《探秘NaHCO3溶液反应的Mg与饱和奇特现象》说播课ppt课件.ppt

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1、1/9/2023NaHCO3溶液反应的Mg与饱和奇特奇特现象探 秘一、教学目标一、教学目标1.1.掌握镁与饱和掌握镁与饱和NaHCO3溶液反应奇溶液反应奇特现象的核心知识特现象的核心知识;2.2.提高设计实验方案、进行实验操作、提高设计实验方案、进行实验操作、观察、描述并思考实验现象的科学探观察、描述并思考实验现象的科学探究能力究能力;3.3.形成多维度的化学学科核心素养。形成多维度的化学学科核心素养。二、教学流程二、教学流程 1.1.情景导入情景导入 2.2.提出问题提出问题 3.3.实验探究实验探究 4.4.微观分析微观分析 引发思考引发思考抓住本质抓住本质理论分析理论分析知识回顾知识回顾

2、5.5.总结提升总结提升 2023/1/9环环 节节1 1.情情景景导导入入（1 1）镁与）镁与酸酸反应剧烈反应剧烈,放出热量；放出热量；（2 2）镁与）镁与蒸馏水蒸馏水反应缓慢；反应缓慢；氢氢离离子子浓浓度度由由大大到到小小（3 3）镁与）镁与碱性溶液碱性溶液是否能反应？是否能反应？2023/1/9环环节节2 2.提提出出问问题题环环节节3 3.实实验验探探究究实验实验（2）镁与镁与pHpH值为值为8.488.48的的NaOH溶液反应溶液反应学生实验实验实验（1）镁与镁与pHpH值为值为8.488.48的的NaHCO3溶液反应溶液反应实验创新实验创新：将镁条插入玻璃导管将镁条插入玻璃导管好处

3、一好处一.可随时从试管中抽出玻可随时从试管中抽出玻璃导管，做到反应随开随停璃导管，做到反应随开随停,且且可重复利用，可重复利用，培养了学生绿色培养了学生绿色化学理念。化学理念。好处二好处二.插入溶液中的玻璃导管插入溶液中的玻璃导管类似于凸透镜，能使学生观察类似于凸透镜，能使学生观察现象更明显。现象更明显。实验现象镁与镁与pHpH值为值为8.488.48的的NaOH溶液溶液无无明显现象明显现象镁与镁与pHpH值为值为8.488.48的的NaHCO3溶液溶液:有有大量气体生成大量气体生成反应反应速率很快速率很快探探 究究.生生成成气气体体的的成成份份设计方案：设计方案：.可用点燃的方法验证可用点燃

4、的方法验证H2.可用澄清石灰水验证可用澄清石灰水验证CO2实验验证：实验验证：.验证验证H2环环节节3 3.实实验验探探究究理论分析：理论分析：Mg+HCO3-+H2O？气体？气体H2、CO2元素：元素：H、C、O（1 1）将镁条装入注射器；将镁条装入注射器；（2 2）吸取）吸取NaHCO3溶液，排尽空气；溶液，排尽空气；（3 3）再将针头插入橡皮塞中。）再将针头插入橡皮塞中。实验创新实验创新：将镁条装入注射器将镁条装入注射器步骤步骤：气体中含有气体中含有H2实验结果：气体可以燃烧气体可以燃烧实验现象：钠元素的焰色反应钠元素的焰色反应异常：异常：探探 究究.生生 成成 气气 体体 的的 成成

5、份份理论分析：理论分析：Mg+HCO3-+H2O？气体？气体H2、CO2设计方案：设计方案：.可用点燃的方法验证可用点燃的方法验证H2.可用澄清石灰水验证可用澄清石灰水验证CO2实验验证：实验验证：.验证验证H2环环 节节3 3.实实验验探探究究.验证验证COCO2 2用用COCO2 2传感器测传感器测“与镁反应，饱和与镁反应，饱和NaHCONaHCO3 3溶液中溶液中的的COCO2 2含量含量”约约900900秒秒学案信息：学案信息：20,20,标准标准大气压下大气压下,二氧化碳的二氧化碳的溶解度为溶解度为（体积比）（体积比）1:0.8781:0.878 实验分析：实验分析：约约900900

6、秒后秒后,NaHCO3溶溶液中开始有液中开始有CO2生成生成NaHCONaHCO3 3溶液中溶液中COCO2 2含量：含量：1.1.开始开始不为不为0 0；2.2.先先逐渐减小；逐渐减小；3.3.再再逐渐增加；逐渐增加；H H2 2(CO(CO2 2)900900秒后，何种反应生成秒后，何种反应生成CO2？启发思考：启发思考：2023/1/9实验验证：实验验证：溶液溶液温度升高温度升高酒精灯加热酒精灯加热MgMg与饱和与饱和NaHCONaHCO3 3溶溶液应该是放热反应液应该是放热反应学生再次分析：学生再次分析：NaHCO3与酸反应与酸反应在溶液中在溶液中受热受热分解生成分解生成CO2学生分析

7、：学生分析：利用温度传感器测约利用温度传感器测约3cm3cm镁条与约镁条与约3ml3ml饱和碳酸氢饱和碳酸氢钠溶液钠溶液反应温度变化实验图反应温度变化实验图实验结果：实验结果：300300秒升高秒升高3.6983.698,镁与饱和碳酸氢钠镁与饱和碳酸氢钠溶液是放热反应溶液是放热反应CO2传感器传感器测饱和测饱和NaHCO3溶液受热时溶液受热时溶液中的溶液中的CO2含量含量实验结果：实验结果：31.3 时，时，NaHCO3溶溶液中液中CO2含量增加含量增加，说明说明31.3 时，时，NaHCO3在在水中开始分解水中开始分解31.331.3溶液温度溶液温度逐渐升高逐渐升高环环 节节3 3.实实验验

8、探探究究NaHCO3在水中在水中31.331.3时开始分解时开始分解确实是放热反应确实是放热反应探探 究究.生生 成成 气气 体体 的的 成成 份份生成气体可能为生成气体可能为H2和和CO2验证验证1 1只能只能是是NaHCO3在溶液中受热分解在溶液中受热分解MgMg与饱和与饱和NaHCO3溶液反应是放热反应溶液反应是放热反应验证验证2 2验证验证3 3先先生成生成H H2 2、后后有有CO2生成生成猜想猜想1 1有大量气体生成有大量气体生成变化观念变化观念猜想猜想2 2猜想猜想3 3实验探究实验探究与创新意识与创新意识;借助借助创新实创新实验验和数字化和数字化实验验证实验验证宏观辨识宏观辨识

9、证据推理证据推理科学精神科学精神高中化学高中化学核心素养核心素养影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积等浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积等知识回顾：知识回顾：环环节节3 3.实实验验探探究究Mg+2H2O=H2+Mg(OH)2 （实质：与（实质：与H H+反应）反应）理论分析：理论分析：影响镁与碱性溶液反应速率的因素：影响镁与碱性溶液反应速率的因素：H+浓度、温度、浓度、温度、镁条与水的接触面积镁条与水的接触面积NaOH无法破坏镁层表面的无法破坏镁层表面的Mg(OH)2保护膜，所以在保护膜，所以在NaOH溶液中，溶液中，当然，当然MgMg与与N

10、aOHNaOH溶液几乎不反应。溶液几乎不反应。镁条无法与水有效接触镁条无法与水有效接触探探究究.影影响响镁镁与与碱碱性性溶溶液液反反应应速速率率的的因因素素p pH H值值相相同同的的碱碱性性溶溶液液与与镁镁反反应应，为为何何反反应应速速率率，一一 个个 较较 快快，一一 个个 几几 乎乎 为为0 0（无无 现现 象象）？pH=8.48pH=8.482023/1/9探探究究.影影响响镁镁与与碱碱性性溶溶液液反反应应速速率率的的因因素素环环节节3 3.实实验验探探究究学生猜想：学生猜想：NaHCO3作用作用：可能破坏：可能破坏Mg(OH)2保护膜保护膜理论分析：理论分析：知识回顾：知识回顾：1.

11、H1.H+浓度；浓度；2.2.温度；温度；3.3.镁条与水的接触面积镁条与水的接触面积2.HCO3-破坏破坏Mg(OH)2 保护膜保护膜 NaHCO3破坏破坏Mg(OH)2，生成生成MgCO3，MgCO3再和溶液中的再和溶液中的OH-进一步转变成碱式碳酸镁沉淀。进一步转变成碱式碳酸镁沉淀。Mg与与NaHCO3溶液反应原理：溶液反应原理：化学教与学化学教与学20142014年第年第1010期期8282页页.镁镁与碳酸氢钠溶液反应初探与碳酸氢钠溶液反应初探.吴文中吴文中1.Mg+2H2O=H2+Mg(OH)2 Mg(OH)2+2HCO3-MgCO3+CO32-+2H2O探探究究.影影响响镁镁与与碱

12、碱性性溶溶液液反反应应速速率率的的因因素素环环节节3 3.实实验验探探究究学生猜想：学生猜想：NaHCO3作用：可能破坏作用：可能破坏Mg(OH)2保护膜保护膜理论分析：理论分析：知识回顾：知识回顾：深度解析：深度解析：HCO3-能破坏能破坏Mg(OH)2保护膜，保护膜，大量大量H2的流的流动使得：在饱和动使得：在饱和NaHCO3溶液中，镁条与水溶液中，镁条与水接触面积长时间保持不变接触面积长时间保持不变1.H1.H+浓度；浓度；2.2.温度；温度；3.3.镁条与水的接触面积镁条与水的接触面积拓展延伸：拓展延伸：镁与饱和镁与饱和NaHCONaHCO3 3溶液反应溶液反应应该能长时间进行应该能长

13、时间进行实验验证：实验验证：9090分钟分钟左右左右135135分钟分钟左右左右5 5秒秒5 5分钟分钟左右左右1515分钟分钟左右左右3030分钟分钟左右左右4545分钟分钟左右左右6060分钟分钟左右左右3cm3cm镁条和镁条和3ml3ml饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液实验溶液实验 30min30min3cm3cm镁条和镁条和3ml3ml饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液实验溶液实验气压气压镁与饱和镁与饱和NaHCONaHCO3 3溶液在溶液在一段时间内一段时间内是匀速反应。是匀速反应。实验结果：实验结果：环环节节3 3.实实验验探探究究生生成成气气体体的的成成份份初次探究初次

14、探究 影影响响镁镁与与碱碱性性溶溶液液反反应应速速率率 的的因因素素再次探究再次探究 深度探究深度探究 探探究究镁镁与与饱饱和和N Na aH HC CO O3 3溶溶 液液匀匀速速反反应应原原因因定性分析：反应较快定性分析：反应较快反应速率反应速率:传统传统实验实验定量分析：匀速反应定量分析：匀速反应数字化数字化实验实验环环节节3 3.实实验验探探究究新课程标准理念：新课程标准理念：“以以学生学生为主体，为主体，以以教师教师为引导为引导”理论分析理论分析学生学生分组实验分组实验 学生学生设计方案设计方案 学生学生实验验证实验验证传统实验和传统实验和数字化实验数字化实验 相结合相结合找到原因找

15、到原因（教师引导教师引导）学生学生镁与饱和镁与饱和NaHCO3溶液反应现象奇特溶液反应现象奇特环节环节3 3总结：总结：三个奇特现象三个奇特现象原因原因根源根源反应放热，溶液达到反应放热，溶液达到31.331.3，NaHCONaHCO3 3分解分解HCOHCO3 3-能破坏能破坏Mg(OH)Mg(OH)2 2 保护膜，保护膜，相当长时间内能使镁条与水相当长时间内能使镁条与水接触面积保持不变接触面积保持不变饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液是缓冲溶液溶液是缓冲溶液由于由于NaHCONaHCO3 3溶液分解吸热，溶液分解吸热，导致溶液温度升高较慢导致溶液温度升高较慢2023/1/9NaHCO3

16、溶液溶液.先先有有H2、后后有有CO2.反应持续时反应持续时间很长；间很长；.一定时间内一定时间内是是匀速反应匀速反应探探究究课课探究探究1：生成气体的成份；：生成气体的成份；探究探究2：影响镁与碱性溶液反应速率的因素；：影响镁与碱性溶液反应速率的因素；探究探究3：镁与饱和：镁与饱和NaHCO3 溶液匀速反应原因；溶液匀速反应原因；探是手探是手段：段：目的在究：目的在究：“刨根刨根 究底究底”NaHCO3溶液溶液？环环节节4 4.微微观观分分析析NaHCONaHCO3 3溶液溶液中的中的主角主角HCO3-+HCO3-CO32-+H2CO3 K=1.28810-4 H=+27.5kJmol 溶液

17、溶液特点特点NaHCONaHCO3 3溶液是溶液是缓冲溶液缓冲溶液HCOHCO3 3-、COCO3 32-2-浓度相对浓度相对“较大较大”奇特性质奇特性质 奇特现象奇特现象反应持续时间很长反应持续时间很长一段时间内，匀速进行一段时间内，匀速进行先有先有H2，后，后有有CO2生成生成受热时，受热时，溶液温度溶液温度升高升高较慢较慢平衡平衡是是吸热过程吸热过程HCO3-、CO32-可可持续持续破坏保破坏保护膜，确保镁护膜，确保镁条表面积基本条表面积基本不变不变H H+浓度是基浓度是基本本不变不变的的环环 节节5 5.总总 结结 提提 升升Mg与饱和NaHCO3溶液反应的奇特奇特现象揭 秘三、三、反

18、思评价反思评价本节探究课，本节探究课，教师教师以以学生为主体学生为主体，运用各种教运用各种教学手段，学手段，采用启发式教学法采用启发式教学法，通过通过“理论分析理论分析设计方案设计方案 实验探究实验探究”，培养培养学生的动手能力，学生的动手能力，观察能力和探究精神观察能力和探究精神。落实落实了了“实验探究、创新实验探究、创新意识、微观探析、证据推理、变化观念与科学精意识、微观探析、证据推理、变化观念与科学精神神”等高中等高中化学核心素养！化学核心素养！亮亮亮亮点点点点1.1.以生为本，启发式教学，落实化学核心素养；以生为本，启发式教学，落实化学核心素养；提出问题提出问题发现奥秘发现奥秘设计方案

19、设计方案理论分析理论分析实验探究实验探究偶然实验三、三、反思评价反思评价亮亮亮亮点点点点2.2.创新实验和数字化实验相结合，创建高效课堂；创新实验和数字化实验相结合，创建高效课堂；从宏观到微观、从定性到定量对从宏观到微观、从定性到定量对“镁与饱和镁与饱和碳酸氢钠溶液反应碳酸氢钠溶液反应”进行全面分析进行全面分析2 2个创新实验个创新实验5 5个数字化实验仪器个数字化实验仪器COCO2 2传感器传感器、温度传感器、温度传感器气压传感器气压传感器、pHpH传感器传感器1.1.将镁条装入玻璃导管将镁条装入玻璃导管2.2.将镁条装入注射器将镁条装入注射器2023/1/9期待您的期待您的期待您的期待您的

20、指导指导指导指导镁与镁与Na2CO3溶液反应的初步探究结果：溶液反应的初步探究结果：2.2.镁与稀的镁与稀的Na2CO3溶液反应现象不明显，与饱和溶液反应现象不明显，与饱和Na2CO3溶液一开始反应就很快。溶液一开始反应就很快。1.1.镁与饱和镁与饱和Na2CO3溶液反应比较剧烈，比镁与饱溶液反应比较剧烈，比镁与饱和和NaHCO3溶液反应快，但持续时间没有饱和溶液反应快，但持续时间没有饱和NaHCO3溶液长。溶液长。4.4.镁与饱和镁与饱和Na2CO3溶液反应是放热反应。溶液反应是放热反应。3.3.镁与饱和镁与饱和Na2CO3溶液反应只有溶液反应只有H2生成。生成。四、探究延续四、探究延续 惊喜不断惊喜不断