资源简介

探究碳酸钠与盐酸的反应原理
学校：
新人教版 必修一 第二章 第一节
学科：高中化学
年级：高一
教材：人教版
说课人：
01
02
03
04
说课流程
CONTENTS
教学评价反思
教学背景分析
教学过程实施
实验方案设计
本节位于新人教版必修一第二章第一节，主要内容是钠盐的物理与化学性质，这不仅是对初中盐类概念的进一步深化，也是为选择性必修1学习盐类水解作好铺垫。
新旧教材里并没有对碳酸钠与盐酸反应的原理进行深入探究剖析，只是对比了碳酸钠与碳酸氢钠的不同性质。在验证碱性的实验里，是用酚酞作为指示剂。
【课标要求】
课标在内容上，要求通过实验探究，了解钠及其重要化合物的主要性质。
在策略上重视开展高水平的实验探究活动。
因此，选择探究碳酸钠与盐酸的反应原理作为载体，来发展学生的学科核心素养。
已有基础
已知碳酸钠、碳酸氢钠能与盐酸反应，并且两者碱性不同；对pH有一定认识，能够基于控制变量法来设计实验方案
存在问题
对碳酸钠与盐酸的反应原理缺乏深入探究；宏微结合分析的能力尚待提高。证据推理的能力需要强化。
解决策略
设计高水平探究实验，引导学生探究碳酸钠与盐酸的反应原理
【教学目标】
1 通过碳酸钠与盐酸的反应原理的探究，强化了基于“宏微结合”解释现象与预测验证的能力，初步形成“宏-微-符-线”四重表征的结构化认识思路。
2 通过证明或证伪碳酸钠与盐酸的反应原理的猜想的过程，发展了基于证据进行推理论证的能力，初步建构从定性与定量视角认识碳酸钠与盐酸的反应历程。
3 通过提出、讨论、设计、优化与实践实验方案的过程，深化了自主合作探究与创造性解决问题的能力。
【评价目标】
1 通过碳酸钠与盐酸反应的实验现象的分析过程，诊断并发展学生“宏微结合”认识物质转化的思路结构化水平（分类概括、解释说明、预测验证）与定性定量分析问题的水平
2 通过有无气泡的猜想分析与实验方案的设计讨论过程，诊断并发展学生证据推理的能力（举证水平、推理水平、论证水平）与科学探究的水平（模仿探究、合作探究、自主探究）。
3 通过解决氢离子浓度局部过大问题的实验装置设计，诊断并发展学生创新意识的水平（问题意识、批判质疑、创意论证）
碳酸钠与盐酸的反应原理
重点
设计实验探究碳酸钠与盐酸的反应。
难点
重难点
重难点
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}知识线
问题线
任务线
活动线
素养线
碳酸钠与盐酸的反应原理
气泡产生与未产生的原因？
提出假设并设计实验方案证明或证伪
讨论并提出假设
宏观辨识
微观探析
证据推理
设计方案进行实验
如何解决c(H+)浓度局部过大的问题？
设计合适的方案进行实验
讨论
科学探究
设计方案
实验探究
如何设计更优化的实验装置？
请设计更优化的装置解决问题
查阅资料
创新意识
优化方案
实验探究
将盐酸缓慢滴入碳酸钠溶液中反应
碳酸钠与盐酸的反应，为何有的产生气泡？有的未产生气泡？
假设1：一步反应，CO2溶于水
假设2：两步反应，CO2溶于水
假设3：两步反应，只生成NaHCO3
对于无气泡：
假设4：一步反应，生成CO2
假设5：两步反应，局部c(H+)过大
对于有气泡：
微观探析——无气泡组
假设1：
一步反应，CO2溶于水
假设2：
两步反应，CO2溶于水
溶液中相关的主要微粒：
CO32-、H2CO3
HCO3-、H2CO3
学生已知：CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3-
矛盾
假设1：
一步反应，CO2溶于水
假设2：
两步反应，CO2溶于水
假设4：一步反应，生成CO2
微观探析——无气泡组
如何设计实验方案证明假设2和3？
1
振荡
2
振荡若无气泡再加盐酸
微观探析——无气泡组
振荡有气泡
振荡无气泡
滴加盐酸有气泡
假设2：两步反应，CO2溶于水
假设3：两步反应，只生成NaHCO3
分析与结论
怎样设计实验证明假设5？
学生讨论提出：
可以向溶有酚酞或紫色石蕊的碳酸钠溶液中滴加盐酸
进行实验——石蕊酚酞组
分析与结论
酚酞
石蕊
虽能说明局部c(H+)过大，但两步反应的特征并不明显。
查阅资料
花青素指示剂在碳酸钠与盐酸反应的初终阶段可以分别显色：
绿色、蓝色、红色
进行实验——花青素组
分析与结论
酚酞
石蕊
花青素
花青素效果最佳，能指示反应的两步阶段（蓝色区域无气泡，红色区域有气泡），同时其上层颜色变化以及有气泡说明氢离子浓度局部过大
如何解决局部c(H+)过大问题，从而完整展示碳酸钠与盐酸的两步反应阶段？
学生讨论得出：用低浓度的盐酸和碳酸钠溶液搅拌进行反应。
虽然解决了氢离子浓度局部过大问题，但产生气泡的现象极其不明显。
等0.1mol/L
提出优化
如何在解决氢离子浓度过大的问题的同时，让气泡在第二步反应时明显产生呢？
查阅资料，优化方案
鸡蛋膜做的半透膜能让盐酸中的氢离子稳定缓慢的向外释放，应能解决局部氢离子浓度过大的问题，同时也应能产生明显气泡。
查阅资料，优化方案
查阅资料，优化方案
采用半透膜、磁力搅拌器、花青素指示剂的搭配组合，来直观地显示碳酸钠与盐酸反应的不同阶段。
进行实验
现象分析
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}颜色变化
有无气泡
溶液中的主要物质

绿色
蓝色
红色
无气泡
微量气泡
有明显气泡
Na2CO3
NaCl、NaHCO3
NaCl
得出结论
第一步反应：
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl
第二步反应：
NaHCO3 + HCl = NaCl+ H2O + CO2↑
拓展延伸
有学生提出：有什么好的方法，能知道反应产生CO2时，溶液pH的大概范围？
pH传感器
实验方法
分析数据
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}
盐酸5.2mL
盐酸
4mL
盐酸
3.2mL
盐酸
2.8mL
碳酸钠0.5mL
盐酸浓度0.39mol/L 碳酸钠浓度0.5mol/L
8左右
8左右
8左右
8左右
皆在pH为8左右发生第一次突变，溶液变蓝，开始产生一些气泡，紫色、红色时大量产生。
pH
酸用量
盐用量
分析数据
{2D5ABB26-0587-4C30-8999-92F81FD0307C}
碳酸钠1mL
碳酸钠0.6mL
碳酸钠
0.4mL
盐酸5.2mL
盐酸浓度0.39mol/L 碳酸钠浓度0.5mol/L
8左右
8左右
8左右
皆在pH为8左右发生第一次突变，溶液变蓝，开始产生一些气泡，紫色、红色时大量产生。
pH
盐用量
酸用量
素养建构
花青素指示剂的颜色变化与pH曲线变化
宏观辨识
微粒变化反映宏观现象，预测实验结果。
微观探析
宏微结合，四重表征，结构化论证。
证据推理
查阅资料，优化方案，定量设计。
科学探究创新意识
实验优点
A
B
D
C
现象直观
操作简便
材料易得
高水平探究
花青素指示剂与pH曲线能够直观显示碳酸钠与盐酸反应的两个阶段。
半透膜让盐酸稳定缓慢地与碳酸钠溶液反应，从而实现反应在第一阶段无气泡，第二阶段有明显气泡，解决氢离子浓度局部过大的问题
花青素来自生活中的紫甘蓝，而半透膜则用的鸡蛋膜
将实验的创新与碳酸钠与盐酸的反应原理探究有机融会到一起，系统性地发展学生的化学学科核心素养。
学生收获
感谢您的指导，祝生活愉快！

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