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        《氫氧化鈉化學性質(zhì)的實驗創(chuàng)新研究》

        2019-09-12 03:55:44袁敏秦仁喜
        魅力中國 2019年24期
        關鍵詞:稀鹽酸氫氧化鈉注射器

        袁敏 秦仁喜

        (武漢市武珞路中學,湖北 武漢 430070)

        一、問題的提出

        人教版九年級化學下冊第60頁上的實驗,以氫氧化鈉與鹽酸的反應為載體,揭示了酸和堿的中和反應及其實質(zhì),并通過指示劑顏色的改變說明了反應物氫氧化鈉被消耗,從而間接證明氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了化學反應。那么對于二氧化碳與氫氧化鈉的反應,我們也可以通過反應物二氧化碳被消耗,還可以通過有新物質(zhì)碳酸鈉生成,這兩個角度證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應。

        在復習本單元時,我們發(fā)現(xiàn)酸和堿的知識內(nèi)容多、綜合性強,學生容易產(chǎn)生畏難情緒。那么如何用實驗探究的方式,激發(fā)學生的學習興趣,把抽象的知識直觀化、形象化、簡單化,幫助學生理解和掌握,進而促進學生化學核心素養(yǎng)的形成呢?于是,我們開展了利用一體化裝置來整合氫氧化鈉化學性質(zhì)的實驗研究。

        二、實驗教學目標

        【知識目標】讓學生進一步認識氫氧化鈉分別能與二氧化碳、鹽酸發(fā)生化學反應,并用明顯的現(xiàn)象證明反應的發(fā)生。

        【能力目標】通過實驗創(chuàng)新活動,培養(yǎng)學生“科學探究與創(chuàng)新意識”、“科學精神與社會責任”等化學核心素養(yǎng)。

        三、實驗設計方案

        【反應原理】CaCO3+ 2HCl = CaCl2+ H2O + CO2↑

        2NaOH+ CO2= Na2CO3+ H2O

        Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑

        NaOH + HCl = NaCl + H2O

        【實驗用品】醫(yī)用注射器6個(含針頭)、氣球、橡膠塞、輸液管、輸液夾、封口夾、自制三通、飲料管、自制塑料燒杯、大理石、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、酚酞溶液。

        實驗裝置示意圖

        實驗裝置實物圖

        【實驗裝置】

        A裝置的功能:產(chǎn)生實驗所需的二氧化碳;

        B裝置的功能:用于完成二氧化碳與氫氧化鈉的反應;檢驗反應產(chǎn)物—碳酸鈉;

        C裝置的功能:提供稀鹽酸;

        D裝置的功能:用于驗證氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了化學反應。

        【實驗步驟及現(xiàn)象】

        步驟Ⅰ組裝儀器,檢查裝置氣密性,裝入藥品,關閉所有開關。

        步驟Ⅱ?qū)嶒為_始時,打開開關K1和K2,將稀鹽酸注入大理石中,可看到有大量氣泡產(chǎn)生,生成的二氧化碳沿導管進入注射器4中。

        步驟Ⅲ待反應生成的二氧化碳將注射器4中預先裝滿的水全部排出時,關閉開關K1和K2,此時由于裝置內(nèi)氣壓增大將稀鹽酸壓回至注射器1中,固液分離,反應停止。

        步驟Ⅳ注入少量的氫氧化鈉溶液,可觀察到裝有氫氧化鈉的注射器3的活塞緩緩下移,這是因為注射器4內(nèi)的氣壓減小。

        步驟Ⅴ待充分反應后,打開開關K4和K5,觀察到滴有酚酞的氫氧化鈉溶液沿導管上升進入注射器4中;使得注射器4和注射器6中的氣壓相同均小于大氣壓。

        步驟Ⅵ待氣壓平衡后,關閉開關K5,打開開關K3,觀察到稀鹽酸沿導管進入注射器4中,注射器4中溶液由紅色褪為無色且有氣泡產(chǎn)生。

        步驟Ⅶ打開開關K5,觀察到稀鹽酸沿導管上升進入注射器6中,注射器6中滴有酚酞氫氧化鈉溶液最終由紅色變?yōu)闊o色。

        步驟Ⅷ整理實驗臺。

        為有利于學生反復觀看、學習,我們將整個實驗過程制作成了動畫。為便于學生觀察,我們將無色的溶液用藍色表示,并用白色煙霧來模擬二氧化碳的逸散過程。

        【實驗結論】

        通過觀察B裝置中有氣泡產(chǎn)生,證明氫氧化鈉與二氧化碳反應生成了碳酸鈉;

        通過觀察D裝置中溶液由紅色褪為無色,證明氫氧化鈉和鹽酸的確發(fā)生了化學反應

        四、實驗教學反思

        本實驗主要從實驗裝置一體化、實驗用品生活化、實驗趣味性、實驗現(xiàn)象明顯等方面完成了對氫氧化鈉化學性質(zhì)實驗的整合與創(chuàng)新:

        (一)通過一套一體化裝置能將多個單一實驗進行了歸納和整理,增強了學生的探究的興趣;并利用生活中常見物品完成實驗,讓學生體會了化學和生活的聯(lián)系,符合“從生活走進化學”課程理念,體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展與綠色化學理念;

        (二)通過本次實驗探究能將零散的化學知識整合在一起,很直觀地呈現(xiàn)了氫氧化鈉的三條化學性質(zhì),并由此歸納提升到堿的相關化學性質(zhì),使學生的知識體系更加系統(tǒng)和完善,降低了學生學習的難度,激發(fā)了學生學習的熱情,提高了學生的學習積極性和主動性;

        (三)通過氣壓的改變推動整個實驗的進程,并用直觀的現(xiàn)象展示反應的發(fā)生,增強了實驗的趣味性,讓學生感受到化學的魅力。用不同的操作步驟,引發(fā)不同的實驗現(xiàn)象,培養(yǎng)學生的發(fā)散思維,有利于學生的可持續(xù)發(fā)展。

        (四)通過學生的探索與交流,引導學生勇于對實驗進行改進和創(chuàng)新,培養(yǎng)了學生“科學探究與創(chuàng)新意識”;通過對實驗裝置的分析、評價與交流培養(yǎng)學生的理性思維,鼓勵學生養(yǎng)成勤于反思,勇于批判質(zhì)疑的 “科學精神與社會責任”;最終達到全面提升學生化學核心素養(yǎng),形成化學核心思維方法的目的。

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