混合碱中碳酸氢钠百分含量测定
一、使用教材
高中化学人教版必修一第三章几种重要的金属化合物。
实验器材
表1
实验器材表
朗威数字化实验仪器
pH传感器、温度传感器、CO2传感器、浊度传感器
传统实验仪器及药品
三颈烧瓶、磁力搅拌器、铁架台、试管、0.2mol/L
CaCl2溶液、0.2mol/L
NaHCO3溶液
实验创新要点
教学模式创新
以解决真实问题“混合碱中碳酸氢钠百分含量测定”为内容，采取项目化学习的模式。为学生提供了广阔的空间和舞台，学生可以用所学的知识，发散思维，创造性的解决问题，将理论与实践结合，在强化知识体系的同时，思维得到锻炼，培养学科素养。
实验研究方法创新
1.探究Ca2+和HCO3-反应的时候，运用了pH传感器、温度传感器、CO2传感器进行综合表征，将微观过程可视化、形象化，帮助学生分析、理解Ca2+和HCO3-反应原理。
2.研究低浓度Ca2+和HCO3-反应时，借助浊度传感器，突破人眼观察的局限，浊度的变化体现出沉淀的不断生成，帮助学生更好的理解Ca2+和HCO3-浓度较低相遇时，反应速率慢，沉淀量少，积累到一定程度后，肉眼方可观察到。
3.不仅从实验实践角度进行研究，又从理论进行计算，多方位多角度帮助学生理解，在原有认知基础上进行拓展和延伸。
四、实验设计思路及原理
实验教学模式设计
课前：布置项目内容——项目实施
课中：项目汇报，解决项目实施过程中出现的问题
课后：交流评价
探究实验设计原理
1.用pH传感器测定混合溶液的酸碱性变化，体现HCO3-的电离过程；温度传感器测定混合溶液的温度变化，排除温度对反应的影响；CO2传感器测定混合溶液中CO2含量变化，体现H+与HCO3-的结合。将微观过程可视化，帮学生体会HCO3-电离出CO32-，Ca2+和CO32-结合生成CaCO3沉淀，电离出的H+与HCO3-结合，生成CO2气体，所以观察到白色沉淀和气泡。
2.浊度传感器能测量溶液对光的阻碍程度，阻碍程度越大，说明溶液中的悬浮物越多。虽然人眼观察不到明显的浑浊，但浊度值的变化，直观体现出反应的真实发生。
五、实验教学目标
（一）知识与技能
1.夯实碳酸钠与碳酸氢钠的基础知识，强化知识体系，能够在头脑的知识网络中，按需所取。
2.学生组装仪器的过程中，对基础仪器的用途进一步认识、并能利用已有仪器自己组装有特殊功能的仪器。
3.学生在处理实验所得数据，锻炼了分析能力、计算能力。
（二）过程与方法
1.学生在实践中自己总结构建典型定量实验方法模型（差量法、体积法、沉淀法等），在以后定量测定中可以灵活应用，举一反三。
2.探究金属离子与碳酸氢根反应的过程，把新的认知和原有的认知的矛盾进行同化、提升。
3.学生在项目化完成的过程中，体会了定量实验的过程。
（三）情感态度与价值观
在实践中能运用化学思维，将“学”与“用”有机整合在一起，习惯性的运用已储备的知识去解决问题，体会化学学科在生产生活中的应用。
实验教学内容
学生利用自己已有的知识，设计实验方案、进行实验，解决“混合碱中碳酸氢钠百分含量测定”问题
解决项目实施过程中的问题：探究Ca2+和HCO3-反应原理
实验教学过程
图1
教学过程图
实验效果评价
学生对于能有机会自己用所学的知识解决问题表现的非常积极兴奋，触动了学习化学的热情；在项目实施过程中，能够互相合作讨论，请教老师，主动查阅资料，自主学习能力有所提高，但是个别基础薄弱的同学参与度略低。
拓展应用
项目化学习的模式的应用
在研究Na2O、Na2O2混合物中含量测定、原电池制作等很多实验问题都可以应用该模式，这种模式能有效的提高学生的学习能力和动手能力，激发学习原动力。
实验方法应用
1.利用pH传感器、温度传感器、CO2传感器也可以研究锰离子、亚铁离子等其它金属离子与碳酸氢根反应问题。
2.利用浊度计可以对有微量沉淀生成反应进行定性和定量研究。可以观察浊度随时间的变化，从而研究外界条件改变对反应速率的影响，甚至可以尝试通过某段时间内浊度的变化，进行换算，定量计算该段时间内的平均反应速率。(共24张PPT)
混合碱中碳酸氢钠百分含量测定
PART
01
PART
02
PART
03
PART
04
步步为营——教学目标
抽丝剥茧——探究异常
推陈出新——实验设计
与创新点
应运而生——提出项目
PART
05
PART
06
付诸实践——项目实施
项目化学习
智慧碰撞——成果交流
学生情况
掌握了高中阶段全部知识；机械性记忆、被动接受知识，欠缺自主学习和解决实际问题的能力；
一.应运而生——学习模式的确定
2017版课标
学习金字塔理论
设计目标：
思维建模
学以致用
提高素养
其它方法
体积组
沉淀组
思维导图组
二.付诸实践——项目的实施
二.付诸实践——项目的实施
项目组建立
组内讨论
实验方案
二.付诸实践——项目的实施
老师给予指导
组内分工
二.付诸实践——项目的实施
进入实验室进行实验
数据
处理分析
形成
项目成果
三.智慧碰撞——成果交流
三.智慧碰撞——成果交流
三.智慧碰撞——成果交流
问题一：为什么用CaCl2做沉淀剂，沉淀质量会偏大？
部分学生推测NaHCO3与CaCl2发生了反应
问题二：NaHCO3与CaCl2是否真的能发生反应呢？通过实验证实。
学生实验：0.2mol/LNaHCO3与CaCl2混合
问题四：NaHCO3与CaCl2反应的原理是什么呢？通过手持技术帮助分析。
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
朗威数字化实验仪器
pH传感器、温度传感器、CO2传感器
传统实验仪器及药品
三颈烧瓶、铁架台、磁力搅拌器、0.2mol/LCaCl2溶液、0.2mol/L
NaHCO3溶液
PH传感器
二氧化碳
传感器
温度传感器
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
温度
pH
CO2
CO2
pH
HCO3-
H++CO32-
CO32-+Ca2+==CaCO3↓
H++HCO3-==CO2+H2O
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
问题一：为什么用CaCl2做沉淀剂，沉淀质量会偏大？
部分学生推测NaHCO3与CaCl2发生了反应
问题二：NaHCO3与CaCl2是否真的能发生反应呢？通过实验证实。
学生实验：0.2mol/LNaHCO3与CaCl2混合
问题三：NaHCO3与CaCl2反应的原理是什么呢？通过手持技术帮助分析。
学生根据数据，从平衡角度分析原理
实验
理论
问题四：根据H2CO3的电离平衡常数、CaCO3的溶解平衡常数等数据计算0.2mol/LNaHCO3至少与多大浓度的CaCl2溶液等体积混合能出现CaCO3沉淀。
学生进行理论计算，需要1.2×10-5.4mol/L
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
NaHCO3溶液
1
0.2
0.04
0.015
0.01
CaCl2溶液
1
0.2
0.04
0.015
0.01
立即产生白色浑浊
立即产生白色浑浊
8分钟出现浑浊
5小时后微弱浑浊
看不到浑浊
解决认知冲突
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
浊度传感器
0.04mol/L
NaHCO3与CaCl2溶液
等体积混合
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
解决认知冲突
部分金属离子+HCO3-
碳酸盐沉淀+CO2
+H2O
暂时硬水的软化
Ca2++2HCO3-=CaCO3
+CO2
+H2O
四.抽丝剥茧——探究实验“异常”现象
生产
生活
拓展应用
五.交流评价——提升自我
实验成功与失败的经验交流
组间互评、组内互评、自评
五.推陈出新——实验设计与创新点
课前
课中
课后
微课学习
回顾知识
自由分组
项目实施
项目组讨论方案
人员分工
进行传统实验
成果汇报
交流分享
异常现象
探究实质
总结方法
构建模型
实验探究
手持技术
理论计算
组内组间互评自评
调查问卷
经验交流
基于“真实问题情景”的“学”与“用”有机结合的项目化实验探究学习模式
学习模式创新：
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知识与技能
过程与方法
情感态度
价值观
①夯实碳酸钠与碳酸氢钠的
基础知识，强化知识体系，
能够在头脑的知识网络中，
按需所取。
②学生组装仪器的过程中，
对基础仪器的用途进一步认识、
并能利用已有仪器自己组装有
特殊功能的仪器。
③学生在处理实验所得数据，
锻炼了分析能力、计算能力。
①学生在实践中自己总结构建典型定量实验方法模型（差量法、体积法、吸收法、沉淀法），在以后定量测定中可以灵活应用，举一反三。
②学生在项目化完成的过程中，体会了定量实验的过程
培养高阶思维，提升能力，
运用已有的知识进行解释，把新的认知和原有的认知的矛盾进行同化、提升。在实践中能运用化学思维，将“学”与“用”有机整合在一起，习惯性的运用已储备的知识去解决问题。
六.步步为营——教学目标
教育就是一棵树摇动一棵树，一朵云推动一朵云，一个灵魂唤醒另一个灵魂!
谢谢！
