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        “石灰石的利用”教學(xué)設(shè)計(jì)探究

        2012-10-13 06:59:46李德前
        中國(guó)現(xiàn)代教育裝備 2012年22期
        關(guān)鍵詞:熟石灰生石灰石灰石

        時(shí) 穎 李德前

        本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自上海教育出版社出版的九年級(jí)義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《化學(xué)》(上冊(cè))。

        一、教學(xué)思路

        為了提高學(xué)習(xí)效率,在45分鐘內(nèi)順利完成3種物質(zhì)近20個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)任務(wù),筆者在多媒體輔助下主要采用講授法,但要確?!爸v解簡(jiǎn)明扼要、描述生動(dòng)形象、設(shè)疑恰到好處”。為了使教學(xué)過程條理分明,知識(shí)簡(jiǎn)潔有序,將教學(xué)內(nèi)容調(diào)整為石灰石、生石灰、熟石灰三部分,并按照CaCO3→CaO→Ca(OH)2的邏輯順序,圍繞每種物質(zhì)的性質(zhì)、用途展開教學(xué)。教學(xué)中,筆者注重利用身邊的實(shí)例(如寶成鐵路109隧道火災(zāi)改線、食品自熱劑、紙包干燥劑、化學(xué)破碎劑等)作為教學(xué)素材,使學(xué)生感到化學(xué)就在身邊,學(xué)習(xí)化學(xué)有趣、有用。為了培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義思想,同時(shí)減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),筆者注重向?qū)W生滲透“性質(zhì)決定用途”的學(xué)習(xí)觀念。為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,筆者安排了灼燒石灰石、生石灰溶于水、熟石灰顯堿性、石灰水變渾、制作三合土等一系列實(shí)驗(yàn)。筆者還注意介紹我國(guó)古代勞動(dòng)人民燒石灰、李冰修建都江堰、張九齡開鑿梅嶺古道、于謙儉樸清廉等史實(shí),以激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)主義情感。

        化學(xué)史上描述化學(xué)反應(yīng)的詩(shī)很少,但于謙的《石灰吟》卻是一首別具一格的化學(xué)詩(shī),作者托物言志,借助石灰石開采、石灰石分解、生石灰熟化、熟石灰硬化這4個(gè)連續(xù)的變化,表達(dá)自己不怕犧牲和堅(jiān)守清白的品質(zhì)。于是在新課結(jié)束之時(shí),筆者引導(dǎo)學(xué)生探究《石灰吟》中的化學(xué)知識(shí)和人文思想,既水到渠成地總結(jié)了本節(jié)課的主要內(nèi)容,又陶冶了學(xué)生的情操,從而完美地體現(xiàn)了科學(xué)與人文的統(tǒng)一。

        二、教學(xué)目標(biāo)

        1.知道石灰石是重要的礦物資源

        2.了解石灰石、生石灰、熟石灰的主要性質(zhì)和重要用途,熟悉CaCO3,CaO和Ca(OH)2之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系

        3.初步學(xué)會(huì)碳酸鹽的檢驗(yàn)方法

        4.認(rèn)識(shí)“性質(zhì)決定用途”的辯證關(guān)系

        5.培養(yǎng)愛國(guó)主義情感和正直向上的人品

        6.激發(fā)問題意識(shí)和學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣

        三、教學(xué)過程

        師:2008年汶川大地震時(shí),正通過寶成鐵路109號(hào)隧道的一列運(yùn)送燃油的火車脫軌并燃起大火,救援人員歷時(shí)兩天終將大火撲滅(適時(shí)投影相關(guān)圖片);但是“火燒水激”嚴(yán)重破壞了原本堅(jiān)固的隧道,這段鐵路只好重新選線。為什么“火燒水激”會(huì)破壞石灰?guī)r呢?要搞清這一問題,我們就要研究石灰石。

        師:首先,我們研究石灰石的性質(zhì)和用途。

        1.石灰石

        師:石頭有多種,富含CaCO3的石頭屬于石灰?guī)r。我國(guó)石灰?guī)r資源豐富,像石灰石、大理石、漢白玉、白堊等都屬于石灰?guī)r,它們分布廣泛。

        生:展示生活中富含CaCO3的幾種物質(zhì),如貝殼、珍珠、雞蛋殼、水垢等(要提前布置學(xué)生收集,以便課堂上展示)。

        師:石灰石有哪些重要的性質(zhì)呢?

        (1)性質(zhì)

        教師演示實(shí)驗(yàn):敲打石灰石,不易破碎;將一小塊石灰石投入水中,一點(diǎn)不溶。

        生:上述實(shí)驗(yàn)說明,石灰石堅(jiān)硬、不溶于水。

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):在酒精噴燈上灼燒一小塊片狀石灰石,待冷卻后輕輕敲打,石灰石就碎了。

        師:想一想,圓明園中大量的漢白玉建筑為什么會(huì)被大火燒毀?

        生:CaCO3分解,變成了疏松的生石灰。

        師:由金屬離子和碳酸根離子組成的物質(zhì)屬于碳酸鹽。

        生:回憶實(shí)驗(yàn)室用石灰石與鹽酸反應(yīng)制取CO2的實(shí)驗(yàn)。

        師:其他碳酸鹽是否也能發(fā)生類似的化學(xué)反應(yīng)呢?

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):在純堿、碳酸氫銨、銅綠中分別加入稀鹽酸,然后將產(chǎn)生的氣體通入石灰水,石灰水變渾濁。

        [師生總結(jié)]碳酸鹽都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2。

        師:所以,檢驗(yàn)碳酸鹽常用稀鹽酸和澄清石灰水。

        師:地質(zhì)工作者在野外考察時(shí),為什么隨身攜帶一小瓶稀鹽酸?

        生:用來對(duì)發(fā)現(xiàn)的巖石進(jìn)行初步的檢驗(yàn)和分類。

        師:物質(zhì)的性質(zhì)決定其用途。根據(jù)石灰石的性質(zhì),我們能推出石灰石具有哪些用途?

        (2)用途

        師:石灰石堅(jiān)硬、不溶于水,且分布廣泛,這些決定了它具有什么用途?

        生:直接用作建筑材料。

        師:埃及的金字塔、希臘的古城堡、印度的泰姬陵、中國(guó)的圓明園等宏偉建筑,都使用了大量精美的石灰?guī)r(適時(shí)投影相關(guān)圖片)。

        師:根據(jù)CaCO3高溫下能分解成CaO的性質(zhì),說明石灰石具有何種用途?

        生:燒制生石灰。

        師:我國(guó)在公元前7世紀(jì)就開始使用石灰,像城墻、廟宇、房屋、古長(zhǎng)城的修筑等,都使用了生石灰。近年來,一些石灰廠由于生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋,又無任何污染防治設(shè)施,生產(chǎn)過程中煙霧、粉塵、噪音等,嚴(yán)重污染了周圍環(huán)境。為了保護(hù)環(huán)境,必須全面淘汰土立窯石灰生產(chǎn)線,開辦環(huán)保型機(jī)械立窯的石灰企業(yè)。

        生:匯報(bào)家庭周邊石灰廠的污染情況。

        師:在玻璃、水泥行業(yè)需要大量的石灰石做原料;煉鐵廠也需要石灰石來造渣。

        生:觀看煉鐵高爐模型(了解石灰石在其中的用途)。

        師:牙膏廠常用輕質(zhì)碳酸鈣作牙膏摩擦劑,這是為什么呢?

        [師生探討]輕質(zhì)碳酸鈣顆粒細(xì)、密度小,不會(huì)損傷琺瑯質(zhì);不溶于水,可以長(zhǎng)時(shí)間作用于牙齒表面。因而,輕質(zhì)碳酸鈣具有優(yōu)良的潔齒能力。

        2.生石灰

        師:生石灰有哪些性質(zhì)和用途呢?

        師:展示剛才制得的生石灰樣品。

        (1)性質(zhì)

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):將生石灰放入水中,試管會(huì)發(fā)燙;靜置后,取上層清液吹氣,溶液變渾。

        [師生總結(jié)]生石灰遇水變?yōu)槭焓遥瑫r(shí)放出大量的熱。

        師:“火燒水激”為什么會(huì)破壞石灰?guī)r?

        生:石灰石高溫酥裂,遇水后又變?yōu)榉勰?,石灰?guī)r因此“粉身碎骨”。

        師:在沒有火藥的古代,開山修路多采用“火燒水激”的方法,就是利用石灰?guī)r受熱酥裂、遇水粉碎的原理。當(dāng)年,蜀郡守李冰修建都江堰、唐宰相張九齡開鑿梅嶺古道都利用了這一技術(shù)(適時(shí)投影相關(guān)圖片)。

        師生一起觀看林則徐虎門銷煙的視頻片段。

        師:林則徐曾使用“煙土拌桐油焚毀法”銷毀鴉片,但膏余卻會(huì)滲入地中,吸毒者掘地取土,仍得十之二三。于是林則徐又想出了“海水石灰浸化法”,就是把煙土倒入海水泡浸半日,再投入生石灰,生石灰遇水便沸,煙土快速溶解,待退潮時(shí)再把池水放入海洋,從而徹底銷毀煙土。

        師:石頭燒成石灰后,用途更廣泛。

        (2)用途

        師:生石灰易吸水,吸水時(shí)能放出大量熱,這些性質(zhì)決定了它具有怎樣的用途?

        生:做干燥劑、發(fā)熱劑。

        師:展示生石灰干燥劑(裝在多孔的紙袋內(nèi))、單兵自熱食品(包裝盒的夾層里裝有生石灰)。

        師:生石灰吸水膨脹產(chǎn)生的破壞力能使鋼筋混凝土破裂,這一特性決定了生石灰具有何種用途?

        生:生石灰可作化學(xué)破碎劑,用于拆除危舊樓房。

        3.熟石灰

        師:下面我們研究熟石灰的性質(zhì)和用途。

        師:展示剛才得到的熟石灰樣品。

        (1)性質(zhì)

        師:熟石灰是微溶于水的白色粉末。

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):向潮濕的熟石灰中滴加酚酞試液,出現(xiàn)紅色。

        [師生總結(jié)]熟石灰顯堿性。

        師:石灰水要密封保存,建筑工地上配制的石灰乳要及時(shí)用完,這是為什么呢?

        生:熟石灰易與空氣中的CO2反應(yīng),生成CaCO3。

        (2)用途

        師:熟石灰遇CO2能逐漸變?yōu)閳?jiān)硬的CaCO3,這一性質(zhì)說明它有何用途?

        生:熟石灰可用于砌磚、抹墻、鋪路。

        學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):用小錘擊打幾份三合土試樣(分別在2天前、5天前、8天前用熟石灰、黏土和細(xì)砂調(diào)配成),感覺其強(qiáng)度,說明配制時(shí)間較長(zhǎng)的三合土更堅(jiān)硬。

        師:熟石灰顯堿性,價(jià)格低廉,這些決定了它具有什么用途?

        生:可用來治理酸性污染。

        師:澄清石灰水遇CO2會(huì)出現(xiàn)明顯的渾濁,這一性質(zhì)決定了它具有什么用途?

        生:檢驗(yàn)CO2氣體。

        師:熟石灰的強(qiáng)堿性能使蛋白質(zhì)變性,這決定了它具有何種用途?

        生:用來消毒殺菌。

        師:醫(yī)院、疫區(qū)、災(zāi)區(qū)常撒生石灰,因?yàn)樯矣鏊優(yōu)槭焓液缶湍芟練⒕?;冬天來臨,人們也常在樹干上涂抹石灰乳,這既可以殺菌,還能防止樹木凍傷。

        [師生總結(jié)]“三石”的性質(zhì)和用途,同時(shí)適時(shí)呈現(xiàn)如下投影(見表1):

        表1

        師:同學(xué)們?cè)谡Z(yǔ)文課上已經(jīng)學(xué)習(xí)了明代民族英雄于謙在12歲時(shí)寫的化學(xué)詩(shī)《石灰吟》,下面我們就來探究這首詩(shī)的化學(xué)內(nèi)涵,同時(shí)欣賞作者如何托物言志、借物喻人。

        師生共同朗讀《石灰吟》:千錘萬(wàn)鑿出深山,烈火焚燒若等閑,粉身碎骨渾不怕,要留清白在人間。

        生:討論《石灰吟》中蘊(yùn)含的化學(xué)知識(shí)和人文思想。

        [師生總結(jié)]首句“千錘萬(wàn)鑿出深山”,道出了石灰石的來源,也說明石灰石堅(jiān)硬,開采起來很不容易。第二句“烈火焚燒若等閑”,指的是石灰石煅燒分解,而“若等閑”3個(gè)字則象征仁人志士無論面臨怎樣的嚴(yán)峻考驗(yàn)都視若等閑。第三句“粉身碎骨渾不怕”,形象地寫出生石灰遇水熟化變?yōu)榉勰?熟石灰),而“渾不怕”3個(gè)字則深寓不怕犧牲的精神。最后一句“要留清白在人間”,描述了熟石灰在空氣中(吸收CO2)逐漸變?yōu)闈嵃?、?jiān)硬的CaCO3,同時(shí)表達(dá)作者要永遠(yuǎn)清白做人的高尚情操。

        師:布置作業(yè)。(1)完成課后習(xí)題;(2)寫一篇100字左右的《石灰自述》。

        四、板書設(shè)計(jì)

        在探究《石灰吟》中的化學(xué)思想時(shí),教師適時(shí)完成本節(jié)課的粉筆板書(如圖1所示):

        圖1

        上述板書結(jié)構(gòu)新穎,整體像一座山峰,千錘萬(wàn)鑿的物理方法得來深山的石頭,三角形的石頭又包含了“鈣三角”中的化學(xué)轉(zhuǎn)化,環(huán)繞的文字則是于謙的明志詩(shī)《石灰吟》,科學(xué)與人文在此巧妙融合。

        [1]周天澤.關(guān)于化學(xué)的詩(shī)《石灰吟》[J].化學(xué)教育,2003(7/8):87-88.

        [2]王國(guó)崢.淺析古詩(shī)《石灰吟》中的化學(xué)知識(shí)及人文教育[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2010(6):26-25.

        [3]李德前.例談初中化學(xué)教學(xué)的板書設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教學(xué),2012(3):22-25.

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