《碳酸钠和碳酸氢钠》教学设计

常州市第三中学      陈丽珠

一、教材分析

这是一节典型的物质性质的新课，也是学生第一次完整地学习一种盐，为进一步学习元素化合物知识及方法奠定基础。苏教版将此内容安排在“专题3 从海水中获得的化学物质”第二单元，因为考虑到工业制碳酸钠是以氯化钠为原料，表明了碳酸钠主要也是从海水中转化来的，与专题二第一单元一脉相承；在此之前学生已经学习了氯及其化合物的知识以及金属钠的有关知识，本课碳酸钠与前面所学元素化合物在学习内容、学习方法上有一定的相关性，是前面知识和技能的延续。关于碳酸钠的性质与应用，大多数都是在水溶液中进行的，如碳酸钠与酸反应、碳酸钠转化为碳酸盐沉淀的反应等，而这些反应的本质都是离子反应，这又为了下一课时《离子反应》作准备作铺垫。

二、学生认知水平分析

美国认知心理学家奥苏贝尔说过：“影响学习最重要的一个因素就是学习者早已知道的东西，确定了这一点，就可以据此进行教学。”学生在初中已经学过酸、碱、盐的有关性质以及复分解反应的条件等，本学期也学习了研究物质的方法，并在实验室做了相应实验，具备一定的实验能力，在此之前刚学过氯及其化合物及典型金属元素钠的性质和用途，初步了解了元素化合物的学习方法。总体来说，学生已经具备了一定的实验探究能力和学习能力。这些知识和技能就是本节课教学设计的起点和新知的生长点。

三、教学过程设计

【引入】教师展示两个烧杯，分别盛有NaOH溶液和Ca(OH)₂溶液

问题铺垫：（1）这两个烧杯中的NaOH溶液和Ca(OH)₂溶液敞口放置在空气中很长时间，请同学观察现象，解释原因。

（设计意图：采用先行组织者策略，目的是打开学生的思路，启发学生思维，让学生从这两个对比实验中发现问题：NaOH溶液没有明显的实验现象，怎么知道NaOH和二氧化碳是否发生反应？）

问题递进：（2）烧杯中的NaOH溶液是否变质？

（3）如果变质，变质后生成了什么物质？

（设计意图：以学生现有的认知结构和思维水平为基点，紧扣新旧知识的结合点和运用知识解决实际问题的生长点来设计、提出问题，使问题符合学生的最近发展区。）

学生活动：观察、思考、回答：有Na₂CO₃生成

【创设问题】在同学桌上的小烧杯中盛有放置较长时间的NaOH溶液，请大家设计多种实验方案探究NaOH溶液是否变质，如果变质，产物是什么。

【理论探究】学生小组讨论，设计实验方案。将实验方案填写在实验记录表（设计在学案上）。

（设计意图：学生根据所学知识设计合理、可行、简便的实验方案，由于验证Na₂CO₃的方法有多种，具有开放性，学生思考的角度不同，所用的试剂不同，就会形成不同的设计思路，找到不同的解决方法。提供实验记录表是为了规范学生的实验行为，防止方案不清就盲目操作。小组合作学习可以调动学生的学习主动性和积极性，增强情感交流、互相带动、共同提高。）

【实践探究】学生分组实验，请学生选择利用桌上提供的仪器、药品进行实验，并填写实验记录表。

【成果汇报】展示探究结果，投影学生的实验记录表，教师评价学生的活动表现（激励性评价），组织学生书写探究过程涉及的化学方程式，并进行归纳。

表1  实验记录表

（设计意图：以NaOH溶液是否变质作出猜想，紧紧围绕酸、碱、盐的化学性质设计实验方案验证猜想。上述方案的设计主要体现了Na₂CO₃的三个化学性质，分别从Na₂CO₃与酸、与碱、与盐反应产生气泡或沉淀来确认NaOH溶液的变质，在成果汇报环节指导学生将知识系统化，教师的积极评价让学生获得积极的情感体验，增强学习自信心）

【过渡】在刚才的实验探究中大家都运用了Na₂CO₃的化学性质来设计实验，Na₂CO₃是我们较为熟悉的一种化学物质，请你结合前面所学，并联系生活实际，谈谈对Na₂CO₃的认识。

学生活动：热烈交流讨论，涉及物理性质、俗名、化学性质、用途等方面。

教师：组织学生交流，整理归纳，播放Na₂CO₃用途的图片资料。

（设计意图：请学生交流对Na₂CO₃的认识，此设计充分考虑学生的个体经验，在与同伴的交流、碰撞中获得经验、习得知识，而并非由教师“传授”所得；此环节帮助学生将碳酸钠有关知识系统化；播放Na₂CO₃用途是引起学生对研究Na₂CO₃的兴趣，为下面活动开展作好铺垫，教师充分预设学生讨论中可能提出的问题，处理好动态生成资源）

【板书】一、Na₂CO₃ 1、俗名：苏打、纯碱 2、性质 3、用途

【过渡】Na₂CO₃的用途如此广泛，俗名如此之多，除了苏打、纯碱、碱面（食用碱）、洗涤碱、石碱外，在本世纪初它还有个名：洋碱，洋碱这个名字是怎么来源的呢？

（设计意图：激发学生的好奇心，引发情感共鸣）

【设置情景】阅读资料：在20世纪初期，中国所用的纯碱完全依赖于英国生产的“洋碱”。当时的“洋碱”不但价格昂贵，而且质地不纯，颜色发暗，即使是这样，当1914年第一次世界大战爆发的时候，“洋碱”的进口还被迫中断，一些以纯碱为原料的工业纷纷停工，给许多中国化工企业造成了几乎是毁灭性的打击。在这种情形下，包括侯德榜在内的许多有志之士抛弃了国外舒适的生活，依然回到了祖国。为了实现中国人自己制碱的梦想，揭开当时苏尔维法生产的秘密，打破洋人的封锁，侯德榜把全部身心都投入到研究和改进制碱工艺上，经过5年艰苦的摸索，终于在1926年不但揭开了“洋碱”的生产秘密，而且还生产出品质更加优良的纯碱，在他的技术指导下，亚洲第一大碱厂在中国建成。其后不久，被命名为“红三角”牌的中国纯碱在美国费城举办的万国博览会上获得了金质奖章，并被誉为“中国工业进步的象征”，为了表彰侯德榜对人类的这一突出贡献，1941年，他的制碱新工艺被国际同行界命名为“侯氏制碱法”。 侯氏制碱法原理是将二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的NaHCO₃从溶液中析出：NaCl+H₂O+NH₃+CO₂=NaHCO₃+NH₄Cl，过滤后得NaHCO₃晶体，NaHCO₃受热分解生成Na₂CO₃。

（设计意图：了解侯氏制碱法的背景和相关知识，一方面激发民族自豪感、培养爱国精神，另一方面为下面问题创设提供背景）

【创设问题】某实验小组模拟侯氏制碱法原理得到两种固体，分别为NaHCO₃和Na₂CO₃固体，因遗漏标签，无法确认哪一瓶是Na₂CO₃固体，请你设计实验方案，对两种固体进行区分。

参考资料：(1)书本52页表2-4碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较(2)投影资料：表2

表2   Na₂CO₃和NaHCO₃不同温度下的溶解度

【理论探究】学生活动：自主研读书本相关知识，小组合作学习，组内交流各自的探究方案

（设计意图：知识并非外在客观之物，知识是学习者与外部环境的交互过程中自主构建的，要给学生控制和管理自己学习的权利和机会。此时所需学习的基本知识变成为学生在解决问题时所必需的基础，在利用知识解决问题的过程中学生掌握了知识。知识是由学生自己构建的，并非由外界灌输。小组合作学习有互查作用，能使学生从别人的错误和方法思路中学到更多的知识，形成自觉的自我反思能力）

【实验探究】学生分组实验，请学生选择利用桌上提供的仪器、药品进行实验，并填写实验记录表。

【成果汇报】展示探究结果，得出实验结论，教师组织学生互评表现，并发表自己的评价（激励性评价）。

（设计意图：在成果汇报环节指导学生将知识系统化，学生间的互评及教师的积极评价让学生获得积极的情感体验，增强学习自信心。在交流活动方案时，教师应纠正学生认识上的偏差，教师需充分预设学生可能出现的问题，如对比实验的前提条件，加酸或用指示剂鉴别时应注意的问题；教师还要充分预设学生可能提出的方案，处理好课堂动态生成资源；在此可以向学生补充Na₂CO₃和NaHCO₃与酸反应剧烈程度不同的原理，为下面学习相互转化作好铺垫。）

【板书】二、区分Na₂CO₃和NaHCO₃的方法

1、根据溶解性

2、与同浓度酸反应剧烈程度

3、根据热稳定性

4、同浓度溶液碱性大小

【过渡】由于碳酸钠和碳酸氢钠组成的一些相似性，导致了它们在一定程度上可以互相转化，请同学思考有关反应原理。然后小组交流讨论。

学生活动：思考、讨论交流、书写化学方程式

（设计意图：学生在之前的实验探究中已经学习过NaHCO₃受热分解可以转化为Na₂CO₃,而Na₂CO₃转化为NaHCO₃ 部分学生可能理解上有困难，但还有部分学生在初中学过有关溶洞的形成原理，通过合作学习可以互相带动、共同提高，发挥学生学习的主动性。如果时间允许教师可以引导学生思考在溶液中NaHCO₃如何转化为Na₂CO₃。）

【板书】三、Na₂CO₃和NaHCO₃的相互转化

【尾声】展示一瓶未开封的“苏打水”饮料，虽然名为“苏打水”，但其中添加的究竟是Na₂CO₃还是NaHCO₃呢？请同学课后设计实验方案进行探究。

（设计意图：体现化学知识从生活中来，最终到生活中去，让学生学有所用，形成收获感，激发学生学好化学知识的热情！同时对本节课的知识也是较为全面的归纳和概括。）

【作业布置】完成一体化学案中相关练习

四、课后反思

根据建构主义理论，学习不是把把现成的、包装好了的知识仔细地吸收和内化，而是一个广义的组织概念、情境的活动(包括思维活动)过程。学生以认知主体的身份亲自参加丰富生动的活动，在与情境的交互作用下，重新组织内部的认知结构，建构自己对内容、意义的理解。化学课程标准也特别强调通过创设恰当的问题情景来引发学生认知冲突，启迪思维，改被动接受为主动探究，落实知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的教学目标。因此问题情景的创设非常重要。问题情景能满足学生发现和发展的心理需求，激发学生去积极思考、主动探究、不断地发现和解决问题，并在解决问题的过程中自主建构知识，丰富化学情感，体验化学的价值。

本节课创设一连串的问题情景，指导学生小组合作学习及亲手实验探究，在问题起点到解决问题的过程中，学生需精确表征问题，提出解释，寻求解决的着力点（科学知识）、设计实验方案等，在此过程中学生自主建构碳酸钠和碳酸氢钠的相关知识，并在运用知识解决问题的过程发展高层次思维能力和自主学习能力。