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文本内容:
氢氧化钠溶液变质的探究
一、内容分析氢氧化钠溶液是否变质的探究属于人教版初三化学教材第十单元的内容教材中将碳酸盐的性质穿插安排在“酸的性质”、“碱的性质”和“几种常见的盐”等内容的学习中,知识点分散,简化了盐的化学性质学习的难度但分散的知识点,难以让学生全面掌握、运用盐的化学性质这一专题能帮助学生认识到将知识进行梳理、归纳、总结,形成完整的知识体系的重要性,体验到利用分类的方法,找出运用同一类物质的共性分析解决问题的好处,有利于学生物质转化观的建立
二、教学目标
1.进一步深化氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质的性质和转化的认识,培养总结知识,使知识系统化、网络化的学习能力;
2.复习巩固酸碱盐的部分化学性质和学会一些除杂的方法
3.在探究性问题的解决过程中培养应用酸碱盐知识分析和解决实际问题的能力,培养进行科学探究的方法与创新能力
三、教学重点
1.氢氧化钠的变质原因;
2.物质的鉴定方法;
四、教学难点通过实验的探究,使同学们的科学探究思想与方法初步形成
五、探究方法创设情境、兴趣引导、分组实验探究
六、教学设计【课的导入】氢氧化钠变质的探究题,在中考中经常出现,是个非常重要的内容所以,这节课,我们要达到两个目标一是掌握检验氢氧化钠变质的方法,二是认识到探究物质成分的实质是寻找物质性质的异同【创设问题情景】Ca0H2或Ba0H2Na2C03+Ca0H2=CaCC3I+2NaOH,Na C0+Ba OH23==BaC023I+2NaOH,然后过滤除去沉淀,得到的无色滤液即为较纯净的NaOH溶液如果要得到固体,再结晶,即可不可加盐酸,因为HC1不仅能与Na2cQs反应,也会消耗掉NaOH,而且还会生成氯化钠,引进新的杂质;也不可加212或跖川32溶液,这样会产生新的杂质NaCl或NaN03o第五兴趣小组问题五NaOH固体变质前后,其质量有无变化?猜想与假设变质前后,其质量有变化因为NaOH变质为Na2co物质发生改变,物质质量也会发生相应改变设计实验用托盘天平测定变质前后,NaOH和Na2c的质量即可完成实验
1.取一定质量的密封良好的NaOH,放入一洁净干燥的蒸发皿内,盖上表面皿
2.将蒸发皿放到托盘天平上,称得其质量皿连同NaOH固体
3.取下表皿面,将其露置于空气中一段时间,NaOH固体先变潮,最后变为白色粉末再将蒸发皿置于酒精灯火焰上加热,将水分蒸干排除是吸水增加的质量、冷却
4.将冷却后的蒸发皿,盖上表面皿,再放到托盘天平上称量,称得其质量m2o分析总结由上述称量数据可知,变质前后,其质量发生改变,m2>血由2NaOH+CO==Na CO+H O中NaOH与Na CO的质量比可知每80份NaOH完全变223223质为Na2cO3,质量增加106-80二26份因此,测定结果真实变质前后,物质的质量发生改变第六兴趣小组问题六NaOH固体变质了多少,即变质程度设计实验先称取一定量的NaOH样品(杂质为Na2cQJ,配成溶液,然后向溶液中逐渐滴加某质量分数的稀盐酸,可根据用去的盐酸的量测定碳酸钠的质量,也可根据生成CO的质量测定Na2c3的质量测定二氧化碳的质量可以用测体积的方法(如果用排水法,应该用油封水,防止CO2溶于水而损失),也可以用氢氧化钠的溶液吸收(吸收前后的质量差即是二氧化碳的质量,也可以根据质量守恒定律,反应前后的总质量差,就是二氧化碳的质量(但是要保证盐酸过量,否则会结果偏小的)或者,先称取一定里的NaOH样品(杂质为NazCCU,配成溶液,然后向溶液中逐渐滴加含钙离子或领离子的溶液,然后过滤得到沉淀,称量沉淀的质量,求出碳酸钠的质量.从而进一步确定样品中NaOH的变质程度设计意图是为考试中的一些计算题做准备但是这个实验比较复杂,所以可以由老师代为演示或者,可以画出实验装置图,来加以分析联系中考[研究方案]先称取
13.3克的NaOH样品(杂质为Na2co3),配成溶液,然后向溶液中逐渐滴加质量分数为
14.6%的稀盐酸,根据生成CO的质量测定Na2c3的质量.从而进一步确定样品中NaOH的变质程度[解决问题]实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如右图所示填写下表(计算结果保留小数点后一位)NaC03质量/g变质NaOH的质量/g mCO2/gNaOH变质的程度
2.2(用质量分数表示)NaCO3质量/g变质NaOH的质量/g02550NaOH变质的程度m盐(用质量分数表75示)酸/g计算样品中碳酸钠的质量,变质的氢氧化钠的质量,氢氧化钠的变质程度[继续探究]计算实验过程中与NaOH反应消耗盐酸的质量[发现问题]根据“与NaOH反应消耗盐酸的质量”,对照图象,你发现了什么问题例题2小刚在化学实验室发现,盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末小刚叫来小军和小红,共同探究这种白色粉末的成分他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想
①可能是NaOH;
②可能是Na CO;
③可能是NaOH与Na CO的混合物2323查阅资料发现Na2c溶液呈碱性,能使酚酉太试液变红;常用BaCh溶液来检验C(V一的存在为了验证猜想,他们分别做了下面的实验1小刚取少量白色粉末,滴加稀盐酸,有气体生成由此小刚认为白色粉末是N CQ请判断小刚所得结论是否正确,并简述理由E SO2小军取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酸试液,溶液变成红色由此小军认为白色粉末是NaOH请判断小军所得结论是否正确,并简述理由o3小红取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加BaCb溶液,有白色沉淀产生由此判断白色粉末中含有o为了验证猜想
③,小红继续向溶液中滴加BaCb溶液至不再产生沉淀,然后过滤你认为她接下来还应进行的实验是;在小红所做的实验中,若把BaCk溶液换成Ba0H2溶液是否可行?请简述理由教学随笔真实的问题情景是激发探究兴趣的最好方式,也是诱发探究问题的源泉,有了问题才能进行探究,而真实的问题情景则必须源于学生的学习和学生的生活,贴近学生生活的材料,学生更容易对它产生兴趣就像上述情景材料,对于一个教师由于疏忽而导致的后果,学生自然很感兴趣,而且每个人都想用自己的方法来证明这种错误行为所导致的后果,于是便有了上面的这些问题和下面的这些实验探究对“问题”做出的假设和猜想,不能是漫无边际的胡思乱想,这些假设和猜想都必须建立在学生目前所具备的知识的基础上,因此学生在进行假设和猜想时教师要做一些有意识的引导,给学生确定一个大致的方向,避免盲目性因此在猜想和假设后面应让学生说明做出这个假设和猜想的依据,它可以是学生已有的知识,也可以是学生在学习或生活中的经验而实验方案的设计应根据所学的知识设计合理、可行、简便的实验方案,再经过缜密的实验和细致地观察,从而找出有力的证据,为自己的假设和猜想提供佐证或者做出合理的解释因此在进行实验探究之前教师有必要对学生的设计过目,只要不涉及到实验安全等危险后果的,教师不要过多干预和修改学生的方案在探究活动中要善于对探究的全过程进行反思,如实验中出现的异常现象,实验中值得再探究的新问题,实验失败的原因等,并将这些问题与同学进行交流,取长补短,为今后的探究积累更多有用的经验同时由于学生知识的准备并不是十分充分,在探究中难免会遇到一些障碍,会产生畏难情绪,那么这时老师的引导就显得尤其重要第一小组在这里就遇到了一道坎,Na2c3溶液的酸碱性不知道,而且这瓶氢氧化钠是不是完全变质也不得而知,如果没有完全变质,其中的氢氧化钠也会使酚酸试液变为红色在问题的探究中,试剂的选择很重要,如果选择不当很可能会得出一个相反的结论当出现这种情况后,教师应当引导学生从所加试剂发生反应的结果去分析,从而引导学生找出恰当的试剂因此,在这时老师给予恰当的引导,会使学生感到柳暗花明、信心百倍[例1]为了证明长期暴露在空气中的氢氧化钠已经部分变质,请分别选用三种不同物质类别的试剂完成三种实验方案的设计,并填写实验报告步骤二实验方案步骤一选用试剂实验现象方案一取样2ml于试管中方案二取样2ml于试管中方案三取样2ml于试管中[解析]因为氢氧化钠溶液长期暴露在空气中会吸收CO2而生成NaCOsCV一能与H+结合转化为二氧化碳气体,与Ca2+能生成不溶于水的CaCOs沉淀则答案是方案一滴加适量盐酸,有气泡产生;方案二加入澄清石灰水,溶液变浑浊;方案三加入氯化钙溶液,溶液变浑浊[点评]这是一道热点试题,通过此题可以弄清盐的化学性质和碳酸根离子的鉴别方法要证明NaOH是否变质,首先要知道NaOH会怎样变质,变质后会生成一些什么样的物质NaOH在空气中变质,就必然要发生化学变化,空气中的各种成分能与NaOH发生化学反应的就只有二氧化碳,反应方程式为2NaOH+C0=Na C0+H02232所以NaOH变质后生成酸是NazCOs,要证明NaOH是否变质就变成了证明,其中是否产生了碳酸盐了鉴别碳酸盐有两种方法,一是产生气体,一是生成沉淀产生气体就必须加酸,酸与盐的反应的考察融入其间NaCO+2HCl=2NaCH-H O+CO t322生成沉淀有两法,一是加碱,碱与盐反应生成了另一碱和另一盐NaCO+CaOH=CaCO I+NaOH323生成沉淀的另一种方法为加盐,盐与酸反应生成另两盐NaC0+CaCl=CaC0I+2NaCl323L[北京市西城区中考题]某学生在家中建立了小小实验室,他收集的物质有厨房中的醋精、纯碱、高锌酸钾、味精、食盐,装修剩下的大理石碎片、生石灰、以及铜丝、铁丝、废干电池等利用以上物质,你认为他能制出哪些新物质?请写出这些物质的名称(至少两种)
2.(宜昌市中考题)“旺旺雪饼”袋有一个小纸袋,上面写着“干燥剂,主要成份为生石灰”
①生石灰(CaO)可用作干燥剂的理由是(用化学方程式表示)
②我对它做了一系列探究,获得较多收益,实验方法如下问题与猜想实验步骤实验现象实验结论问题1:小纸袋中的物质能否继续不能作干燥剂作干燥剂?问题2我猜想变质后的物质可能是
③我对它还有一个再探究的新问题__________________________________[参考答案]
1、二氧化碳氧气氢气氢氧化钠等
2、
①CaO+H2()=Ca(OH)2;
②问题1实验现象杯壁温度没有任何变化;问题2变质后的物质可能是CaCO3;实验步骤取少量粉末放入烧杯中,加入适量稀盐酸;实验现象有气泡产生实验结论变质后的物质可有是CaCOs
③其它合理问题都可以生活中食物、水果长久放置在空气中会变质,化学试剂会这样吗?常见的NaOH溶液长时间敞口放置在空气中是否会变质?如果会变质,原因是什么?【提出问题】氢氧化钠能与二氧化碳反应,现在实验室有一批久置的氢氧化钠,并且瓶口出现了白色粉末,一些同学对该氢氧化钠的成分产生了怀疑,是否变质及变质程度等问题充满了疑问今天这节课我们就该氢氧化钠的成分进行探究,已解决以上疑问如何知道氢氧化钠是否已变质呢?要探究氢氧化钠是否变质,是要探究什么的存在?【学生自学】学生讨论得出结论检验变质就是检验生成物碳酸钠是否存在学生设计实验方案进行实验学生方案
(1)取少量久置的氢氧化溶液,向其中滴加酚酰:(石蕊),观察溶液是否变红(蓝)学生方案
(2)取少量久置的氢氧化钠溶液,向其中滴入稀盐酸,如果有气泡产生,则固体氢氧化钠已变质学生方案
(3)取少量久置氢氧化钠溶液,向其中滴入氯化钙溶液,如果有白色沉淀产生,则固体氢氧化钠已变质学生方案
(4)取少量久置氢氧化钠溶液,向其中滴入石灰水,如果有白色沉淀产生,则固体氢氧化钠已变质生讨论方案
(1)不可行,因为碳酸钠与氢氧化钠溶液一样呈碱性,都能使无色酚醐溶液变红方案
(2)、
(3)
(4)可行【提问】既然已变质,那么是完全变质,还是部分变质呢?提出具体的问题引导学生思考
1、探究久置的氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质是探究什么物质的存在?
2、直接用酚醐检验行不行?
3、用什么除去溶液中的碳酸钠?【学生互评】对学生的几种方案请其他同学进行点评【总结】溶液中氢氧根离子的检验方法指示剂、镂盐、硫酸铜溶液等【能力提升】如果该瓶氢氧化钠溶液已经变质了,那它还有没有使用价值?并说明理由当氢氧化钠溶液部分变质时只要想办法除去其中已变质部分的碳酸钠,才能再继续使用!【提问】如何除去氢氧化钠溶液中的碳酸钠?学生方案取少量久置氢氧化钠溶液,向其中滴入足量的石灰水氯化钙溶液,至不再产生沉淀为止,取上层清液滴加酚醐、石蕊、氯化镂等观察现象【中考练兵】
5.露置在空气中的氢氧化钠溶液易变质生成碳酸钠1氢氧化钠固体曝露在空气中,容易,还能,所以必须密封保存2取少量已部分变质的氢氧化钠溶液于试管中,滴入足量稀盐酸后可观察到【应用提高】干燥剂生石灰放在空气中一段时间后,是否还有作用
1、是否变质?
2、是否全部变质?
3、变质后可能有哪些物质存在七板书设计氢氧化钠变质的探究
一、氢氧化钠变质的原因2NaOH+CO2=Na CO+H O
二、变质的氢氧化钠溶液是232否变质酸------------------------是否有气泡产生碱(石灰水)——是否有沉淀生成盐(氯化钙溶液)--是否有沉淀产生
三、变质的氢氧化钠溶液是部分变质还是全部变质加氯化钙(过量),有白色沉淀取上层清液,再加酚酸溶氢氧化钠固体变质的实验探究教学设想本课围绕氢氧化钠固体或溶液变质的问题,引导学生派生出“它是否变质?变成了什么的物质?如何检验烧碱固体或溶液是部分变质还是全部变质?如果变质,如何将杂质除去如果变质,变质的程度是多少?”通过这些真实问题的解决,学生的自我探究和综合应用知识的能力进一步得到了发展,使学生再一次经历科学探究的一般过程和方法的锻炼教学目标进一步深化氢氧化钠与二氧化碳反应的性质及相关物质的性质和转化关系的认识,并且可以复习巩固酸碱盐的部分化学性质和学会一些除杂的方法培养学生综合化学方程式计算的能力培养学生运用知识解决实际问题的能力和进行科学探究的方法与实验探究的能力激发学生开展科学探究和学习化学的兴趣探究方法创设情境、兴趣引导、分组实验探究教学过程NaOH固体易潮解,NaOH溶液又能与O发生反应生成Na2c和乩0,而空气中不仅含有CO2,还有水蒸气如果是氢氧化钠溶液久置在空气中也会与空气中的CO反应而变质创设情境,某校实验员在准备学生活动与探究的药品时,配制完NaOH溶液后,将一瓶未用完的NaOH固体忘了盖上试剂瓶盖,两天后,实验员发现瓶中出现了大量的白色粉末于是我在第二天上课时把这瓶敞口放置了两天的NaOH展示给学生观察,观察完后学生对这瓶敞口放置的NaOH固体产生了浓厚的兴趣,提出了各种各样的问题:
①这瓶NaOH固体是否变质了?
②如果变质了,变成了什么物质?怎么检验是否变质?
③这瓶NaOH固体是否全部变质了?
④如果未全部变质,如何除去杂质得到较纯净的NaOH
⑤如果变质,变质后质量怎么变化?
⑥如果变质,变质程度是多少?探究过程针对上述问题,把对同一问题感兴趣的学生分为一组,各组根据各自选定的一个问题先共同设计实验探究的方案,包括提出的问题、做出的假设(包含理由)、实验的设计(包含实验原理、操作以及实验预期的现象或结果),然后将设计交给我审阅,最后以兴趣小组活动的方式开展实验探究第一兴趣小组问题一这瓶NaOH固体是否变质?猜想与假设这瓶NaOH固体已经变质(根据氢氧化钠的性质,NaOH固体易潮解,然后会与空气中的二氧化碳反应即2NaOH+CC)2=Na2cO3+H2O)设计实验因为变质后生成了NazCOs,所以是否变质关键就是是否含有Na2c3根据NazCO和NaOH的性质区另IJ,如何使用不同类型的试剂(如酸碱盐)来加以鉴别如果是用酸,因为碳酸盐能与酸反应生成气体,现象为产生气泡,而氢氧化钠不能例如可用稀盐酸、稀硫酸或醋酸等等如果是用碱,某些碱能和碳酸盐反应生成沉淀,而氢氧化钠不能例如氢氧化银或氢氧化钙如果是用盐,某些盐能和碳酸盐生成沉淀,而氢氧化钠不能例如氯化领或氯化钙完成实验:操作现象得到无色透明溶液
1.分别取少量密封良好的NaOH固体和敞口放置的NaOH固体于试管中,加水溶解(作比较)学生纪录所产生的现象
2.用滴管分别向上述溶液中滴加鉴别的所需的各试种剂分析总结从实验现象上分析固体变质生成了碳酸钠,所以氢氧化钠变质了第二兴趣小组问题二如果变质了,变成了什么物质?猜想与假设NaOH在空气中变质后,变成了Na2c(因为2NaOH+CO2二二Na2cO3+H2O)o设计实验根据含c(V一的物质的特性,加入酸后能产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,即Na2co3+2HC1=二2NaCl+H20+C02t,C0+Ca(OH)CaCO l+H O223完成实验操作现象固体消失■1,取敞口放置的NaOH固体于试管有大量气泡产生中,加入一定量的盐酸,塞上带导管的单孔塞
2.将气体导入装澄清石灰水的试管中澄清石灰水变浑浊分析总结根据上述现象,说明产生了C02,也就说明固体物质的组成中含有C02-,3即NaOH变质后变为了Na C0o23第三兴趣小组问题三如果变质,那是全部变质还是部分变质呢?猜想与假设由于只是放置了一段时间,有可能是部分变质因为空气中CO2的体积分数只有
0.03%,含量毕竟很少,但也可能是全部变质设计实验因为部分NaOH固体变为NaOH和触能的混合物,全部变质就只有Na2cQ”所以只要通过实验证明其中含有NaOH即可反思这个地方是难点,有些学生会错误的认为可以用酚醐就可以了,因为全部变质就没有氢氧化钠,溶液就不呈碱性,如果部分变质有氢氧化钠,溶液呈碱性就要对学生指出,碳酸钠溶液也是呈碱性的,不管有没有变质,溶液都呈碱性,所以不可以用酚SL因此,要检验有氢氧化钠,必须先除去碳酸钠,如果溶液还显碱性,那么肯定是含氢氧化钠但是在除去碳酸钠的同时不能引进新的碱性的物质,否则就不能确定是氢氧化钠使得溶液呈碱性例如Na2cV CaCl=CaCO I+2NaCl,将Na2cO3除去,此步骤中不可加Ca0H223或BaOH,否则影响后续测定因为加Ca0H2或Ba0H2的话会生成氢氧化钠,2那么检验出来碱性,就不能说明是原来固体中有氢氧化钠,有可能是生成的完成实验操作现象得到无色溶液1取一定量的变质的NaOH固体于试管中加水使其全部溶解
2.向上述溶液中滴加氯化钙有白色沉淀生成或硝酸钢溶液,至不再产生沉淀为止
3.将2中的溶液静置后,取上无色酚醐变红或不变红层清液于另一支试管中,滴加几滴无色酚醐分析总结根据滴加无色的酚酸是否变红,得出其中是否含有NaOH,从而确定是部分变质还是全部变质第四兴趣小组问题四既然该瓶NaOH已经变质,还能使用吗?猜想与假设还能使用只要想办法除去其中已变质的部分Na2c就能再使用设计实验由于NaOH和Na2C3在组成上的不同,可加某种试剂除去其中的CV一即可完成实验操作现象
1.将部分变质的NaOH固体倒无色溶液入烧瓶中,加水使其全部溶解白色沉淀
2.向烧杯中加入氢氧化钢溶液,或澄清的饱和石灰水直至不再产生沉淀为止
3.将2中溶液静置后过滤沉淀留在滤纸上,得无色滤液分析结论除杂不能引进新的阴离子,所以一般采用碱例如加入。