《碳酸鈉和碳酸氫鈉》課堂教學創新設計

【教學目標】

1.知識目標

（1）掌握碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質及其性質之間的差異及二者的相互轉化；

（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）培養學生的動手能力；（2）提高實驗設計能力；

（3）訓練學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）刺激學生的求知欲望和學習期望；（2）培養學生認真細致和嚴謹求實的科學態度。

【教學重點】碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質、鑒別方法及相互轉化。

【教學難點】碳酸鈉、碳酸氫鈉分別和鹽酸反應的本質區別。

【教學方法】對比、探究、實驗、練習學習法

【教學用具】試管、酒精燈、鐵架臺、導管等儀器；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；多媒體教學設備。

【教學過程】

［展示］饅頭圖片及發酵粉。

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

［學生活動］觀察所展示的碳酸鈉和碳酸氫鈉的顏色、狀態，了解二者的俗名，完成學案表格相關內容的填寫。

［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

加水結塊變為晶體，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

初步結論

加水先變成含結晶水的晶體，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

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］同學們，你們愿意當個小科學家嗎？科學研究未知物質的方法之一是根據已知類似物質的性質，大膽提出推論，然后用實驗驗證，最后得出結論。

［師］我們在初中已經學習過CaCO3的相關知識了，那么作為鹽，它具有哪些化學性質呢？

［生］受熱分解，與鹽酸反應，與CO2水溶液反應。

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

從物質的分類角度來看，鹽可能具有什么樣的化學性質？

推斷：碳酸鈉和碳酸氫鈉可能有什么樣的化學性質？

［生］受熱分解，與酸反應，與堿反應，與鹽反應。

［師］請同學們自己動手，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定性。

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

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）加熱時先預熱，再集中加熱；（4）停止加熱時先撤導管后撤酒精燈。

總結現象：Na2CO3受熱沒有變化；NaHCO3受熱時，試管口內壁有細小無色液滴，澄清石灰水變渾濁。

［板書］二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質

1．熱穩定性：Na2CO3穩定，受熱難分解。

NaHCO3不穩定，受熱易分解：2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O

［講解］結論：熱穩定性Na2CO3＞NaHCO3。

［探究實驗3］ 碳酸鈉和碳酸氫鈉與鹽酸的反應。

氣球實驗：Na2CO3與NaHCO3分別與稀鹽酸的反應。

（強調碳酸鈉和碳酸氫鈉等質量且鹽酸同濃度同體積）

［生］歸納實驗現象：NaHCO3與鹽酸反應的氣球比Na2CO3與鹽酸反應的大，前者反應更快，更劇烈。

［板書］2.與酸反應（以鹽酸為例）

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

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

［引導學生分析］ 分析實驗現象不同的原因：

（1）碳酸氫鈉反應比碳酸鈉反應快是因為前者發生離子反應：HCO-3+H+=CO2↑+H2O（一步到位），而后者發生離子反應：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的氣球體積比碳酸鈉和鹽酸反應的大是因為：

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。

第一組：Na2CO3與Ca(OH)2的反應

第二組：NaHCO3與Ca(OH)2的反應

［板書］3.與堿反應

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

第一組：Na2CO3和NaHCO3分別與CaCl2反應的實驗對比。

第二組：Na2CO3和NaHCO3分別與BaCl2反應的實驗對比。

［板書］4.與鹽反應

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

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

［設問］ 上述有關性質，反應的本質是什么？請同學們聯系離子反應發生的條件進行歸納總結。

［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化的，那么碳酸鈉和碳酸氫鈉二者能否相互轉化呢？請寫出Na2CO3 和NaHCO3相互轉化的化學方程式。

［生］Na2CO3+CO2 +H2O =2NaHCO3

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

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

［結論與板書］5.相互轉化

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)取等質量的固體與鹽酸反應，對比反應劇烈程度。

小結：碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質。

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+發生如下反應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，首先發生的反應是CO2-3+H+=HCO-3，因此開始時沒有氣體生成，只有CO2-3全部轉化為HCO-3后，才會因為發生反應HCO-3 +H+=H2O＋CO2↑而產生氣體。因此，盡管反應物相同，但由于其加入方式的不同將會產生不同的現象。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？

［學生活動］討論、思考、分析：

在碳酸鈉溶液中通入CO2氣體會發生如下反應：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，因此發生反應的現象應是有晶體析出，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

［本節小結］本節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和用途，學習時應把重點放在碳酸鈉和碳酸氫鈉性質的理解和掌握上。

［布置作業］ 設計一份“Na2CO3和NaHCO3性質差異”的實驗報告。

【教學反思】

1.情境鋪路，問題導向，實驗探究

建構主義強調，學習者并不是空著腦袋進入學習情境中的。在日常生活和以往各種形式的學習中，他們已經形成了有關的知識經驗，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，沒有現成的經驗可以借鑒，但是當問題呈現在他們面前時，他們還是會基于以往的經驗，依靠他們的認知能力，形成對問題的解釋，提出他們的假設。所以本節課的設計更多地強調通過情境問題啟發學生積極的思維活動，以問題為主線來組織和調控課堂教學，充分調動學生學習的主動性，促進學生學習能力的提高。

（１）用興趣實驗設計創設情境，促進對概念和性質的理解。

如設計碳酸鈉和碳酸氫鈉溶解性對比實驗，讓學生自己動手獲得碳酸鈉和碳酸氫鈉的物理性質。學生因為學過了碳酸鈣的化學性質，所以自主設計實驗探究碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質就有了一定的知識基礎。由于充分尊重學生的自主意識，所以學生的思維非常活躍，設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”的實驗設計，確確實實提高了學生的實驗能力和創新能力。

（2）以實驗為依托，探究反應機理。

學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？”學生的答案共有三種：①直接加熱，觀察有無氣泡產生；②取樣溶解后加BaCl2溶液，觀察有無沉淀產生；③取等質量的固體分別與鹽酸反應對比反應劇烈程度和收集到的氣體體積大小。在調動學生思維、啟發思考的教學過程中，始終堅持不急于給思路、拋答案，而是給出相關信息啟發學生的思維。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？”不把答案強加給學生，而是提供碳酸根與氫離子反應的相關信息，引導學生進行分析。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？”引導學生結合碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶解度差別進行分析，從中發現規律，使感性認識上升為理性認識，真正達到內化知識的目的。

2.充分展現化學的魅力，樹立化學的學科思想

本節課的設計從開篇的“蒸饅頭和發酵粉”引入，到中篇的“石筍、鐘乳石的形成”，再到結尾時“侯氏制堿法的原理”，都充分展現了化學與生活息息相關，使學生感受到化學就在身邊。同時，本節課所涉及的知識點，基本上是通過學生自主設計實驗，并對實驗現象進行分析、判斷和推理，進而發現物質變化的規律。在素質教育的今天，教育教學工作不僅僅是知識的傳授，更是包括開拓創新、為人處世、求學上進等多方面能力的培養。化學是以實驗為基礎的學科，“用事實說話”是化學的特點，同時也與“教人求真，學做真人”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、公式等內容請以PDF格式閱讀原文