二氧化碳与氢氧化钠反应探究

二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的探究
淄川二中袁瑜
教材作用和价值
新教材大力提倡开展实验探究活动，以提高学生的实验探究能力。

实验探究在中考试题的设计上占的比例相当大。

在平时的教学中不断的渗透探究精神，贯穿探究过程，使学生遇到探究性试题有章可循，有方法去突破，找到解题的有效途径，做到由此及类、一题多解、多题一解的分析问题、解决问题的方法。

“二氧化碳与水反应、氢氧化钠溶液反应探究”的主题是物质的探究，探究方法主要涉及物质的化学性质，且给学生从物理性质、组成与结构等角度探讨探究方法预留了足够的空间。

要求学生从已有知识出发，根据物质的性质多角度设计实验方案，并开展实验探究，感悟化学理论知识在实际应用中的价值，进一步提升学生运用化学知识解决实际问题的能力。

教学目标：
1、通过实验设计及实验分析，巩固酸、碱和盐的化学性质，培养学生的创新能力。

2、通过学生亲身参与科学探究活动，激发学习化学的兴趣，培养学生尊重事实的科学态度。

3、通过此实验加强学生的环保意识。

重点：(1)通过探究过程的体验，了解科学探究的一般过程。

(2) 感悟对照实验是一种重要的探究方法。

难点：设计合理的实验探究方案,实验中变量的控制和对照实验设计。

【实验内容设计】：
本节实验探究是建立在学完酸碱盐的化学性质的基础上，学生已经掌握了
酸碱以及纯碱的基本性质。

通过本次实验，让学生进一步明确探究化学反应的基本思路：判断一个反应的发生，可以从反应物的消失和生成物的出现几个角度去验证。

根据所学知识设计并实施实验来验证所做的预测，再通过对实验现象分析、归纳、概括出反应是否发生。

【实验方法设计】：
本节课从猜猜看和喷泉实验入手，吸引学生的注意力，同时关注氢氧化钠和二氧化碳反应的事实，在设计证明氢氧化钠与二氧化碳反应的实验中体会对照实验的必要性，体会科学探究的严谨。

通过设计证明氢氧化钠和二氧化碳反应的一系列活动，体验实验探究的过程中发现问题、解决问题的乐趣，更重要的是体验科学探究的基本环节，感悟科学探究基本方法。

并通过亲自设计实验、操作实验，促使学生关注学习过程，从过程中发现问题，反思评价方案，激发学生持续的求知欲望，并培养学生观察能力、分析问题、解决问题的能力及合作交流的能力。

通过学生自己归纳总结来提高学生学习的自信心。

实验准备：
大理石稀盐酸 Ca(OH)2溶液、CaCl2溶液、NaOH溶液、试管、滴管、矿泉水瓶、集气瓶、锥形瓶、导管、烧杯、单孔橡皮管、 U型管、气球、红墨水、针管、变质的氢氧化钠溶液、蒸馏水、注射器
学生分组实验：充满CO2气体的软塑料瓶，试管、滴管、稀盐酸、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、CaCl2溶液、无色酚酞试液
教学过程：教师演示---喷泉实验
向充满CO2气体的平底烧瓶中加入一定量的氢氧化钠浓溶液，塞上带导管的单孔胶塞（导管上带有软胶管，胶管上有一只止水夹），振荡，将烧瓶固定在铁架台上，导管下端放入烧杯中，杯中装有滴有酚酞试液的蒸馏水。

问题1：(1)观察到什么现象？(2)此现象形成的原因是？该实验能否证明CO2与氢氧化钠溶液发生了化学反应？
生：观察实验现象，思考
生：烧瓶中二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，使烧瓶内气体压强减少，大气压将水从烧杯中压入烧瓶形成喷泉，能证明CO2与氢氧化钠溶液发生了化学反应。

师：这就是我们这节课探究的主要内容，并板书：CO2与氢氧化钠溶液反应的探究
[创境设疑]
教师：同学们，大家知道二氧化碳和氢氧化钠溶液能发生反应，那么如何证明二者能发生反应呢？大家判断如下装置能否证明这个问题？如能，各自会出现什么样的实验现象？
问题1：（1）观察到什么现象？（2）此现象形成的原因是什么？该实验能否证明CO2与氢氧化钠溶液发生了化学反应？
生1：图1中U形管中的红墨水被倒吸进集气瓶中。

生2：图2是锥形瓶内气球胀大。

观察实验现象，思考
生：利用反应中消耗了CO2气体，反应前后容器内外形成了压力差。

所以会出现上述现象。

问题2：上述几个实验有缺陷吗？为什么？
生1：经过认真思考，认为实验中形成此现象的原因可能有两种：一种是
因为CO2与溶液中的NaOH反应，消耗了CO2，另一种原因是二氧化碳溶解
于氢氧化钠溶液中的水，使气体的量减少，你认为是哪种原因形成刚才的
现象？或是二者都有？如何设计实验进行验证你的猜想？
生2：思考，二者因素都有。

二氧化碳与氢氧化钠的反应占主导因素，可用对比实验。

生2：设计实验，得出方案，取等体积的二氧化碳于软塑料瓶中，分别加入等体积的水和氢氧化钠溶液，看塑料瓶变瘪程度。

[学生实验] 分别标记软塑料瓶1和2，并得出结论二氧化碳与氢氧化钠溶液反应是CO2被消耗的主要因素。

[板书]验证CO2与NaOH溶液发生化学反应的方法：
方法1：气体+液（固体）→不生成气体→形成了压强差→形成不同
的现象。

问题3: 甲同学经过进一步思考,他设计了与上述实验原理不同的方案，进一步证实CO2与NaOH溶液已经发生了反应，请你根据提供的药品和仪器，帮甲同学完成实验报告。

取软塑料瓶1（盛氢氧化钠溶液的软塑料瓶）
实验报告：
生：讨论并设计实验方案，并进行全班交流。

师：评价归纳三种可行的方案，指导学生进行实验验证。

生：汇报实验结果。

产生气体：加盐酸或稀硫酸
板书：方法2：检验生成物：
产生沉淀：加Ca（OH）2溶液或CaCl2溶液
拓展练习：
将氢氧化钠溶于酒精配成溶液，在此溶液中通入二氧化碳后，会产生什么现象呢？为什么？此现象说明什么问题呢？（查阅资料：碳酸钠易溶于水和甘油。

20℃时每100克水能溶解20克碳酸钠，35.4℃时溶解度最大，100克水中可溶解49.7克碳酸钠.碳酸钠微溶于无水乙醇。

）
生1：氢氧化钠的酒精溶液通入二氧化碳后，会出现浑浊现象。

生2：这是因为氢氧化钠在酒精中的溶解能力强于碳酸钠，刚刚生成的碳酸钠不能完全溶于酒精，所以结晶析出。

这个实验也可以证明CO2与NaOH溶液已能发生反应。

师：小结本节课所学内容。

知识：气体与固体或液体反应无明显实验现象时，设计实验验证可从两方面考
虑：（1）证明二氧化碳消失
（2）进行对比实验，排除溶液中水的干扰
（3）验证生成物碳酸钠的存在
（4）在不同的环境中让生成物碳酸钠结晶出来
过程：设计实验的基本要求：
（1）科学性 （2）安全环保 （3）可行性 （4）简约性
方法：对比法
板书：
CO 2与氢氧化钠溶液反应的探究
（1）证明二氧化碳消失
气体+液（固体）→ 不生成气体 → 形成了压强差 → 形成不同的现象。

（2）进行对比实验，排除溶液中水的干扰
（3）验证生成物碳酸钠的存在
（4）在不同的环境中让生成物碳酸钠结晶出来
产生气体：加盐酸或稀硫酸
产生沉淀：加Ca （OH ）2溶液或CaCl 2溶液。