由學生的作業(yè)引發(fā)的一次探究課

何丹

一、課題的由來

“硝酸的性質(zhì)-銅與濃、稀硝酸的反應”是魯科版化學必修一第三章第二節(jié)的內(nèi)容，在上完本節(jié)課后，給學生布置了一份練習，但是其中有兩題錯誤率比較高，錯的也都類似（如下圖）。

批改完作業(yè)后，筆者認真的思考，學生會出現(xiàn)大面積相同的錯誤，肯定是對原理理解不夠清楚。課后找了幾個同學了解情況，學生告訴我說，硝酸的強氧化性是其中+5價的氮原子表現(xiàn)出來的，所以上面的練習也是根據(jù)這個原理來解題的。筆者恍然大悟，學生只是記得由+5價的氮原子的強氧化性，而忽略了只有在酸性條件下才表現(xiàn)出強氧化性。由此，設(shè)計了以下的課程。

二、教學過程

[引言]硝酸是我們中學常見的三大強酸之一，除了具有酸的通性外，還具有強氧化性，能將銅這種不活潑的金屬氧化，以及碳這種非金屬氧化。下面給大家看昨天做的的練習。

Cu+2HNO3Cu（NO3）2+H2↑四、鹽類的水解

鹽的水解是中和的逆反應，屬于復分解反應。

1.強酸弱堿鹽的水解

強酸弱堿鹽溶于水后，金屬陽離子（包括NH+4）能與H2O電離出的OH-結(jié)合成弱電解質(zhì)，隨著c（OH-）減小，水的電離平衡向右移動，在建立新平衡時溶液中c（H+）>c（OH-），故強酸弱堿鹽水解顯酸性，如Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，所以在配制FeCl3溶液時應加入少量鹽酸，抑制水解，避免溶液混濁。

2.弱酸強堿鹽水解

弱酸強堿水解實質(zhì)是弱酸根離子與水反應，如CO2-3+H2OHCO-3+OH-，HCO-3的水解更多微弱，所以Na2CO3水解的離子方程式可用上式表示。Na2CO3俗名純堿，與其水溶液呈堿性有著直接的聯(lián)系。

3.弱酸弱堿鹽水解

弱酸弱堿鹽的陰、陽離子都發(fā)生水解，習慣上稱為雙水解。由于陰、陽離子的水解相互促進，一部分弱酸弱堿鹽的水解可以進行到底，如2Al3++3S2-+6H2O2Al（OH）3↓+3H2S↓，像NH+4與CO2-3或HCO-3等就不能完全水解到底，可以大量共存。

五、其他二元化合物的水解

在歸納水的化學性質(zhì)時，電石與水的反應很容易被忽略，因為是在講有機化學部分乙炔的實驗室制法時才出現(xiàn)的，CaC2+2H2OCa（OH）2+C2H2↑。分析該反應的機理，應是帶正電的Ca2+與水中的OH-結(jié)合，帶負電的C2-2與水中的H+結(jié)合，促進水的電離，使反應繼續(xù)進行。其他二元化合物即使不是離子化合物，只要有一定極性也會與極性的水分子發(fā)生類似的反應，規(guī)律是正價元素與氫氧根結(jié)合；負價元素與氫結(jié)合，由此讀者不難與推斷Mg3N2、Al4C3等物質(zhì)與水反應的生成物，并進一步寫出化學方程式了。

六、鹽的水合

由于陰、陽離子與極性水分子的靜電作用、絡(luò)合作用以及氫鍵等原因一些鹽溶液在結(jié)晶的過程中常常會析出含有一定數(shù)目水分子的晶體，最常見的是CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O結(jié)晶水合物中，水分子與鹽的結(jié)合并不十分牢固，加熱可使之分解，CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O，由于在CuSO4·5H2O的晶體中結(jié)晶水與CuSO4的結(jié)合方式不同，使之分解溫度也不同，2011年高考化學全國新課標卷第26題就是根據(jù)CuSO4·5H2O受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線）編擬的試題，讀者不妨找來參考。

七、水與有機物的反應

大海是生命的搖籃，所有生物的生命活動都離不開水，水雖屬無機物，但在有機化學中充當著舉足輕重的角色。

1.加成反應

如CH2=CH2+H2O催化劑CH3CH2OH

CH≡CH+H2O催化劑CH3CHO

工業(yè)上利用以上兩個反應可生產(chǎn)乙醇和乙醛。

2.水解反應

鹵代烴的水解

R-X+H2ONaOHROH+HX

酯的水解

R-COOR′+H2ORCOOH+R′OH

糖類、蛋白質(zhì)、油脂等也都能發(fā)生水解，通過這些反應可以維持生物體的生長發(fā)育和組織更新，沒有水就沒有地球上的生命現(xiàn)象。

以上對水能發(fā)生的化學反應進行了歸納，復習時也可逆向思考：哪些反應生成水，水是怎樣生成的，從水的構(gòu)成和水的電離去深入理解水的性質(zhì)，以便加深記憶，靈活運用。（運用分類的方法，根據(jù)物質(zhì)所屬的類別角度來預測這個反應可否發(fā)生。）大家分析在這個反應中，變價的微粒分別是什么？

[生]Zn+2HClZnCl2+H2↑，Cu和Zn都是金屬，有還原性，氫離子有氧化性，所以和鋅反應，生成氫氣。

[師]分析的很好。在HNO3=H++NO-3。氫離子和硝酸根都有氧化性，那我們今天就來再探究下硝酸的強氧化性是由哪種變價微粒引起的？

[師]今天上課前先復習下定性探究的程序。

[生]發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想，實驗驗證，解釋和結(jié)論。

那我們定性研究下硝酸的強氧化性，以銅與硝酸反應為例。

[師]對于剛才提出的問題，你有什么猜想？

[生]可能H+表現(xiàn)氧化性

[生]可能NO-3表現(xiàn)氧化性

[生]可能與H+和NO-3的共存體系反應

[師]那還有沒有其他的猜想啊。只有兩種離子，是不是只有這三種可能性。接下來我們要用實驗來驗證這個猜想。如何通過實驗來證明。請大家四個同學一組，根據(jù)提供的儀器和試劑，設(shè)計合理的方案來證明剛剛的猜想。

[儀器和試劑]

1。儀器：試管（3支）、U型管（1支）、酒精燈、試管夾、膠頭滴管。

2。藥品：Cu絲、1 mol/L NaCl、1 mol/L HCl、 1 mol/L NaNO3、濃NaOH溶液endprint

[師]請一小組把你們的設(shè)計和大家分享一下。

[展示]

[師]設(shè)計的非常好，有實驗步驟，如果能預測出實驗現(xiàn)象和結(jié)論就更好了。那請同學們分享下你們小組設(shè)計實驗目的。

[生]實驗1是證明H+能否將銅氧化；實驗2是證明NO-3能否將銅氧化；實驗3要證明H+和NO-3同時存在能否將銅氧化。

[師]太棒了，設(shè)計的非常好，完全達到我們實驗的目的。那大家再思考下，這個設(shè)計有沒有什么可以補充的？（尾氣怎么處理）

[生]沒有尾氣處理，如果3反應，會產(chǎn)生NO有毒氣體，要用堿液吸收。

[師]很有環(huán)保意識，要在后面接上堿液吸收尾氣。

[師]請大家檢查桌上的藥品是否都齊全，如果沒有問題，可以動手實驗。大家要注意，如何取用液體藥品，如何加熱？注意液體藥品的取用和試管加熱。請同學們分享你們的實驗結(jié)果。

[生]

1。在試管中加入2 mL鹽酸，插入銅絲，加熱并觀察現(xiàn)象。

沒有明顯現(xiàn)象，說明氯離子和氫離子都沒有和銅發(fā)生反應。說明猜想1不成立。

2。在試管中加2 mL NaNO3溶液，插入銅絲，加熱并觀察現(xiàn)象。

沒有明顯現(xiàn)象，說明鈉離子和硝酸根離子都沒有和銅發(fā)生反應。說明猜想2不成立。

3。在試管中加入稀鹽酸，再加入NaNO3溶液，插入銅絲，加熱并觀察現(xiàn)象。

銅上有氣泡，試管口呈紅棕色，溶液變藍。說明Cu與H+和NO-3共存溶液反應。說明猜想3成立。

[師]分析的非常到位，對這個實驗理解的很透徹。那通過這些實驗，你還能得出什么結(jié)論？

[生]氫離子的氧化性不強，只能氧化活潑金屬。硝酸的氧化性大于H+的氧化性。

[師]硝酸鈉中，N雖然為+5價，但是沒有將銅氧化，所以硝酸鹽中的硝酸根有沒有表現(xiàn)出強氧化性？和鹽結(jié)合時有沒有顯現(xiàn)強氧化性？

[生]沒有，所以在鹽中沒有表現(xiàn)強氧化性，和還原劑能共存。

[師]硝酸鈉中，加入酸，為什么就表現(xiàn)出強氧化性？

[生]硝酸根和氫離子共存，相當于有硝酸的存在。就表現(xiàn)出強氧化性。

[師]也就是說硝酸根沒有表現(xiàn)出強氧化性，只有在酸性條件下，才表現(xiàn)出強氧化性。今后在做題的時候一定要認真審題。

[師]通過這個實驗，大家對硝酸氧化性的認識已經(jīng)很到位了，那大家能否將上述兩題改正一下。

三、教學反思

本節(jié)課充分考慮學生的能力和知識基礎(chǔ)，在探究式教學過程中引導學生探究。在探究硝酸氧化性，分析溶液中存在微粒，從化合價角度引導學生探究，形成新的激發(fā)學生思維的課題，先分析成分，提出猜想，設(shè)計實驗方案，動手實驗，觀察現(xiàn)象，結(jié)論和解釋。既復習了前面學習的研究物質(zhì)性質(zhì)的基本程序，又讓學生將理論運用于實際。

到本章節(jié)止，教材已基本介紹了高中必修階段無機物的知識體系。學生對化學實驗的基本操作已有了一定的了解，并且具備了一定的實驗設(shè)計能力，他們在心理上有很強的動手欲望，渴望自己設(shè)計實驗，渴望自己的一些想法付諸實施。因此，本節(jié)課通過銅與稀硝酸反應的實驗設(shè)計，讓學生在開放與和諧的氛圍中開拓思維，體驗實踐與創(chuàng)新的樂趣。

現(xiàn)在在學科教學中開展研究性學習，關(guān)鍵在于不是有沒有研究的課題，而是在于我們教師有沒有研究性學習的課題意識。為了盡快適應新課程改革的需要，我覺得教師要盡快轉(zhuǎn)變自己的“意識”，雖然要立足于教材，但也要避免照本宣科，而要將教材作為教學活動的載體和媒介之一，要從“施工圖紙”式的教學設(shè)計向“探究”式的教學設(shè)計轉(zhuǎn)變，要從知識性的備課向發(fā)展性的教學設(shè)計轉(zhuǎn)變。endprint