氮?dú)獾降啄懿荒苤С秩紵?/h1>
2011-12-31 00:00:00季暉
新課程學(xué)習(xí)·上 2011年9期
義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教課書《化學(xué)》九年級(jí)（上冊(cè)）第26頁(yè)在介紹二百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究空氣的組成后發(fā)現(xiàn)：空氣的組成為氮?dú)夂脱鯕狻?/p>
1774年法國(guó)的化學(xué)家拉瓦錫提出燃燒的氧化學(xué)說，否定了燃素學(xué)說。拉瓦錫在進(jìn)行鉛、汞等金屬的燃燒實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)有一部分金屬變?yōu)橛猩姆勰?，空氣在鐘罩?nèi)體積減小了■，剩余的空氣不能支持燃燒，動(dòng)物在其中會(huì)窒息。他把剩下的■氣體叫做氮?dú)猓ㄔ囊馑际遣恢С稚?，在他證明了普利斯特里和舍勒從氧化汞分解制備出來的氣體是氧氣以后，空氣的組成才確定為氮?dú)夂脱鯕?。這對(duì)二百多年前的拉瓦錫來講，是一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)，但對(duì)我們今天的人來講，這只是空氣組成發(fā)現(xiàn)的初級(jí)階段。筆者這里要討論的是氮?dú)饽懿荒苤С秩紵膯栴}。在拉瓦錫那個(gè)時(shí)代，他得出“氮?dú)饧炔荒芄┙o呼吸，也不能支持燃燒”的結(jié)論是可以理解的，因?yàn)槟菚r(shí)的活潑金屬的單質(zhì)還沒有發(fā)現(xiàn)和制備出來，況且，氮?dú)獾睦∥拿脑馐恰安荒芫S持生命”，而不是“不能支持燃燒”。但是，在課本的第29頁(yè)討論版塊中又寫到：
“在測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)?。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和日常生活經(jīng)驗(yàn)討論：
燃燒著的紅磷熄滅了，這種現(xiàn)象說明氮?dú)饽懿荒苤С秩紵?？……?/p>
那么，這時(shí)教師是把學(xué)生向能支持燃燒方面引導(dǎo)呢，還是向不能支持燃燒方面引導(dǎo)呢？向能支持燃燒方面引導(dǎo)吧，與課本前面的敘述相矛盾；向不能支持燃燒方面引導(dǎo)吧，又與事實(shí)不相吻合。因?yàn)榈獨(dú)饽苤С纸饘冁V等活潑金屬的燃燒，這在后續(xù)課程高中教材（蘇教版必修Ⅰ第56頁(yè)）要討論。從本質(zhì)上講，氮?dú)庵械氐幕蟽r(jià)是0價(jià)，氮元素的化合價(jià)有+5、+4、+3、+2、+1、0、-3等，0價(jià)的氮可以得到電子化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)，具有氧化性。所以筆者認(rèn)為：為了避免學(xué)生的誤解，完全可以將此討論題刪去，由學(xué)生自己去領(lǐng)悟，由后續(xù)課程去討論。如果有學(xué)生問起，可作適當(dāng)解釋。也可采用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行協(xié)助，進(jìn)行科學(xué)討論：
首先，我們?nèi)私贪娼炭茣系膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)了如下所示的實(shí)驗(yàn)：
探索實(shí)驗(yàn)：氮?dú)獾降啄懿荒苤С秩紵?/p>
實(shí)驗(yàn)器材：水槽、鐘罩、燃燒匙、橡膠塞、酒精燈、火柴、膠布、紅磷
實(shí)驗(yàn)原理：紅磷與鐘罩內(nèi)空氣中的氧氣反應(yīng)，生成五氧化二磷固體，使鐘罩內(nèi)剩下的氣體主要為氮?dú)猓m然仍然有其它雜質(zhì)氣體，但不影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)），這時(shí)鐘罩內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，水面上升；如果此時(shí)打開鐘罩頂部鐘罩口的橡皮塞，則外界空氣將進(jìn)入鐘罩內(nèi)，從而使鐘罩內(nèi)的氧氣濃度增大，進(jìn)而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)。為了避免這種情況的發(fā)生，我們采用了先向鐘罩外的水槽內(nèi)注水，使鐘罩內(nèi)外的水平面一樣高，從而使鐘罩內(nèi)外的壓強(qiáng)基本相等，這樣我們就制取了可供后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用的氮?dú)猓緱l、紅磷等不能在氮?dú)庵腥紵?，但鎂、鈉等活潑金屬可在氮?dú)庵腥紵?/p>
操作步驟：
（1）如圖1所示，連接實(shí)驗(yàn)裝置
（2）在燃燒匙內(nèi)放入紅磷，加熱至燃燒后，伸入鐘罩內(nèi)，并立即塞緊塞子，可以觀察到鐘罩內(nèi)有大量白煙生成。待反應(yīng)結(jié)束后，白煙逐漸消失，鐘罩內(nèi)水面上升，鐘罩外水面下降，待恢復(fù)至原來溫度后（如圖2所示）向鐘罩外的水槽內(nèi)注水，使鐘罩內(nèi)外的水面一樣高。（如圖3所示）
（3）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的木條伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的木條在氮?dú)庵邢?，說明木條在氮?dú)庵胁荒苋紵?/p>
（4）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的紅磷伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的紅磷在氮?dú)庵邢?，說明紅磷在氮?dú)庵胁荒苋紵?/p>
（5）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的鎂條伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的鎂條在氮?dú)庵心芾^續(xù)燃燒，說明氮?dú)饽苤С宙V條的燃燒）
（6）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的金屬鈉伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的金屬鈉能在氮?dú)庵欣^續(xù)燃燒，說明氮?dú)饽苤С纸饘兮c的燃燒）
由此，我們可以得出結(jié)論：氮?dú)獠荒苤С帜緱l、紅磷等物質(zhì)的燃燒，但可以支持金屬鈉、金屬鎂等物質(zhì)的燃燒，而不是氮?dú)獠荒苤С秩紵慕Y(jié)論。
（作者單位 江蘇省東臺(tái)市實(shí)驗(yàn)中學(xué)）
義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教課書《化學(xué)》九年級(jí)（上冊(cè)）第26頁(yè)在介紹二百多年前，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫用定量的方法研究空氣的組成后發(fā)現(xiàn)：空氣的組成為氮?dú)夂脱鯕狻?/p>
1774年法國(guó)的化學(xué)家拉瓦錫提出燃燒的氧化學(xué)說，否定了燃素學(xué)說。拉瓦錫在進(jìn)行鉛、汞等金屬的燃燒實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)有一部分金屬變?yōu)橛猩姆勰?，空氣在鐘罩?nèi)體積減小了■，剩余的空氣不能支持燃燒，動(dòng)物在其中會(huì)窒息。他把剩下的■氣體叫做氮?dú)猓ㄔ囊馑际遣恢С稚?，在他證明了普利斯特里和舍勒從氧化汞分解制備出來的氣體是氧氣以后，空氣的組成才確定為氮?dú)夂脱鯕?。這對(duì)二百多年前的拉瓦錫來講，是一個(gè)偉大的發(fā)現(xiàn)，但對(duì)我們今天的人來講，這只是空氣組成發(fā)現(xiàn)的初級(jí)階段。筆者這里要討論的是氮?dú)饽懿荒苤С秩紵膯栴}。在拉瓦錫那個(gè)時(shí)代，他得出“氮?dú)饧炔荒芄┙o呼吸，也不能支持燃燒”的結(jié)論是可以理解的，因?yàn)槟菚r(shí)的活潑金屬的單質(zhì)還沒有發(fā)現(xiàn)和制備出來，況且，氮?dú)獾睦∥拿脑馐恰安荒芫S持生命”，而不是“不能支持燃燒”。但是，在課本的第29頁(yè)討論版塊中又寫到：
“在測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)中，集氣瓶?jī)?nèi)剩下的氣體主要是氮?dú)?。結(jié)合實(shí)驗(yàn)和日常生活經(jīng)驗(yàn)討論：
燃燒著的紅磷熄滅了，這種現(xiàn)象說明氮?dú)饽懿荒苤С秩紵?？……?/p>
那么，這時(shí)教師是把學(xué)生向能支持燃燒方面引導(dǎo)呢，還是向不能支持燃燒方面引導(dǎo)呢？向能支持燃燒方面引導(dǎo)吧，與課本前面的敘述相矛盾；向不能支持燃燒方面引導(dǎo)吧，又與事實(shí)不相吻合。因?yàn)榈獨(dú)饽苤С纸饘冁V等活潑金屬的燃燒，這在后續(xù)課程高中教材（蘇教版必修Ⅰ第56頁(yè)）要討論。從本質(zhì)上講，氮?dú)庵械氐幕蟽r(jià)是0價(jià)，氮元素的化合價(jià)有+5、+4、+3、+2、+1、0、-3等，0價(jià)的氮可以得到電子化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)，具有氧化性。所以筆者認(rèn)為：為了避免學(xué)生的誤解，完全可以將此討論題刪去，由學(xué)生自己去領(lǐng)悟，由后續(xù)課程去討論。如果有學(xué)生問起，可作適當(dāng)解釋。也可采用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行協(xié)助，進(jìn)行科學(xué)討論：
首先，我們?nèi)私贪娼炭茣系膶?shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)了如下所示的實(shí)驗(yàn)：
探索實(shí)驗(yàn)：氮?dú)獾降啄懿荒苤С秩紵?/p>
實(shí)驗(yàn)器材：水槽、鐘罩、燃燒匙、橡膠塞、酒精燈、火柴、膠布、紅磷
實(shí)驗(yàn)原理：紅磷與鐘罩內(nèi)空氣中的氧氣反應(yīng)，生成五氧化二磷固體，使鐘罩內(nèi)剩下的氣體主要為氮?dú)猓m然仍然有其它雜質(zhì)氣體，但不影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)），這時(shí)鐘罩內(nèi)的氣體壓強(qiáng)減小，水面上升；如果此時(shí)打開鐘罩頂部鐘罩口的橡皮塞，則外界空氣將進(jìn)入鐘罩內(nèi)，從而使鐘罩內(nèi)的氧氣濃度增大，進(jìn)而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)。為了避免這種情況的發(fā)生，我們采用了先向鐘罩外的水槽內(nèi)注水，使鐘罩內(nèi)外的水平面一樣高，從而使鐘罩內(nèi)外的壓強(qiáng)基本相等，這樣我們就制取了可供后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用的氮?dú)猓緱l、紅磷等不能在氮?dú)庵腥紵?，但鎂、鈉等活潑金屬可在氮?dú)庵腥紵?/p>
操作步驟：
（1）如圖1所示，連接實(shí)驗(yàn)裝置
（2）在燃燒匙內(nèi)放入紅磷，加熱至燃燒后，伸入鐘罩內(nèi)，并立即塞緊塞子，可以觀察到鐘罩內(nèi)有大量白煙生成。待反應(yīng)結(jié)束后，白煙逐漸消失，鐘罩內(nèi)水面上升，鐘罩外水面下降，待恢復(fù)至原來溫度后（如圖2所示）向鐘罩外的水槽內(nèi)注水，使鐘罩內(nèi)外的水面一樣高。（如圖3所示）
（3）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的木條伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的木條在氮?dú)庵邢?，說明木條在氮?dú)庵胁荒苋紵?/p>
（4）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的紅磷伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的紅磷在氮?dú)庵邢?，說明紅磷在氮?dú)庵胁荒苋紵?/p>
（5）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的鎂條伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的鎂條在氮?dú)庵心芾^續(xù)燃燒，說明氮?dú)饽苤С宙V條的燃燒）
（6）打開鐘罩頂部的橡皮塞，將燃著的金屬鈉伸入鐘罩內(nèi)，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（燃著的金屬鈉能在氮?dú)庵欣^續(xù)燃燒，說明氮?dú)饽苤С纸饘兮c的燃燒）
由此，我們可以得出結(jié)論：氮?dú)獠荒苤С帜緱l、紅磷等物質(zhì)的燃燒，但可以支持金屬鈉、金屬鎂等物質(zhì)的燃燒，而不是氮?dú)獠荒苤С秩紵慕Y(jié)論。
（作者單位 江蘇省東臺(tái)市實(shí)驗(yàn)中學(xué)）
