(shè)計實驗，并對實驗現(xiàn)象進行分析、判斷和推理，進而發(fā)現(xiàn)物質(zhì)變化的規(guī)律。在素質(zhì)教育的今天，教育教學(xué)工作不僅僅是知識的傳授，更是包括開拓創(chuàng)新、為人處世、求學(xué)上進等多方面能力的培養(yǎng)。化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，“用事實說話”是化學(xué)的特點，同時也與“教人求真，學(xué)做真人”的教育理念不謀而合。

(責任編輯 廖銀燕）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文