环节一:情境导入,生成项目驱动问题(5 分钟)
- 教师演示:取一粒泡腾片投入盛有蒸馏水的烧杯中,引导学生观察 “大量气泡快速产生” 的宏观现象;播放 “天宫课堂” 中泡腾片与水球相遇的实验视频,提问:“太空中的泡腾片为何也能产生气泡?这些气泡是什么?泡腾片里藏着怎样的化学秘密?”
- 补充生活情境:“感冒时医生建议喝泡腾片水溶液,它能补充维生素 C,同时产生的气泡让饮用更愉悦。结合生活经验,你觉得泡腾片的成分可能有哪些?”
- 发放泡腾片产品说明书,引导学生快速提取核心成分:维生素 C、碳酸氢钠、柠檬酸、淀粉等。
- 聚焦核心驱动问题:“碳酸氢钠(盐)和柠檬酸(酸)遇水后为何会产生气泡?产生的气体是什么?背后的化学原理是什么?”
环节二:项目探究,分层破解奥秘(30 分钟)
任务 1:猜想与假设 —— 锁定气体成分(5 分钟)
- 问题拆解:“根据泡腾片的成分(含 C、H、O、Na 等元素)和已有知识,气泡可能是什么气体?为什么?”
- 小组讨论:各小组结合元素守恒定律、气体性质进行猜想,记录员整理猜想及依据,示例如下:
猜想气体 | 依据 | 排除理由 |
CO₂ | 成分含 C、O 元素,酸与盐可能反应生成 | - |
O₂ | 成分含 O 元素,可能发生氧化反应 | - |
H₂ | 成分含 H 元素 | H₂易燃易爆,不符合食品安全性 |
N₂ | 可能来自空气 | 成分中无 N 元素,元素不守恒 |
CO | 成分含 C、O 元素 | CO 有毒,不符合食品要求 |
- 共识形成:各小组发言人分享猜想,教师引导总结,锁定核心猜想气体 ——CO₂或 O₂。
任务 2:实验验证 —— 检验气体成分(15 分钟)
- 方案设计:“如何通过实验验证猜想?请结合提供的实验药品和器材,设计检验 CO₂和 O₂的实验方案。” 教师提供实验思路支架:“气体检验需依据特性,如 CO₂能使澄清石灰水变浑浊,O₂能使带火星木条复燃。”
- 分组实验:各小组按照设计方案开展实验,记录员实时填写任务单(如下表),教师巡回指导,纠正操作错误(如导气管连接、药品用量等)。
实验步骤 | 实验现象 | 现象分析 | 初步结论 |
1. 取少量泡腾片放入试管,加适量蒸馏水,立即塞上带导气管的橡胶塞,将导气管另一端通入澄清石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 | 石灰水与气体发生反应生成白色沉淀 | 气体含 CO₂ |
2. 另取一支试管,放入少量泡腾片,加适量蒸馏水,待气泡产生时,将燃着的木条放在试管口 | 燃着的木条熄灭 | 气体不支持燃烧 | 进一步佐证 CO₂(排除 O₂) |
3. 重复步骤 2,将带火星的木条放在试管口 | 带火星的木条未复燃 | 气体无助燃性 | 确认不含 O₂ |
4. 用湿润的蓝色石蕊试纸靠近气泡 | 试纸变红 | 气体溶于水呈酸性 | 符合 CO₂的性质 |
3.结论提炼:各小组发言人汇报实验结果,教师总结:“泡腾片遇水产生的气体为 CO₂,这是碳酸氢钠与柠檬酸反应的产物。”
任务 3:微观探析 —— 解析反应原理(10 分钟)
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