“石灰石的利用”教学设计探究

2012-10-13李德前

中国现代教育装备 2012年22期

时颖李德前

本节课的教学内容选自上海教育出版社出版的九年级义务教育课程标准实验教科书《化学》(上册)。

一、教学思路

为了提高学习效率，在45分钟内顺利完成3种物质近20个知识点的教学任务，笔者在多媒体辅助下主要采用讲授法，但要确保“讲解简明扼要、描述生动形象、设疑恰到好处”。为了使教学过程条理分明，知识简洁有序，将教学内容调整为石灰石、生石灰、熟石灰三部分，并按照CaCO3→CaO→Ca(OH)2的逻辑顺序，围绕每种物质的性质、用途展开教学。教学中，笔者注重利用身边的实例(如宝成铁路109隧道火灾改线、食品自热剂、纸包干燥剂、化学破碎剂等)作为教学素材，使学生感到化学就在身边，学习化学有趣、有用。为了培养学生的辩证唯物主义思想，同时减轻学生的学习负担，笔者注重向学生渗透“性质决定用途”的学习观念。为了培养学生的实验能力，笔者安排了灼烧石灰石、生石灰溶于水、熟石灰显碱性、石灰水变浑、制作三合土等一系列实验。笔者还注意介绍我国古代劳动人民烧石灰、李冰修建都江堰、张九龄开凿梅岭古道、于谦俭朴清廉等史实，以激发学生的爱国主义情感。

化学史上描述化学反应的诗很少，但于谦的《石灰吟》却是一首别具一格的化学诗，作者托物言志，借助石灰石开采、石灰石分解、生石灰熟化、熟石灰硬化这4个连续的变化，表达自己不怕牺牲和坚守清白的品质。于是在新课结束之时，笔者引导学生探究《石灰吟》中的化学知识和人文思想，既水到渠成地总结了本节课的主要内容，又陶冶了学生的情操，从而完美地体现了科学与人文的统一。

二、教学目标

1.知道石灰石是重要的矿物资源

2.了解石灰石、生石灰、熟石灰的主要性质和重要用途，熟悉CaCO3，CaO和Ca(OH)2之间的相互转化关系

3.初步学会碳酸盐的检验方法

4.认识“性质决定用途”的辩证关系

5.培养爱国主义情感和正直向上的人品

6.激发问题意识和学习化学的兴趣

三、教学过程

师：2008年汶川大地震时，正通过宝成铁路109号隧道的一列运送燃油的火车脱轨并燃起大火，救援人员历时两天终将大火扑灭(适时投影相关图片)；但是“火烧水激”严重破坏了原本坚固的隧道，这段铁路只好重新选线。为什么“火烧水激”会破坏石灰岩呢？要搞清这一问题，我们就要研究石灰石。

师：首先，我们研究石灰石的性质和用途。

1.石灰石

师：石头有多种，富含CaCO3的石头属于石灰岩。我国石灰岩资源丰富，像石灰石、大理石、汉白玉、白垩等都属于石灰岩，它们分布广泛。

生：展示生活中富含CaCO3的几种物质，如贝壳、珍珠、鸡蛋壳、水垢等(要提前布置学生收集，以便课堂上展示)。

师：石灰石有哪些重要的性质呢？

(1)性质

教师演示实验：敲打石灰石，不易破碎；将一小块石灰石投入水中，一点不溶。

生：上述实验说明，石灰石坚硬、不溶于水。

学生分组实验：在酒精喷灯上灼烧一小块片状石灰石，待冷却后轻轻敲打，石灰石就碎了。

师：想一想，圆明园中大量的汉白玉建筑为什么会被大火烧毁？

生：CaCO3分解，变成了疏松的生石灰。

师：由金属离子和碳酸根离子组成的物质属于碳酸盐。

生：回忆实验室用石灰石与盐酸反应制取CO2的实验。

师：其他碳酸盐是否也能发生类似的化学反应呢？

学生分组实验：在纯碱、碳酸氢铵、铜绿中分别加入稀盐酸，然后将产生的气体通入石灰水，石灰水变浑浊。

[师生总结]碳酸盐都能与盐酸反应产生CO2。

师：所以，检验碳酸盐常用稀盐酸和澄清石灰水。

师：地质工作者在野外考察时，为什么随身携带一小瓶稀盐酸？

生：用来对发现的岩石进行初步的检验和分类。

师：物质的性质决定其用途。根据石灰石的性质，我们能推出石灰石具有哪些用途？

(2)用途

师：石灰石坚硬、不溶于水，且分布广泛，这些决定了它具有什么用途？

生：直接用作建筑材料。

师：埃及的金字塔、希腊的古城堡、印度的泰姬陵、中国的圆明园等宏伟建筑，都使用了大量精美的石灰岩(适时投影相关图片)。

师：根据CaCO3高温下能分解成CaO的性质，说明石灰石具有何种用途？

生：烧制生石灰。

师：我国在公元前7世纪就开始使用石灰，像城墙、庙宇、房屋、古长城的修筑等，都使用了生石灰。近年来，一些石灰厂由于生产设备简陋，又无任何污染防治设施，生产过程中烟雾、粉尘、噪音等，严重污染了周围环境。为了保护环境，必须全面淘汰土立窑石灰生产线，开办环保型机械立窑的石灰企业。

生：汇报家庭周边石灰厂的污染情况。

师：在玻璃、水泥行业需要大量的石灰石做原料；炼铁厂也需要石灰石来造渣。

生：观看炼铁高炉模型(了解石灰石在其中的用途)。

师：牙膏厂常用轻质碳酸钙作牙膏摩擦剂，这是为什么呢？

[师生探讨]轻质碳酸钙颗粒细、密度小，不会损伤珐琅质；不溶于水，可以长时间作用于牙齿表面。因而，轻质碳酸钙具有优良的洁齿能力。

2.生石灰

师：生石灰有哪些性质和用途呢？

师：展示刚才制得的生石灰样品。

(1)性质

学生分组实验：将生石灰放入水中，试管会发烫；静置后，取上层清液吹气，溶液变浑。

[师生总结]生石灰遇水变为熟石灰，同时放出大量的热。

师：“火烧水激”为什么会破坏石灰岩？

生：石灰石高温酥裂，遇水后又变为粉末，石灰岩因此“粉身碎骨”。

师：在没有火药的古代，开山修路多采用“火烧水激”的方法，就是利用石灰岩受热酥裂、遇水粉碎的原理。当年，蜀郡守李冰修建都江堰、唐宰相张九龄开凿梅岭古道都利用了这一技术(适时投影相关图片)。

师生一起观看林则徐虎门销烟的视频片段。

师：林则徐曾使用“烟土拌桐油焚毁法”销毁鸦片，但膏余却会渗入地中，吸毒者掘地取土，仍得十之二三。于是林则徐又想出了“海水石灰浸化法”，就是把烟土倒入海水泡浸半日，再投入生石灰，生石灰遇水便沸，烟土快速溶解，待退潮时再把池水放入海洋，从而彻底销毁烟土。

师：石头烧成石灰后，用途更广泛。

(2)用途

师：生石灰易吸水，吸水时能放出大量热，这些性质决定了它具有怎样的用途？

生：做干燥剂、发热剂。

师：展示生石灰干燥剂(装在多孔的纸袋内)、单兵自热食品(包装盒的夹层里装有生石灰)。

师：生石灰吸水膨胀产生的破坏力能使钢筋混凝土破裂，这一特性决定了生石灰具有何种用途？

生：生石灰可作化学破碎剂，用于拆除危旧楼房。

3.熟石灰

师：下面我们研究熟石灰的性质和用途。

师：展示刚才得到的熟石灰样品。

(1)性质

师：熟石灰是微溶于水的白色粉末。

学生分组实验：向潮湿的熟石灰中滴加酚酞试液，出现红色。

[师生总结]熟石灰显碱性。

师：石灰水要密封保存，建筑工地上配制的石灰乳要及时用完，这是为什么呢？

生：熟石灰易与空气中的CO2反应，生成CaCO3。

(2)用途

师：熟石灰遇CO2能逐渐变为坚硬的CaCO3，这一性质说明它有何用途？

生：熟石灰可用于砌砖、抹墙、铺路。

学生分组实验：用小锤击打几份三合土试样(分别在2天前、5天前、8天前用熟石灰、黏土和细砂调配成)，感觉其强度，说明配制时间较长的三合土更坚硬。

师：熟石灰显碱性，价格低廉，这些决定了它具有什么用途？

生：可用来治理酸性污染。

师：澄清石灰水遇CO2会出现明显的浑浊，这一性质决定了它具有什么用途？

生：检验CO2气体。

师：熟石灰的强碱性能使蛋白质变性，这决定了它具有何种用途？

生：用来消毒杀菌。

师：医院、疫区、灾区常撒生石灰，因为生石灰遇水变为熟石灰后就能消毒杀菌；冬天来临，人们也常在树干上涂抹石灰乳，这既可以杀菌，还能防止树木冻伤。

[师生总结]“三石”的性质和用途，同时适时呈现如下投影(见表1)：

表1

师：同学们在语文课上已经学习了明代民族英雄于谦在12岁时写的化学诗《石灰吟》，下面我们就来探究这首诗的化学内涵，同时欣赏作者如何托物言志、借物喻人。

师生共同朗读《石灰吟》：千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲，粉身碎骨浑不怕，要留清白在人间。

生：讨论《石灰吟》中蕴含的化学知识和人文思想。

[师生总结]首句“千锤万凿出深山”，道出了石灰石的来源，也说明石灰石坚硬，开采起来很不容易。第二句“烈火焚烧若等闲”，指的是石灰石煅烧分解，而“若等闲”3个字则象征仁人志士无论面临怎样的严峻考验都视若等闲。第三句“粉身碎骨浑不怕”，形象地写出生石灰遇水熟化变为粉末(熟石灰)，而“浑不怕”3个字则深寓不怕牺牲的精神。最后一句“要留清白在人间”，描述了熟石灰在空气中(吸收CO2)逐渐变为洁白、坚硬的CaCO3，同时表达作者要永远清白做人的高尚情操。

师：布置作业。(1)完成课后习题；(2)写一篇100字左右的《石灰自述》。