氢氧化钠变质探究

主题式复习----氢氧化钠溶液变质探究海沧区东孚中学陈忠明一、教学背景本案例涉及的教学内容为“变质类”实验探究专题复习。《义务教育初中化学课程标准》中指出“将科学探究作为课程改革的突破口”。实验探究是培养化学学科核心素养的重要途径。以福建省各市历年中考卷为例，实验探究题都占有较大分值，且对学生具有一定难度。通过酸碱盐的学习，学生对NaOH的化学性质有了深刻的认识，但是大部分学生还是不能够灵活的应用所学知识解决生活中遇到的化学问题，在解答一系列关于NaOH变质的探究题的时候，感觉到不知从哪里入手。因此本课题的主要内容是以氢氧化钠、氢氧化钙为知识核心的“变质类”实验专题复习。二、教学目标1.进一步认识氢氧化钠、氢氧化钙与二氧化碳反应的性质和涉及的物质碳酸钠等的性质与转化关系，熟练掌握反应的化学方程式。2.通过探究氢氧化钠的变质，自主发现和提出有探究价值的问题、作出假设、设计方案、学会合作、进行探究，增强“科学探究与创新意识”素养。3.通过探究氢氧化钠的变质，对物质的性质进行推理和归纳，逐步理解物质变质的一般原理，增强归纳总结的能力、解释现象的本质和规律的能力、提高“证据推理和模型认知”素养，通过动手、感悟，激发学习兴趣，增强“科学精神与社会责任”素养。三、教学策略（一）分层递进目标,设计学习活动以培养学科核心素养为主旨的教学，强调教与学双主体。本课课梳理此部分的实验探究内容,学习活动围绕“物质变质”来设计，学习活动具有一定的挑战性，各项活动的要求和复杂程度有一定的层次，呈现递进式安排，能激发高级思维活动，促进知识结构的更新，发展学科核心素养。（二）创设有意义、真实的问题情境，经历探究过程学科核心素养的形成需要学习者在学习中与学习情境持续互动，本课从“物质变质了吗?”开始，抽取有价值的问题，递进到“变质的程度怎样”，并进行了深入探究，最后由“如何定量测定变质程度?”结束。学生在解决问题的过程中关键能力和必备品格能得到有效培养。（三）突破教学难点，初步建构一种思维模型教学难点：如何验证物质变质了?如果变质了，怎么验证物质的变质程度?变质的程度如何定量测定?以及从现象到结论的抽象过程。本课围绕这些难点，牵拉出一条情境线和认知线，让学生深度参与探究的过程，收集证据、分析现象，形成对“变质问题”从定性到定量的理性认知，在学习活动中融合性地培养学生的物质变化观念、证据推理与模型认知素养、科学探究与创新意识等。（四）教、学、评一致性教学目标与评价任务的一致性，教学目标与教学活动的一致性，评价任务与教学活动的一致性。四、教学方法（一）问题驱动法采用问题驱动的方法，调动学生积极思考，而且通过设计层层深入的问题，既做到分层教学，又让更多学生一步一步思考并掌握知识。问题1：氢氧化钠在空气中变质的化学方程式？问题2：一瓶久置的氢氧化钠溶液是否变质了？请设计实验方案并进行实验。问题3：该瓶氢氧化钠溶液变质程度如何？请设计实验方案并进行实验。问题4：如何除去氢氧化钠溶液中混有的碳酸钠？问题5：设计实验方案并验证你的猜想。问题6：定量计算氢氧化钠变质的程度。（二）实验探究式法用一个探究问题，设计出许多实验方案，调动学生积极性，活跃思维。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，又使学生明确了科学探究的一般过程和方法，培养了学生尊重事实的科学态度。（三）主题式深度学习法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，包括酸碱盐的化学性质、二氧化碳的性质、质量守恒定律以及相关的物理知识等，进行了学科综合训练。通过具有学科特色的挑战性任务，促进学生化学学科核心素养的发展。以化学实验为主的多种探究活动，实现学生学习方式的改变，让学生完成挑战性任务，积极参与，产生情感共鸣；强调化学学科思想方法的理解与运用。五、教学过程环节教师活动学生活动设计说明创设情境激发学习欲望同学们，你们桌上有一瓶久置的氢氧化钠溶液，橡胶塞表面有许多的白色固体析出。白色固体是什么？此时，瓶内的氢氧化钠溶液变质了吗?问题1：氢氧化钠在空气中变质的化学方程式？（回答）可能是氢氧化钠；碳酸钠；瓶内的氢氧化钠溶液可能变质了。在导学案相应位置上书写化学方程式。真实的问题情境是激发学生探究欲望的最好方式。感受到化学的学习价值和实用性，这对培养学生的科学精神与社会责任素养是有益的。氢氧化钠变质了吗为每组学生提供以下药品：酚酞，稀盐酸，氯化钡溶液、氯化钙溶液，氢氧化钙溶液。问题2：一瓶久置的氢氧化钠溶液是否变质了？请设计实验方案并进行实验。（探究任务）设计实验方案，验证你们桌上这瓶久置的氧氧化钠溶液是否变质。并依据实验方案进行实验、实验过程中、请大家注意合作、交流、遇到问题、及时反映给老师或先与本组小组长讨论。及时指导、关注基础较为薄弱的学生设计方案、进行实验的过程。（提出问题）大家提出的方案是否都可行？结论正确吗?请同学们评价，给出自己的理由。（提出问题）实验现象如何？有何结论。方案一：取样，加适量稀盐酸，若有气泡产生，则氢氧化钠溶液变质；方案二：取样，加酚酞,若变红，则氢氧化钠溶液变质；方案三：取样，加氯化钡溶液，若有白色沉淀产生,则氢氧化钠溶液变质；方案四：取样，加氯化钙溶液，若有白色沉淀产生，则氢氧化钠溶液变质；方案五：取样，加氢氧化钙溶液，若有白色沉淀产生,则氢氧化钠溶液变质；[学生互评]通过讨论与评价，学生发现，碳酸钠和氢氧化钠都是碱性的，都能使酚酞试液变红，方案二不可用来检验。汇报氢氧化钠已变质。增加了学生的活动开放程度，让学生在老师不提示的情况下，自主地设计实验。实验方案，只要不涉及实验安全，尽量不过多干预和修改学生的方案，鼓励学生大胆猜想、创新设计、小心求证，让学生在探究中学会合作，对“异常”现象提出自己的见解，培养学生科学探究与创新意识素养。构建涉及物质的思维导图（引导学生小结）通过该实验体验到，变质通常是与空气中的二氧化碳、氧气等发生反应，我们可以由此猜测变质的产物，要验证是否变质，可通过反应产生明显现象来检验是否有该新物质的存在。但注意排除原物质的干扰，比如，碳酸钠和氢氧化钠都是碱性的，就不能用酚酞试液变红来检验碳酸钠的存在。这就涉及物质的性质和变化你是否已经掌握。请同学们写出碳酸钠、氢氧化钠的反应关系图。思考、书写反应关系的思维导图。同时，及时进行小结，让学生感知物质性质、变化与探究物质变质间的巧妙关系，通过学生独立完成反应关系系思维导图来培养学生的“化学变化观念”。小结检验氢氧化钠溶液变质的方法。板书：酸--是否有气泡产生碱（石灰水）---是否有沉淀生成盐（氯化钙溶液）---是否有沉淀产生氢氧化钠溶液变质的程度如何？问题3：该瓶氢氧化钠溶液变质程度如何？请设计实验方案并进行实验。[引导]我们可以从部分变质入手，若部分NaOH变为Na2CO3，则溶液是NaOH和Na2CO3的混合物，只要通过实验证明其中含有NaOH即可。开始往分步鉴别这个方向引导学生，进行实验探究。问题4：如何除去氢氧化钠溶液中混有的碳酸钠？[补充]要先完全除去CO32-，且不能影响OH-。所以这时，不能采用加酸的方式除去CO32-，因为会将OH-反应掉，从而影响OH-的检验。问题5：设计实验方案并验证你的猜想。（作出猜想）猜想一：氢氧化钠和碳酸钠；猜想二：只有碳酸钠关于如何验证猜想难度较大，此时学生很迷茫，以前所学题型均为一步鉴别，学生可能提出错误的方案，部分学生可能难以动笔。学生讨论，教师指导。例如：加过量的氯化钙或氯化钡。第二步，证明是否还有OH-存在。确定实验方案：取样，加过量的氯化钙或氯化钡溶液，产生白色沉淀，再取上层清液,加酚酞试液，若变红，说明氢氧化钠溶液部分变质，猜想一成立。让学生调动原有认知，对久置氢氧化钠溶液的组成等提出可能的假设，培养学生的证据意识。但是难点在于如何设计实验方案来证明氢氧化钠溶液是否为部分变质。这不能是漫无边际的胡思乱想，这些都要建立在学生目前所学所具备的知识的基础上，因此学生在设计实验方案上遇到困难，教师要注意在思维方法上做一些有意识的引导，给学生确定一个大的方向，避免盲目。最后通过分析推理、实验探究加以证实，建立做出假设、设计方案、实验现象、结论之间的逻辑联系，达到培养科学探究、证据推理素养的目的。定量计算氢氧化钠溶液变质的程度问题6：定量计算氢氧化钠变质的程度。[变质程度计算题]有一瓶久置的氢氧化钠溶液,称量其质量为20g。现往其中滴加足量氯化钙溶液，称量得沉淀质量为10g，再加酚酞试液，为红色。请计算溶液中氢氧化钠的质量分数。[思考、计算]一位同学到黑板上书写化学方程式，其余同学写在导学案相应位置上。学生互评。“变质类”问题从定性到定量的转变，学生的认知发生了质的飞跃。”这个体验、总结、归纳的过程同样是化学学科素养提升的过程。迁移拓展请设计实验探究食品包装内的干燥剂生石灰是否还有效？若已无效，其成分是什么？五、板书设计氢氧化钠溶液变质探究一、氢氧化钠变质的原因：2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O二、变质的氢氧化钠溶液是否变质

酸-------------是否有气泡产生碱（石灰水）-----是否有沉淀生成盐（氯化钙溶液）---是否有沉淀产生三、变质的氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质

加氯化钙（过量），有白色沉淀。取上层清液，再加酚酞溶液

六、学案设计氢氧化钠溶液变质探究【学习目标】1.进一步认识氢氧化钠与二氧化碳反应的性质和涉及的物质碳酸钠等的性质与转化关系，熟练掌握反应的化学方程式。2.通过探究氢氧化钠发现和提出有探究价值的问题、作出假设、设计方案、学会合作、进行探究，增强“科学探究与创新意识”素养。3.通过对物质的性质进行推理和归纳，逐步理解物质变质的一般原理，提高归纳总结的能力、解释现象的本质和规律的能力、提高“证据推理和模型认知”素养。【课堂探究】导学目标一：氢氧化钠变质了吗问题1：氢氧化钠在空气中变质的化学方程式；问题2：一瓶久置的氢氧化钠溶液是否变质了？请设计实验方案并进行实验。【分析问题】1.变质的氢氧化钠溶液中一定有

，检验其是否变质其实就是检验是否含有

。2.碳酸钠的化学性质有：。3.（能或不能）用酚酞溶液检验氢氧化钠溶液中有碳酸钠？原因是。【设计实验】设计实验检验氢氧化钠溶液是否变质，分别从物质的不同类别进行设计。操作方法现象结论方案一：方案二：方案三：写出上述方案中涉及的化学方程式：方案一;方案二;方案三。导学目标二：氢氧化钠变质程度问题3：该瓶氢氧化钠溶液变质程度如何？请设计实验方案并进行实验。【分析问题】1.变质的氢氧化钠溶液中一定含有

，可能含有的物质是

。猜想：该变质的氢氧化钠溶液中溶质可能有或。要检验其变质程度，其实就是检验是否含有

。2.氢氧化钠化学性质有：。问题4：如何除去氢氧化钠溶液中混有的碳酸钠？。问题5：设计实验方案并验证你的猜想。操作方法现象结论写出上述方案中涉及的化学方程式：。问题6：定量计算氢氧化钠变质的程度（相对原子质量：Ca：40C:12O:16Na:23H:1）有一瓶久置未盖的氢氧化钠固体,为探究其变质程度进行实验。称取样品质量20g，加水完全溶解，再往其中滴加足量氯化钙溶液，充分反应后并过滤，称量滤渣质量为10g，往滤液中加酚酞试液，溶液为红色