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碱的性质探究
浦东教育发展研究院 周玉枝
一、设计思想
本节课要研究碱的化学性质，教材采用了探究式的写法，目的是使学生能积极参与学习，能根据学过的知识来主动探究未知，从而对这部分内容有更深的认识。由于学生刚学过稀酸的化学性质，可以引导学生回忆稀酸的通性并据此类推碱的性质，实验探究之后再进行简单归纳和小结。对于二氧化碳与氢氧化钠反应的补充实验，由于准备比较费时，学生个人实验难度大，且观察起来现象很明显，可采用演示实验的方法。通过实验来落实知识的教学，能激发学生学习化学的兴趣，调动学生学习的主动性和积极性，让感性的知识上升到理论。
二、教学目标
1. 知识与技能
（1）掌握氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质，了解它们的用途。
（2）理解酸性氧化物的概念。
（3）掌握碱的通性。
2. 过程与方法
（1）通过知识的联系，增强学生比较、分析、归纳的能力。
（2）通过实验，培养学生的操作能力和观察能力。
3. 情感态度与价值观
通过碱的通性的学习，理解由个别到一般的认识事物的规律，感受量变到质变等辩证唯物主义观点。
三、重点和难点
教学重点：理解碱的四条通性。
教学难点：氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应。
四、教学用品
药品：氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、氯化铜溶液、氯化铁溶液、二氧化碳气体、石蕊试液、酚酞试液。
仪器：试管、广口瓶（或锥形瓶）、双空橡皮塞、小气球、胶头滴管。
媒体和教具：多媒体设备；课件。
五、教学流程
1. 流程图
2. 流程说明
Ø [1] 复习酸的通性，有助于类比学习碱的性质。
Ø [2] 根据酸的五条通性，类比猜测碱的化学性质，这能为学生学习碱的化学性质提供思路。
Ø [3] 通过实验验证NaOH和Ca(OH)2溶液与石蕊试液和酚酞试液的作用，观察实验现象，得出碱能使酸碱指示剂变色的结论。（上学期学生已经学过 NaOH和Ca(OH)2溶液与酸碱指示剂的反应，这里再通过实验加深印象）
Ø [4] 回忆酸碱中和反应，书写相关反应的化学方程式。
Ø [5] 回忆Ca(OH)2与CO2的反应，引出NaOH与CO2的反应，以学习碱与酸性氧化物的反应。
Ø [6] 教师演示教材上NaOH溶液与CO2反应的实验，引导学生讨论该实验设计的原理是利用了压强的改变来产生间接现象证明反应的发生。
Ø [7] 学习酸性氧化物的概念，知道碱能与酸性氧化物反应。
Ø [8] 通过两个简单的试管实验，使学生理解碱溶液能与某些盐溶液反应，生成新碱和新盐。
Ø [9] 归纳总结碱的通性，形成碱的通性的知识网络。
Ø [10] 通过思考与讨论固体NaOH长时间露置在空气中，可能会发生哪些变化？应该怎样保存固体氢氧化钠？来巩固对氢氧化钠物理和化学性质的理解。
Ø [11] 通过练习巩固学生对碱的通性的掌握；学习综合考虑酸和碱的性质来解决问题。
Ø [12] 尝试设计更多的实验方案来证明NaOH与CO2确实发生了反应，提高实验设计能力，和对知识的综合运用能力。
六、教学案例

1. 教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
以旧引新

上节课我们学习了酸的性质，知道稀酸具有五条通性。同学们还记得是哪五条通性吗？
酸为什么会有通性呢？
碱是否也具有通性呢？为什么？
今天我们一起来探究碱的化学性质。
回忆酸的通性。
酸都是由氢元素和酸根组成的
碱也有通性，因为碱的组成也比较相似，含有氢氧根。
复习酸的通性，有助于类比学习碱的性质。
猜测碱的化学性质
对照酸的通性，请大家猜测一下碱可能会与哪些物质反应呢？
下面让我们通过实验去验证我们的猜测。
（2已经学过，不重点讨论，5也不作过多拓展）
对照酸的通性，学生可能提出下列猜测
1.与指示剂反应；
2. 与酸反应；
3. 与酸性氧化物反应；
4.与盐反应；
5.与非金属反应。
猜测过程能为学生探究碱的化学性质提供思路。
碱与指示剂的反应
我们一起来探究碱的化学性质。请大家在氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液中分别滴入紫色石蕊试液、无色酚酞试液，观察并记录实验现象。
注意：因不溶性碱不能形成溶液，我们只研究可溶性的碱（ KOH、NaOH、Ca(OH)2 、Ba(OH)2 、NH3·H2O）使指示剂变色的情况。
结论一：碱溶液能使酸碱指示剂变色。使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红。
动手实验，观察并记录实验现象：

NaOH
溶液
Ca(OH)2
溶液
石蕊
变蓝
变蓝
酚酞
变红
变红

通过实验探究NaOH和Ca(OH)2溶液的化学性质。
与酸发生中和反应
前面我们学习了酸能和碱发生中和反应，生成盐和水，请大家来写几个酸碱中和反应的方程式。
注意：可溶性碱与酸反应需要借助于指示剂观察反应的进行；不溶性碱能溶解于酸中，而且只会与酸反应。

结论二：碱与酸发生中和反应生成盐和水。
1、氢氧化钠与盐酸、硝酸的反应方程式：
NaOH＋HCl →
NaCl＋H2O
NaOH＋HNO3→
NaNO3＋H2O
2、氢氧化钠中和精制石油时过量的硫酸的反应方程式：
2NaOH＋H2SO4→
Na2SO4＋2H2O
复习酸碱中和，熟悉相关方程式。
碱与非金属氧化物反应
金属氧化物大都是碱性氧化物，酸性氧化物可能是什么氧化物呢？我们学过碱与非金属氧化物的反应吗？
NaOH也能与CO2反应，大家根据石灰水与CO2反应的方程式，类比写出NaOH与CO2反应的方程式。
回忆石灰水中通入二氧化碳的现象，反应的方程式：Ca(OH)2+ CO2→ CaCO3↓+H2O；
2NaOH+CO2→Na2CO3+ H2O。

将已有知识纳入新的认知结构。
演示NaOH与CO2的反应
演示教材P15的实验：在充满二氧化碳的锥形瓶中，加入少量氢氧化钠浓溶液，迅速塞紧带有玻璃管和气球的橡皮塞，振锥形瓶。
提问：小橡皮泡会逐渐涨大的原因是什么？

观察实验现象，讨论原因：氢氧化钠跟二氧化碳反应生成碳酸钠和水，二氧化碳气体在反应中消耗了，集气瓶中气体压强下降，空气通过短玻管进入橡皮泡而使小橡皮泡膨胀。
观察实验现象，理解实验原理。
形成酸性氧化物的概念
酸性氧化物──能与碱反应生成盐和水的氧化物叫做酸性氧化物。
注意：大多数非金属氧化物都属于酸性氧化物，如：CO2、SO2、SO3 等；CO、 NO、 H2O等少部分非金属氧化物不属于酸性氧化物。
硫酸工厂排放的尾气里含有污染环境的二氧化硫，将尾气通过氢氧化钠溶液，可以大大减少二氧化硫的含量，写出反应的化学方程式。
尝试写出NaOH与SO3、Ca(OH)2与SO2反应的化学方程式。
2NaOH+SO2 →
Na2SO3+ H2O；
Ca(OH)2+ SO2→
CaSO3+H2O；
2NaOH+SO3→
Na2SO4+ H2O；

结论三：碱与酸性氧化物反应生成盐和水。
学习酸性氧化物的概念，知道碱能与酸性氧化物反应。
实验探究碱与盐的反应
在两个试管中分别加入3毫升氯化铜溶液和氯化铁溶液，观察溶液各显什么颜色。再分别加入1毫升NaOH溶液。
结论四：碱能与某些盐溶液反应生成新的碱和新的盐。
巩固练习：写出氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液、氯化铁溶液的反应。（用此方法可制取氢氧化钠）
观察试管里的颜色变化。写出反应的化学方程式。
2NaOH+CuCl2→Cu(OH)2↓+ 2NaCl
蓝色溶液 蓝色沉淀
3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl
棕黄色溶液 红褐色沉淀Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH。
学习碱和盐的反应。碱和盐的反应第六章还会学习，此处不作过多要求。
归纳总结碱的通性
组织学生共同归纳碱的通性;
1.碱与酸碱指示剂反应。
2.碱与酸反应生成盐和水。
3.碱与酸性氧化物反应生成盐和水。
4.碱与某些盐溶液反应生成新碱和新盐。
师生互动，共同归纳碱的通性。
形成碱的化学性质的认知结构。
思考与讨论
固体NaOH长时间露置在空气中，可能会发生哪些变化？
应该怎样保存固体氢氧化钠？
氢氧化钠不仅吸收空气中的水分发生潮解，而且还能跟空气中的二氧化碳起反应。
密封保存。
创设情景，巩固对NaOH物理、化学性质的掌握。
练习巩固
1．盛有盐酸、水、氢氧化钠溶液的三瓶无色液体，请选用一种试剂将它们鉴别开来。
2．完成下列化学方程式：
（1）NaOH + SO2
（2）NaOH + H2SO4
（3）NaOH + CuSO4
考虑酸和碱性质的不同，选择酸碱指示剂中的紫色石蕊试液来鉴别。
书写化学方程式。
将酸和碱的性质联系起来解决问题。
设计实验方案
NaOH与CO2反应的产物Na2CO3也能溶于水，反应时观察不到明显的现象，怎么证明反应确实发生了呢？
还有什么方法可以用来证明这个反应确实发生了呢？
大家可以回忆一下前面学习过的证明NaOH溶液和盐酸发生反应的实验设计。

小组讨论：
①是否可以用酸碱指示剂？不可以，产物也显碱性
②能否验证反应后的生成物？可以，碳酸钠与盐酸反应会产生气泡。
③利用压强原理，还可以有哪些方法？
提高学生实验设计能力。

2. 主要板书
三、碱的化学性质（通性）
1.碱溶液能与酸碱指示剂作用。
能使紫色石蕊试液变蓝，使无色酚酞试液变红。
2.碱与酸反应生成盐和水。
NaOH+HNO3→NaNO3+H2O
2NaOH+H2SO4→Na2SO4+2H2O
3.碱溶液与酸性氧化物反应生成盐和水。
2NaOH+CO2→Na2CO3+ H2O；
2NaOH+SO2 → Na2SO3+ H2O；
4.碱溶液与某些盐溶液反应生成新碱和新盐。
2NaOH+CuCl2→Cu(OH)2↓+ 2NaCl
蓝色溶液 蓝色沉淀
3NaOH+FeCl3→Fe(OH)3↓+3NaCl
棕黄色溶液 红褐色沉淀
Ca(OH)2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaOH（用此方法可制取氢氧化钠）

3. 相关链接
烧碱的物理性质：纯的无水氢氧化钠为白色半透明结晶状固体，熔点为318.4℃，市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白色，有块装、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。在空气中易潮解并吸收二氧化碳。易溶于水，氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。固体氢氧化钠溶解或浓溶液稀释时放出热量。
烧碱的化学性质：烧碱易溶于水，溶液呈强碱性。氢氧化钠水溶液由于浓度不同,可以生成含有1、2、3.5、4.5和7个水分子的水合物。它是一种重要的强碱性化工原料，腐蚀性极强，对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用。与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应；与无机酸反应生成相应的盐类；能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能皂化酯类，生成相应的有机酸钠盐和醇；能脱除化合物中的氯化氢，如氢氧化钠与氯丙醇反应生成环氧丙烷和氯化钠。
烧碱的用途： 烧碱被广泛应用于与人们日常生活息息相关的产品制造，同时也被应用于生产纸浆和造纸业，生产肥皂和洗涤剂，化学，清洁，炼油，冶金，食品，生产人造纤维和纺织等工业领域。在石油炼制工业中用于除去硫化氢和硫醇类的硫化物。用于食品加工（蔬菜水果去皮）和精制植物油。可代替部分纯碱制造玻璃。加工再生胶，酸性废水处理及阴离子交换树脂再生等。烧碱在造纸工业中发挥着重要的作用。由于其碱性特质，它被用于煮和漂白纸页的过程。烧碱被广泛应用于水处理。在污水处理厂，烧碱可以通过中和反应减小水的硬度，调节水的pH；对废水进行中和；通过沉淀消除水中重金属离子。在工业领域，是离子交换树脂再生的再生剂。在纺织工业中，烧碱被用于纤维的最终处理和染色。烧碱一直被用于传统的生活用途，直到今天，肥皂、香皂和其它种类的洗涤用品对烧碱的需求量依然占烧碱的15％左右。制造肥皂是烧碱最古老和最广泛的用途，在制造肥皂的过程中，烧碱被用来中和脂肪酸。
烧碱的腐蚀性：烧碱具有极强腐蚀性，其溶液或粉尘溅到皮肤上，尤其是溅到粘膜，可产生软痂，并能渗入深层组织。灼伤后留有瘢痕。溅入眼内，不仅损伤角膜，而且可使眼睛深部组织损伤。如不慎溅到皮肤上立即用清水冲洗10min；如溅入眼内，应立即用清水或生理盐水冲洗15min，然后再点入2%奴佛卡因。严重者速送医院治疗。 空气中烧碱粉尘最高容许浓度为0.5 mg/m3。 操作人员工作时必须穿戴工作服、口罩、防护眼镜、橡皮手套、橡皮围裙、长统胶靴等劳保用品。应涂以中性和疏水软膏于皮肤上。生产车间应通风良好。
熟石灰的用途：
1. 环保中和剂：作为强碱性药剂中和酸性废水或者重金属废水，使酸性废水成为中性。吸收锅炉烟气中的SO2，使排放烟气含硫量符合环保标准。对废水中胶体微粒能起助凝作用，并作为颗粒核增重剂，加速不溶物的分离。能有效的去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子。
2. 化工原料、添加剂、助剂、填料制革、冶金、涂料、石油润滑油、造纸、食品、药品、饲料等。
3. 其他用途：材助割剂、土壤稳定剂、混凝土调质剂、化学试剂、石膏板嵌缝凝结剂、建筑粘合剂配料，烷基磺酸钙、医药止酸剂、收敛剂、硬水软化剂、塑料纤维等。
4. 废水处理效果比较，是废水处理的常规碱性药剂，与含量30%的氢氧化钠碱液相比，每吨氢氧化钠碱液的价格与每吨氢氧化钙粉剂相当，但从处理效果看，采取氢氧化钙粉剂的价格还不到采用氢氧化钠碱液的50%，从混凝脱色的效果看也要优于氢氧化钠碱液，是全世界公认的首选碱性中和药剂。
七、教学反思
本章的实验较多，学生多次经历利用实验探究物质的性质和根据性质设计实验解决问题的过程，在促进学生理解酸和碱的性质的同时，对学生的实验操作、设计和评价能力应该有一定的促进作用。
本章中学生两次经历对没有明显现象的反应设计实验产生间接现象来证明反应确实发生了，第一次是证明NaOH溶液和盐酸确实发生了反应，当时考虑到学生的实验设计能力，只是让学生阅读讨论教材实验的原理，做到对这一方法的了解。本节课中NaOH和CO2的反应也是先请学生阅读理解教材实验的原理，在课的最后请学生自行设计实验方案，由于证明这个反应的方案可以有很多，教师也可以在学习了盐的性质之后单独安排一节课深入全面地讨论这些方案并让学生动手实验。
碱性氧化物部分练习几个拓展方程式的目的是帮助学生理解概念，对于一般学生不要求他们过多的记忆这些拓展的方程式。第六章将会系统学习碱和盐的反应，此处的介绍只为构建碱的化学性质的完整网络，不作过多要求。