《碳酸鈉的性質復習》課例

陳耀斌

《碳酸鈉的性質與應用》是蘇教版必修《化學1》專題2的第二單元教學內容，是在學習Na、Na₂O、Na₂O₂、NaOH后的一個知識延伸，是學生第一次完整的學習一種鹽，也為后面的離子反應的學習做好鋪墊。通過新課的學習，學生對于碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質和鑒別有了初步的認識，但對于碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸反應的微觀本質認識不清，對于CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃的轉化模型還比較陌生。

1.學生對于碳酸鈉性質的掌握水平分析

筆者對溫州市某重點中學高一學生進行調研，46位調研對象，已經學習過碳酸鈉的性質的相關內容，他們的化學學科水平在學校中處于中游。通過進一步訪談，筆者發(fā)現(xiàn)學生對于碳酸鈉性質的的認識存在以下問題：

（1）學生對于HCO₃^-與CO₃^2-結合H⁺的能力判斷有誤，究其原因很多學生是根據(jù)碳酸氫鈉與鹽酸反應的速度比碳酸鈉與鹽酸的反應速度快推導而來的，還有不少學生對于碳酸鈉和鹽酸定量的反應分析不清，從而可以得知這些學生對于碳酸鈉與鹽酸反應的本質還理解不足。

（2）不少學生寫出了HCO₃^-與OH^-反應生成CO₂和H₂O，出現(xiàn)這樣的錯誤是由于他們前面學習接觸到的都是碳酸鹽、碳酸氫鹽與鹽酸的反應，生成CO₂和H₂O，只知道與酸的反應，對于與堿就比較陌生。本質上是他們還未建立對于CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃的轉化模型。

2.基于學生認知困難（疑難點）的教學策略

2.1教學目標

宏觀辨識與微觀探析：回顧Na₂CO₃和NaHCO₃的化學性質;學會利用已學知識解釋實驗現(xiàn)象

變化觀念與平衡思想：運用結合H⁺能力強弱的順序分析反應過程。

證據(jù)推理與模型認知：能依據(jù)已有理論知識和實驗推出合理的結論，構建CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃轉化關系模型，運用模型解決化學問題。

科學探究與創(chuàng)新意識：學會用所學知識探究解釋實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。

科學精神與社會責任：學會歸納求真的科學精神。

2.2教學重難點

通過小組討論和實驗探究突破OH^-、CO₃^2-、HCO₃^-三者結合H⁺的能力大小，并構建CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃轉化關系模型，然后運用模型解決化學問題，

2.3教學過程

2.3.1搶“親”大比拼

引入：投影前測學案的答題情況，展示前測問題：OH^-、CO₃^2-、HCO₃^-三者結合H⁺的能力大小，請排序。該問題有20位同學出現(xiàn)錯誤，大部分錯誤的同學認為HCO₃^-結合H⁺的能力比CO₃^2-強，請一位錯誤的學生起來說下他的分析思路，他的依據(jù)是碳酸氫鈉與鹽酸反應的速度比碳酸鈉與鹽酸的反應速度快。

教師提問：碳酸氫鈉與鹽酸反應的速度比碳酸鈉與鹽酸的反應速度快的原因是什么？是結合H⁺的能力大小嗎？

請學生發(fā)言：原因是碳酸鈉與鹽酸需要經歷兩步反應生成CO₂，碳酸氫鈉與鹽酸一步就生成CO₂，少了一步反應，自然反應速度就快了。

教師提問：請寫出碳酸鈉和鹽酸兩步反應的離子方程式，你能否從中得出CO₃^2-、HCO₃^-二者結合H⁺能力的強弱關系？

學生小組討論，然后派代表上來書寫離子方程式，說明結論：

可以得出CO₃^2-結合H⁺能力比HCO₃^-強，原因是向碳酸鈉中加入少量鹽酸后，溶液中存在碳酸鈉和碳酸氫鈉，繼續(xù)加鹽酸，卻沒有氣體出現(xiàn)，一直要加到碳酸鈉全部轉化為碳酸氫鈉，然后才會有氣體出現(xiàn)。

設計意圖：本環(huán)節(jié)的設計從學生的前測學案結果出發(fā)，挖掘學生的錯誤原因，并對碳酸鈉和鹽酸的反應過程進行再認識，從宏觀微觀結合的方面突破這個難點，體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。

2.3.2實驗再認識

過渡：前面我們從宏觀微觀的角度分析了CO₃^2-、HCO₃^-二者結合H⁺能力，接下來我們通過實驗來更直觀的體驗下它們結合H⁺能力的強弱。

學生完成實驗，并仔細觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象

教師：實驗現(xiàn)象都符合你的預期嗎？

學生：有些符合，有些不符合。

教師：符合預期的說明我們前面的理論分析是正確的。不符合是出現(xiàn)了哪些異?，F(xiàn)象呢？

學生：向碳酸鈉溶液中滴加鹽酸的實驗時，發(fā)現(xiàn)一開始就出現(xiàn)了少量氣泡，氣泡在上升的過程中逐漸變小乃至消失。

教師：出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，那么你們能試著去解釋一下嗎？請以小組為單位討論，然后派代表發(fā)言

學生：氣體是CO₂，可能是滴入鹽酸時，局部鹽酸濃度高，直接和碳酸鈉反應生成CO₂，產生少量氣泡然后CO₂在上升過程中與溶液中的碳酸鈉反應生成碳酸氫鈉，氣泡逐漸消失。

教師：請寫出這里發(fā)生的離子反應式？

學生：

教師：這個異?，F(xiàn)象能說明我們的理論是錯誤的嗎？

學生：我們的理論依然是正確的，只不是是由于局部鹽酸濃度過高，導致碳酸鈉和鹽酸直接產生了CO₂氣體，而且碳酸可以看成HCO₃^-結合了H⁺，CO₃^2-能和H₂CO₃反應生成HCO₃^-，就相當于把HCO₃^-結合的H⁺奪走，正說明了CO₃^2-結合H⁺的能力大于HCO₃^-。

設計意圖：根據(jù)反應實驗事實來直觀驗證前面的理論分析，并對實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象學會用理論來分析解釋，讓學生體驗以實驗為證據(jù)推理驗證理論的過程，體現(xiàn)了證據(jù)推理的核心素養(yǎng)。

2.3.3建模進行時

教師提問：根據(jù)前面的離子方程式和實驗，你能否從中得出CO₃^2-分步變?yōu)镠₂CO₃的轉化圖？

學生：

教師提問：CO₃^2-與H⁺結合可以轉化為H₂CO₃，那么如何H₂CO₃轉化為CO₃^2-呢？請寫出轉化圖

學生：加入OH^-

教師提問：CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃三者之間能互相反應嗎？假如可以，請把轉化關系圖補充完整

學生：

設計意圖：在前面學習理論分析和實驗驗證之后，讓學生根據(jù)CO₃^2-和H⁺反應以及H₂CO₃和OH^-反應的特點建構CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃三者之間的轉化模型，讓學生在建模的過程中使知識網絡化，體現(xiàn)了模型建構的核心素養(yǎng)。

3.教學反思

1.課堂一定要追求有效性，如何達成有效的目標呢？那就需要課前精心的調研，獲取學生的存在的問題，然后根據(jù)這些問題進行精準備課，在課堂上打通這些疑難點，在課堂中以及課后進行鞏固。本堂復習課，筆者先根據(jù)前測收集到的信息，提煉出學生的兩個疑難點（①CO₃^2-、HCO₃^-兩者結合H⁺的能力大?、贑O₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃三者之間的轉化關系），根據(jù)這兩個疑難點，以核心素養(yǎng)為指導，設計了通過理論分析和實驗驗證構建出CO₃^2-、HCO₃^-與H₂CO₃轉化模型突破疑難點，然后通過圖像題、離子反應方程式、計算題來運用轉化模型的教學思路，達到讓學生通過課堂突破疑難點，進而提高學科核心素養(yǎng)的目的。

在建立碳酸鈉和碳酸氫鈉、碳酸之間的轉化模型時，沒有讓學生自己充分思考建立轉化模型，導致模型后測中還有6位同學依然沒寫對HCO₃^-與OH^-反應的離子方程式。在今后的課堂中，我會更加關注學生的主體地位，引導學生形成知識而不是簡單的告知學生知識。由于前面花費時間過多導致，計算題的突破還不到位，后測顯示還有21位同學計算題出錯，究其原因，第一是有部分同學對于計算題中涉及到的反應歷程不太清楚，第二是計算技巧缺乏，沒想到用守恒法來簡化計算問題。這也是我接下來的課要重點突破的方面。