“對氫氧化鈉變質的定性和定量探究”的教學設計

摘要：以氫氧化鈉變質這—發生在身邊的真實問題創設情境，引導學生定性探究氫氧化鈉變質情況和定量探究氫氧化鈉變質程度，從而創設有效的課堂，使三維目標整體達成，提高復習課效率。

關鍵詞：氫氧化鈉；真實問題；有效課堂

文章編號：1005－6629(2012)8－0044－03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1 教學意圖和目標

為提高復習課效率，針對學生基礎較好的學情，設計“對氫氧化鈉變質問題的定性和定量探究”這一專題復習課，嘗試以發生在學生身邊的真實問題激發學生的好奇心，引導學生派生出“敞口氫氧化鈉是否變質?變質生成了什么物質?如何檢驗燒堿固體或溶液是否變質、部分變質還是全部變質?如果變質，變質到什么程度?”這一系列問題，通過這些真實問題的解決來達成本節課的教學目標。本節課的主要教學目標是：能熟練寫出氫氧化鈉與二氧化碳或鹽酸、碳酸鈉與鹽酸或硝酸鋇以及碳酸氫鈉與鹽酸反應的化學方程式，并會運用它們進行定量問題的分析和計算；學會分別檢驗CO^2-、OH^-的方法以及CO^2-和OH^-大量共存時把兩者檢驗出來的方法；通過定性探究氫氧化鈉變質情況，進一步體驗科學探究的基本過程，學習猜想和假設、實驗設計等方法；通過多樣化的探究方式，體會小組合作的意義和快樂，增進勤于思考、嚴謹求實和樂于實踐等科學品質。

2 教學過程和點評

2.1 定性探究氫氧化鈉變質情況

2.1.1 提出問題，作出猜想

【教師】展示實驗室中一瓶使用后未及時蓋好瓶塞的氫氧化鈉固體，問：同學們想到了什么?

【眾生】敞口氫氧化鈉是否變質?變質生成了什么物質?

【教師】那這瓶氫氧化鈉固體的成分可能有哪些情況?

【師生共析，得出結論】可能情況有：①沒有變質，只有NaOH；②部分變質，含有NaOH和NazC0₃；③完全變質，只有Na₂CO₃。

【教師】請同學們寫出發生反應的化學方程式。

【師生活動】學生在學案上練習，教師巡視，評價矯正。

點評：展示實驗室中一瓶使用后未及時蓋好瓶塞的氫氧化鈉固體，使學生對NaOH到底會和空氣中的什么成分反應進行發散性思維，從而搞清氫氧化鈉變質的原因，達到復習堿的性質的目的。

【過渡】如何檢驗燒堿固體或溶液是否變質、部分變質還是全部變質呢?

2.1.2 生生合作，設計方案

【教師】請同學們設計方案來判斷一下老師提供的這瓶氫氧化鈉固體屬于哪種情況?

【投影】(1)提供的試劑：酚酞試液；稀鹽酸；Ba(NO₂)₂溶液；澄清石灰水；敞口放置的氫氧化鈉配成的溶液。(2)提供的儀器和用品：鐵架臺；鐵圈；燒杯；玻璃棒；膠頭滴管；濾紙；漏斗；試管；滴瓶。

【教師】請同學們先想一想氫氧化鈉、碳酸鈉單獨存在時怎樣檢驗，再考慮它們混和在一起的情況。

【學生1】取樣于一支潔凈的試管中，先滴加適量澄清石灰水，如果沒有渾濁，則未變質；如果渾濁，則變質，繼續滴加酚酞試液，溶液變紅則為部分變質，未變紅則為完全變質。

【學生2】取樣于—支潔凈的試管中，加稀鹽酸，如果沒有氣泡，則未變質；如立刻就有氣泡，則完全變質；如過一段時間有氣泡，則部分變質。

【學生3】取樣于一支潔凈的試管中，加過量Ba(NO₃)₂溶液，如沒有白色沉淀，則未變質；如有白色沉淀，再滴加酚酞試液，若變紅則部分變質，若不變紅則完全變質。

【教師】演示對比實驗：分別取兩支潔凈的試管，在一支試管中取密封保存的碳酸鈉試樣配制成的溶液1-2 mL，在另一試管中取敞口保存的燒堿試樣配制成的溶液1-2 mL，再分別滴加適量澄清石灰水，直到不再產生沉淀，等待片刻，繼續滴加酚酞試液，溶液均變紅。

點評：對于學生1的“節外生枝”，并沒有輕易放棄，而是憑借教學機智及時捕捉，創造精彩生成。學生1在設計方案時想用適量澄清石灰水除去NaOH和Na2CO₃混合物中的Na₂CO₃后，再用酚酞試液是否變紅來確定原來有沒有NaOH。教師能根據這一意外情況及時補充做對比實驗，使學生從微觀上看進一步理解，加入澄清石灰水帶進了OH，不管有沒有剩余NaOH，酚酞試液都能變紅，所以不能達到目的。

通過生生、師生互評，達成如下共識：

方案1：忽略了澄清石灰水能與Na₂CO₃溶液反應生成NaOH溶液，也是顯堿性，從微觀上看，加入澄清石灰水帶進了OH，不管有沒有剩余NaOH，酚酞試液都能變紅，所以不能達到目的。

方案2：只能判斷氫氧化鈉固體有沒有變質，而不能判斷是部分變質還是全部變質。因為即使沒有NaOH，只有Na₂CO₃，逐滴滴加稀鹽酸時，一開始產生NaHCO₃時，也不會放出二氧化碳氣體。

方案3：通過加入過量Ba(NO₃)₂溶液，除去Na₂CO₃后再看有沒有NaOH存在，能達到目的。

點評：通過生生討論、互評等方式使學生在合作中進一步理解CO₃和OH檢驗方法，理解它們大量共存時要先檢驗CO₃一并完全除去后，再檢驗OH的原因，同時學會一些除雜的方法。

2.1.3 動手實驗，觀察記錄

學生根據實驗桌上的試劑、儀器和用品，小組合作進行實驗并觀察、記錄實驗步驟和實驗現象，填寫下表。

點評：實驗過程中，教師不斷巡視，矯正學生的操作錯誤，使學生傾倒、滴加溶液的基本實驗操作能力得到了進一步提高，學生學會了觀察、記錄和思考。學生在進行除雜以及判斷滴加溶液是否過量的實驗操作過程中體驗了實驗探究的樂趣。

2.1.4 得出結論，反思交流

【教師】請同學們匯報一下你剛才的實驗步驟、觀察到的現象以及得到的結論。

【學生4】取樣品溶液約1 mL于—支潔凈的試管中，滴加2-3 mL Ba(NO₃)₂溶液，觀察到白色沉淀，再滴加1～2滴酚酞試液，又觀察到溶液變成紅色。說明氫氧化鈉部分變質生成了碳酸鈉。

【學生5】取樣品溶液約1 mL于—支潔凈的試管中，滴加2-3 mL Ba(NO₃)₂溶液，觀察到白色沉淀，等待，在上層清液中繼續再滴加滴加Ba(NO₃)₂溶液，直到看不見有更多的白色沉淀時，再滴加1-2滴酚酞試液，又觀察到溶液變成紅色。說明氫氧化鈉部分變質生成了碳酸鈉。

【學生6】取樣品溶液約1 mL于—支潔凈的試管中，滴加2-3 mL Ba(NO₃)₂溶液，觀察到白色沉淀，過濾，在濾液中繼續再滴加Ba(NO₃)₂溶液，看不見有白色沉淀，此時，再滴加1-2滴酚酞試液，又觀察到溶液變成紅色。說明氫氧化鈉部分變質生成了碳酸鈉。

【教師】顯然，后兩位同學有判斷Ba(NO₃)₂溶液過量的操作，這樣，能確信碳酸鈉已被除盡，顯然更合理。

點評：教師和學生平等的交流、有效的互動，使學生的表達和反思能力得到了提高。

【過渡】剛才從定性的角度探究了氫氧化鈉有沒有變質、部分變質還是全部變質。下面我們再從定量的角度來探究氫氧化鈉變質程度如何。

2.2 定量探究氫氧化鈉變質程度

【教師】怎樣定量求出氫氧化鈉變質程度如何呢?

【學生7】先稱取—定量的樣品，配成溶液，然后向溶液中逐漸滴加某質量分數的稀鹽酸，可根據用去的鹽酸的量測定碳酸鈉的質量。從而確定樣品中NaOH的變質程度。

【學生8】也可根據生成二氧化碳的量來計算出碳酸鈉的質量。

【教師】怎樣測出二氧化碳的量呢?

【學生9】可以用測定二氧化碳體積的方法、也可以用氫氧化鈉的溶液吸收生成氣體看溶液增重或看反應前后溶液的總質量差。

【學生10】先稱取一定質量的樣品，配成溶液，然后向溶液中逐漸滴加含鈣離子或鋇離子的溶液，然后過濾得到沉淀，稱量得到的沉淀質量即為碳酸鈉或碳酸鋇的質量。從而進一步確定樣品中NaOH的變質程度。

【教師】及時評價和矯正學生的各種方法。

點評：教師引導學生通過相關化學反應方程式、質量守恒定律等思考得出測定碳酸鈉質量的方法，從而培養學生發散性思維能力。

【投影】某化學研究性學習小組的同學對一包因敞口放置已部分變質的氫氧化鈉產生了興趣，想通過實驗測定其中碳酸鈉的質量分數。甲組同學：稱取16.40 g樣品，放入足量的鹽酸直到反應停止，共收集到4.40 g二氧化碳。乙組同學：稱取16.40g樣品，加水配成溶液，向溶液中加入過量的澄清石灰水。過濾、洗滌、干燥，共得到白色沉淀10.00 g。根據兩組同學的實驗結果，請你幫助他們計算出樣品中碳酸鈉的質量分數＿＿＿＿。

【師生共析】兩位學生分別到黑板上做，其余同學在學案上做。教師評價矯正。得出樣品中碳酸鈉的質量分數是64.6％。

【教師】能否用上述實驗所得的數據進一步計算出樣品中氫氧化鈉的質量分數?

【學生11】可以。

【學生12】可以。是1-64.6％=35.4％。

【學生13】不妥。因為樣品中很可能還有其它雜質。

【教師】請同學們討論一下可以用什么方法計算出樣品中氫氧化鈉的質量分數?

(說明：教師留給學生一些思考的空間，學生較難說出所用方法。)

【投影】先用電子秤準確稱取16.40 g變質的NaOH樣品放人錐形瓶中，用電子秤稱得錐形瓶及樣品的總質量為51.40 g，再把175.00 g 7.3％稀鹽酸平均分成7份依次在充分搖動錐形瓶時，加入樣品中，每次充分反應后用電子秤稱得錐形瓶及所盛物質的質量，實驗數據記錄如下：

請根據上述實驗數據，計算樣品中氫氧化鈉的質量分數為＿＿＿＿。

【教師】175.00 g稀鹽酸平均分成7份，每次加入稀鹽酸質量為25 g，前四次增重都是25 g，而第五次、第六次的增重卻都只有22.8 go這說明了什么問題?

【學生14】增重未達25 g，說明有CO₂氣體放出，通過分析得知共產生了4.4 g CO₂氣體。

【學生15】稀鹽酸和氫氧化鈉發生反應，稀鹽酸和碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉時，并沒有氣體放出，此時溶液增重即為所加稀鹽酸質量。當溶液中氫氧化鈉全部反應完，并且碳酸鈉也全部反應生成碳酸氫鈉后，繼續滴加鹽酸才會產生二氧化碳氣體。

【學生16】根據碳酸鈉和鹽酸的化學反應方程式可計算出產生4.4 g C02需要的7.3％稀鹽酸的質量為100 g，即和氫氧化鈉反應的稀鹽酸質量實際為50 g。

【板書】HCl+ NaOH=NaCl+H20

36.5 40

50x7.3％ x

36.5：40=50gx7.3％：x

x=4 g

(4 g／16.40 g)×100％=24.4％

點評：根據氫氧化鈉、碳酸鈉混和在一起時遇到鹽酸發生的相關化學反應，再結合表格中所給數據，綜合分析得出結論，培養學生的邏輯思維能力和計算能力。

【課堂小結】教師引導學生從內容和方法上回憶今天學到了什么。

總點評：本課不僅讓學生小組合作設計實驗方案，進行實驗探究，親歷科學探究的過程，學生根據自己的不同體驗與感受、不同的發現與表述，一起交流反思，得出相應的正確結論。還通過設置一系列環環相扣的問題，對學生循循善誘，學生學習的積極性高，思維活躍，爭先恐后地發言，在師生互動、生生互動中使問題得以解決。這種多樣化的探究方式有效地拓寬了學生的思路，培養了學生尊重事實的科學態度，學生的自我探究和綜合應用知識的能力得到了進一步發展。總之，本節課是體現知識與技能、過程與方法和情感態度與價值觀三維目標整體達成的有效課堂。

參考文獻：

【1】教育部.義務教育化學課程標準【S】北京：北京師范大學出版社。2011

【2】田長明.勿以題小而不為【J】中學化學教學參考，2011，(9)：24－25