視頻標(biāo)簽：二氧化碳的綜合利用

所屬欄目：初中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：滬版九年級化學(xué)下冊第九章《二氧化碳的綜合利用》（復(fù)習(xí)課）江蘇省 - 蘇州

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化學(xué)與社會(huì)發(fā)展—— 
《二氧化碳的綜合利用》（復(fù)習(xí)課） 
                            
一、 設(shè)計(jì)前思考 
在確定課題前思考了以下問題： 
1.復(fù)習(xí)課在新課基礎(chǔ)上，學(xué)生無論在知識層面、認(rèn)知能力還是思維能力都要有所提升。復(fù)習(xí)課不是簡單的新課的翻炒，不炒冷飯。但是怎么提升？提升到什么程度？需要反復(fù)思考。 
2.化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，課堂要以實(shí)驗(yàn)貫穿其中，那么做什么實(shí)驗(yàn)，既能讓學(xué)生看到新課實(shí)驗(yàn)的影子，又能在此基礎(chǔ)上有新的發(fā)現(xiàn)，沖破學(xué)生舊的認(rèn)知，從而激發(fā)新的動(dòng)力與熱情去學(xué)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑、敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新，不斷完善知識體系 
3.化學(xué)是一門有用的學(xué)科、美麗的學(xué)科，學(xué)習(xí)它不是僅為了考試，更多的是將學(xué)到的知識為社會(huì)作貢獻(xiàn)、創(chuàng)造價(jià)值，與此同時(shí)學(xué)會(huì)與自然和諧共處。 
4.建立化學(xué)學(xué)習(xí)的一般思維，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)一個(gè)物質(zhì)形成一個(gè)規(guī)律、一個(gè)方法。 二、設(shè)計(jì)思路 
傳統(tǒng)的復(fù)習(xí)課教師往往采用講解示范及大量練習(xí)的方式促進(jìn)學(xué)生掌握知識，提高學(xué)生的應(yīng)試能力，但隨著時(shí)間的流逝，學(xué)生對所學(xué)知識幾乎會(huì)遺忘的一干二凈。其實(shí)學(xué)生所領(lǐng)悟的每一個(gè)知識點(diǎn)上所鐫刻著的學(xué)科觀念才能根植于學(xué)生思想之中，所以本節(jié)課想讓學(xué)生形成超課堂之外的持久價(jià)值。通過世界關(guān)注的環(huán)境問題，碳資源危機(jī)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考如何有效利用二氧化碳從而來解決溫室效應(yīng)，同時(shí)解決碳資源危機(jī)問題。課堂通過二氧化碳直接作為氣體肥料，合成碳酸鹽、合成有機(jī)物三個(gè)板塊再識二氧化碳。重點(diǎn)研究了二氧化碳合成碳酸鹽，通過學(xué)生熟悉的向澄清石灰水中持續(xù)吹二氧化碳變渾濁后竟然變澄清了引出課題，讓學(xué)生沖破舊的認(rèn)知，獲得新知：二氧化碳通入澄清石灰水不僅可以引進(jìn)碳酸根離子還能引進(jìn)碳酸氫根離子。引發(fā)思考：那么二氧化碳持續(xù)通過氫氧化鈉溶液是否也有這個(gè)規(guī)律？通過軟塑料瓶驗(yàn)證二氧化碳與碳酸鈉溶液的繼續(xù)反應(yīng)。再引發(fā)思考：利用二氧化碳持續(xù)通入堿溶液能在溶液中引進(jìn)碳酸根離子、碳酸氫根離子，利用這一原理，那么二氧化碳能否合成化學(xué)工業(yè)之母純堿呢？引導(dǎo)學(xué)生分析使用氫氧化鈣、氫氧化鈉溶液的不可行性后，尋找其他常見的堿溶液——氨水，又如何引進(jìn)鈉元素等一系列問題的研究，將學(xué)科知識與認(rèn)知過程、思維方法、社會(huì)生活相融合。讓學(xué)生將二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)內(nèi)化，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。 三、教學(xué)目標(biāo) 
1.知識目標(biāo)：復(fù)習(xí)二氧化碳的性質(zhì)，學(xué)會(huì)根據(jù)信息書寫化學(xué)方程式。 2.能力目標(biāo)： 
2.1通過有趣的情境：發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——結(jié)合所學(xué)知識或查閱資料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問題，學(xué)生學(xué)會(huì)研究性自主學(xué)習(xí)的一般思路。 
2.2 通過元素守恒的思想，形成化學(xué)合成的一般思路。通過物質(zhì)轉(zhuǎn)化內(nèi)在規(guī)律，學(xué)會(huì)敢于預(yù)測未知反應(yīng)。 
2.3 通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，觀察能力，語言表述能力 3.情感目標(biāo)： 
3.1通過有趣的情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，學(xué)生以“學(xué)習(xí)主人翁”的姿態(tài)融入課堂 3.2通過解決有趣情境中的問題，讓學(xué)生體會(huì)到生活中處處有化學(xué)，化學(xué)處處為人類做貢獻(xiàn)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 四、教學(xué)過程 
 
                    
             
                    
                            【教師】二氧化碳與人類的命運(yùn)密切相關(guān)。我們說二氧化碳是天然的化肥，這是為什么？ 【學(xué)生】參與光合作用，促進(jìn)植物生長。 
【教師】是的，這一反應(yīng)也是地球上一切生物的能源之源。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類向大氣中排放的二氧化碳正以每年4%的速度增長，形成的溫室效應(yīng)給人類生產(chǎn)、生活造成嚴(yán)重影響。一方面提倡低碳生活和生產(chǎn)，減少二氧化碳的排出，但是限制二氧化碳排放在很大程度上影響現(xiàn)代工業(yè)和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此如何有效利用二氧化碳正引起世界的關(guān)注。我們來看看兩個(gè)小伙子是如何有效利用二氧化碳的？ 【播放視頻】捕捉二氧化碳轉(zhuǎn)化為氣體肥料。 【過渡】直接捕捉二氧化碳為人類所用是一個(gè)很好的想法，我們也可以思考利用二氧化碳合成有用的物質(zhì) 
【教師】根據(jù)你已有的知識你可以將二氧化碳合成哪些物質(zhì)？ 【學(xué)生】討論思考 
【教師】師生共同總結(jié)合成碳酸鹽、有機(jī)物（PPT播放） 
【教師】我們首先來做一下大家熟悉的二氧化碳合成碳酸鹽實(shí)驗(yàn)。大家仔細(xì)觀察，看現(xiàn)象有什么不同。 
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】向盛有等量等濃度的澄清石灰水中持續(xù)吹氣（一男一女，一壯一瘦，增強(qiáng)趣味性）；對比實(shí)驗(yàn)：向盛有等量等濃度的氫氧化鈉溶液中持續(xù)吹氣（一男一女，一壯一瘦。）（實(shí)驗(yàn)通過手機(jī)投屏到PPT大屏，學(xué)生可以清晰觀看） 【學(xué)生】觀察時(shí)，學(xué)生驚呼誰的試管溶液變渾濁了 【教師】強(qiáng)調(diào)快，兩個(gè)學(xué)生都變渾濁了喊停 【教師】澄清石灰水變渾濁，化學(xué)方程式 【學(xué)生】書寫 
【教師】4位同學(xué)繼續(xù)吹 
【學(xué)生】觀察時(shí)，學(xué)生驚呼誰的變澄清了 【教師】強(qiáng)調(diào)快，兩個(gè)學(xué)生都變澄清了喊停 【學(xué)生】突破新課認(rèn)識，獲得新知 
【教師】剛才大家兩次驚呼，先變渾濁，先變澄清為什么？ 【學(xué)生】可能會(huì)說肺活量大 
【教師】引導(dǎo)肺活量大，其實(shí)是單位時(shí)間內(nèi)，吹出的二氧化碳多，即什么影響了反應(yīng)速率 【學(xué)生】二氧化碳濃度 
【教師】竟然變澄清了，說明哪個(gè)物質(zhì)沒有了？ 【學(xué)生】碳酸鈣 
【教師】持續(xù)通二氧化碳，很有可能碳酸鈣和誰反應(yīng)了？ 【學(xué)生】二氧化碳 
【文獻(xiàn)】老師告訴大家生成的易溶于水的物質(zhì)是碳酸氫鈣（PPT播放） 【教師】大家根據(jù)信息試著寫一寫化學(xué)方程式 【學(xué)生】書寫，一起討論正誤 
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】加熱剛才變澄清的溶液，觀察到又變渾濁 
【教師】試管中這一神奇的變化如果發(fā)生在大自然中，會(huì)有怎樣的奇觀呢？  
PPT展示溶洞、鐘乳石圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考溶洞、鐘乳石形成與上述變化的關(guān)系 當(dāng)然，自然界中發(fā)生這樣變化，據(jù)考證，1mm的鐘乳石的生成要花上百年的時(shí)間，
可見大自然造物神奇卻不是很容易，大家要注意保護(hù)。 【教師】結(jié)合你所學(xué)的知識，該如何保護(hù)呢？ 
【教師】引導(dǎo)：這些旅游景點(diǎn)經(jīng)常會(huì)控制每天的旅游人數(shù)，除安全角度外，對溶洞的保護(hù)有
 
                    
             
                    
                            沒有意義呢？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)今天所學(xué)知識解釋 
【教師】所以我們在享受自然界美麗、感嘆自然界的神奇之外，一定要學(xué)會(huì)保護(hù)自然，和自然和諧相處。 
【過渡】剛才，在氫氧化鈉溶液中沒有明顯現(xiàn)象，那么它有沒有發(fā)生類似氫氧化鈣溶液中的反應(yīng)呢？ 【學(xué)生】有 
【教師】你怎么知道？ 
【學(xué)生】前面我們做過氫氧化鈣和氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的能力大小的比較實(shí)驗(yàn) 
    已經(jīng)知道2NaOH + CO2= Na2CO3 + H2O， 
【設(shè)問】那么Na2CO3會(huì)不會(huì)與CO2和H2O繼續(xù)反應(yīng)呢？ 
在前面學(xué)習(xí)沒有現(xiàn)象的中和反應(yīng)，我們通過輔助實(shí)驗(yàn)，證明了這種“無形”的反應(yīng)在真正發(fā)生。我們思考可以增加哪些輔助實(shí)驗(yàn)？ 
【教師】展示軟塑料瓶，熟悉吧，今天我們還是用軟塑料瓶來一展身手。 
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】向盛有二氧化碳的軟塑料瓶中倒入飽和碳酸鈉溶液，旋緊瓶塞振蕩。觀察現(xiàn)象 【激發(fā)思考】軟塑料瓶變癟，一定能證明碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)嗎？有沒有其他想法？ 【學(xué)生】可能二氧化碳與水反應(yīng) 【教師】那怎么辦？ 【學(xué)生】對比實(shí)驗(yàn) 【教師】怎么設(shè)計(jì) 
【學(xué)生】將等量的蒸餾水倒入盛滿二氧化碳的軟塑料瓶中。 
【結(jié)論】根據(jù)現(xiàn)象，得出結(jié)論Na2CO3與CO2和H2O會(huì)反應(yīng)，根據(jù)元素守恒觀推測應(yīng)該是碳酸氫鈉，大家試著寫寫化學(xué)方程式。 【學(xué)生】書寫，一起討論訂正 
【過渡】二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng)可生成兩種重要物質(zhì)：碳酸鈉（蘇打）、碳酸氫鈉（小蘇打） 
純堿在日常生活和化學(xué)工業(yè)中用途很廣，是工業(yè)生產(chǎn)一個(gè)非常重要的原料，被譽(yù)為“化工之母”，常用于硬水軟化、洗滌劑生產(chǎn)、食品加工、石油精煉、粗鹽精制、玻璃制造等領(lǐng)域。 【教師】那工業(yè)上如何制備純堿呢？ 【學(xué)生】思考，想可能的方法 
復(fù)分解反應(yīng)是否可行？ 
二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中是否可行？ 碳酸氫鈉加熱是否可行？ 
【教師】引導(dǎo)學(xué)生分析方案的可行性 【學(xué)生】討論思考 
【教師】二氧化碳通入溶液，可以形成碳酸根，那么我們還有一個(gè)常見的堿？ 【學(xué)生】氨水。 
【教師】那如何引進(jìn)鈉元素？思考自然界什么物質(zhì)可以提供豐富的鈉元素？ 【學(xué)生】思考、找到氯化鈉 
【教師】老師也很好奇，二氧化碳通入飽和銨鹽水會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？ 【演示實(shí)驗(yàn)】最終析出白色固體 
【教師】PPT展示侯氏制堿工藝流程圖： 
 
                    
             
                    
                             
【教師】大家來根據(jù)框圖寫寫合成碳酸鈉的總化學(xué)方程式 【學(xué)生】書寫化學(xué)方程式 【教師】展示分步方程式 
【教師】提出疑問：氯化鈉和碳酸氫銨反應(yīng)生成氯化銨和碳酸氫鈉，基本反應(yīng)類型是？為什么能反應(yīng)？ 
【教師】提供氫氧化鈉、氯化銨、碳酸氫鈉溶解度數(shù)據(jù) 【學(xué)生】分析并闡述理由 
侯德榜為了實(shí)現(xiàn)中國人自己制堿的夢想，揭開索爾維法生產(chǎn)的秘密，打破洋人的封鎖，全身心都投入到研究和改進(jìn)制堿工藝上，經(jīng)過5年艱苦的摸索，經(jīng)過了500多次循環(huán)試驗(yàn)，分析了2000多個(gè)樣品，每個(gè)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過30多遍重復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于在1926年生產(chǎn)出合格的純堿并且使食鹽利用率從70%提高到96%，1939年首先提出并自行設(shè)計(jì)的新的聯(lián)合制堿法的連續(xù)過程，使純堿工業(yè)和氮肥工業(yè)得到發(fā)展。人類化學(xué)工業(yè)史上寫下了光輝的一頁,在學(xué)術(shù)界也獲得了相當(dāng)高的評價(jià)。 
【過渡】這是侯德榜先生對碳酸鹽工業(yè)的偉大貢獻(xiàn)，解決了二氧化碳轉(zhuǎn)化成碳酸鹽，現(xiàn)代科學(xué)家也在潛力研究二氧化碳合成有機(jī)物 
【教師】PPT例舉（能找到圖片用圖片展示）： 
二氧化碳合成甲烷 
                  二氧化碳合成甲醇、乙醇                   二氧化碳合成尿素 
                  二氧化碳合成有機(jī)高分子 
二氧化碳合成生產(chǎn)農(nóng)藥、食品、塑料的中間體（丙酸C3H6O3）等等 
分析這些反應(yīng)的困難……科學(xué)研究的艱難之處在于不是尋找到一個(gè)反應(yīng)就是一個(gè)發(fā)明，真正的發(fā)明還要各種因素要考慮。當(dāng)然一旦這些研究能將實(shí)用地將自然界過多的二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的能源和化工產(chǎn)品，那不僅解決溫室效應(yīng)問題，也會(huì)對緩解全球全球碳資源危機(jī)也有深遠(yuǎn)的意義。盡管如此，我們依然面臨極大的挑戰(zhàn)，這個(gè)偉大事業(yè)需要同學(xué)們共同努力。 【回家作業(yè)】觀看視頻，總結(jié)侯氏制堿的優(yōu)點(diǎn)。圍繞原料是否易得、價(jià)廉？物質(zhì)是否可循環(huán)利用？工藝是否綠色環(huán)保？ 
五、教學(xué)后記 
本節(jié)課以世界關(guān)注的如何有效利用二氧化碳著手，引導(dǎo)學(xué)生大膽思考，從捕捉二氧化碳直接利用到利用二氧化碳合成有用的碳酸鹽、有機(jī)物，用一條主線貫穿整個(gè)課堂，通過二氧化碳持續(xù)通入澄清石灰水、氫氧化鈉溶液兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究，得出二氧化碳通入堿溶液中可以在溶液中引進(jìn)碳酸根離子、碳酸氫根離子的結(jié)論，從而激發(fā)學(xué)生思考如何由二氧化碳合成化工之母碳酸鈉，尋找合適的堿和如何引入鈉元素，激發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新、敢于突破，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的能源和化工產(chǎn)品，一方面解決自然界過多的二氧化碳引起的溫室效
 
                    
             
                    
                            應(yīng)，另一方面解決碳資源危機(jī)。 
現(xiàn)場評委總結(jié)本節(jié)課呈現(xiàn)四個(gè)特點(diǎn)：1.點(diǎn)亮新燈，體現(xiàn)化學(xué)特立獨(dú)行的美。2.明亮邏輯，用二氧化碳的三大運(yùn)用貫穿課堂。3.照亮現(xiàn)實(shí)，化學(xué)是一門實(shí)用的科學(xué)。4.閃亮創(chuàng)意，用簡單方法呈現(xiàn)侯氏制堿工藝。 
同時(shí)也有遺憾和繼續(xù)需要探討的問題：1.二氧化碳使澄清石灰水先變渾濁后變澄清，平時(shí)老師都會(huì)這么描述，在備課過程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際是很難做到讓變渾濁的石灰水完全變澄清，本節(jié)課為了證明變澄清的溶液加熱能再次變渾濁，使得實(shí)驗(yàn)不受干擾，是通過過濾得到了完全澄清的溶液。2.本節(jié)課還是用19世紀(jì)的眼光教19世紀(jì)的化學(xué)，正如趙華老師所說教師要善于用發(fā)展的眼光去教化學(xué)，要教20世紀(jì)、21世紀(jì)的化學(xué)，這樣才能培養(yǎng)學(xué)生用發(fā)展的眼光看化學(xué)、看世界。

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