實驗引路，積累方法

王桂枝

第一步，物質(zhì)的鑒別

（義務(wù)教育課程標準實驗教材P58課后習(xí)題）怎樣鑒別石灰水和氫氧化鈉溶液？（要求：用兩種方法）

首先分析兩種物質(zhì)的共性與個性（結(jié)構(gòu)上都含OH-，屬于堿溶液，但陽離子不同），創(chuàng)設(shè)問題情景，進行分組實驗。學(xué)生通過思考或討論，形成方案并進行了實驗驗證。方案一：取等量的兩種溶液于試管中，分別用塑料軟管吹氣（通入二氧化碳）。其中一支試管中溶液變渾濁，原溶液是石灰水，另一種溶液則為NaOH溶液。方案二：取等量的兩種溶液于試管中，分別滴加碳酸鈉溶液。其中一支試管中溶液變渾濁，原溶液是石灰水，另一種溶液則為NaOH溶液。為了強化基礎(chǔ)知識的落實，讓學(xué)生寫出方案中涉及的化學(xué)方程式，明確特征離子對：Ca2++CO32-=CaCO3↓。學(xué)生在答題時表現(xiàn)出的問題：語言表述不準確，前后矛盾，不明確鑒別題解答方法。如：“取石灰水和NaOH溶液于試管中，分別用塑料軟管吹氣。其中一支試管中溶液變渾濁的是石灰水，另一種溶液則為NaOH溶液”。

在鑒別過程中新問題出現(xiàn)了，教師出示方案一中兩支試管，根據(jù)石灰水變渾濁，可以斷定二氧化碳與石灰水發(fā)生了反應(yīng)，而二氧化碳與NaOH溶液是否反應(yīng)不得而知？新情景出現(xiàn)了，新問題提出了，學(xué)生急不可耐地去設(shè)計方案。此時教師給予必要的指導(dǎo)，先要求學(xué)生寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

聯(lián)系舊知識，回憶“探究空氣中氧氣約占1/5的實驗”，從反應(yīng)物狀態(tài)分析：二氧化碳是氣體，若發(fā)生反應(yīng)，氣體被消耗引起氣壓變化來設(shè)計；從檢驗生成物來設(shè)計，若發(fā)生反應(yīng)則生成碳酸鈉，只要證明碳酸鈉的存在。學(xué)生設(shè)計出多種方案：檢驗碳酸鈉，有的加酸溶液（稀鹽酸）Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑（現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡），有的加堿溶液（石灰水）Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH（現(xiàn)象是生成沉淀），有的加鹽溶液（氯化鈣溶液）Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl（現(xiàn)象是生成沉淀），也有用指示劑的（酚酞），我未對此方案做評價，而是做了個對比實驗：分別在NaOH溶液和碳酸鈉溶液中滴加酚酞，結(jié)果都變紅，顯然它們都顯堿性。我事先有預(yù)設(shè)，準備了學(xué)生可能想到的藥品，學(xué)生能夠按自己方案進行實驗。對從氣壓方面設(shè)計的同學(xué)，我提出了質(zhì)疑：二氧化碳被消耗引起氣壓減小，是二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)還是二氧化碳溶于水呢？有學(xué)生提出做對比實驗，取兩個塑軟瓶裝滿二氧化碳，一支瓶中加入適量的氫氧化鈉溶液，另一支瓶裝與氫氧化鈉溶液等體積的水，擰緊瓶蓋后振蕩，觀察瓶子變癟的程度。

第二步，探究氫氧化鈉的變質(zhì)情況

在實驗過程中，學(xué)生梅力發(fā)現(xiàn)了新問題：裝NaOH溶液的試劑瓶瓶口有一些白色物質(zhì)，他由NaOH密封保存聯(lián)想到NaOH可能變質(zhì)，想知道白色物質(zhì)是什么？新問題再次出現(xiàn)了，而一節(jié)課時間已到，我不得不臨時調(diào)課，讓學(xué)生繼續(xù)探究。為了探究活動有目的，教師的指導(dǎo)是必需的。NaOH要密封保存，敞口或久置會變質(zhì)，如何證明NaOH已經(jīng)變質(zhì)？是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)？對于第一問學(xué)生并不棘手，難點在第二問，部分變質(zhì)就是既要證明含碳酸鈉，又要證明含氫氧化鈉，并且第一步實驗后不能給第二步產(chǎn)生影響，比如：將白色物質(zhì)加少量的水配成溶液，滴加稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則證明含有碳酸鈉。由于稀鹽酸與氫氧化鈉能反應(yīng)，滴加稀鹽酸后氫氧化鈉已經(jīng)不存在，無法證明，方案不可行。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

NaOH+HCl=NaCl+H2O

學(xué)生從老師的講解中悟出方法，自己分析用堿溶液（石灰水）、鹽溶液（氯化鈣、硝酸鋇），并對兩方案進行評價（寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式）。

Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH

加入石灰水后，不僅生成了氫氧化鈉，而且石灰水也顯堿性，同樣無法證明原白色粉末中氫氧化鈉的存在，方案不可行。

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl

加入氯化鈣溶液，生成碳酸鈣是沉淀，氯化鈉溶液呈中性，對第二步驗證氫氧化鈉不會產(chǎn)生影響。如何檢驗氫氧化鈉呢？容易想到的是滴加酚酞或利用特征離子對：

Cu2++OH-=Cu（OH）2↓（藍色沉淀）

Fe3++OH-=Fe（OH）3↓（紅褐色沉淀）加入硫酸銅和氯化鐵溶液都可以檢驗氫氧化鈉，此方案可行。

只要基礎(chǔ)知識掌握牢固，創(chuàng)設(shè)情景恰當，緊扣問題的提出與解決，再難的問題也能水到渠成。探究要有目的性，教師需要進行指導(dǎo)，搞好新舊知識的聯(lián)系和整合，培養(yǎng)發(fā)散思維，讓知識內(nèi)化為能力。學(xué)生也容易得出初中化學(xué)設(shè)計探究性實驗常用的兩種方法：一是從氣壓方面設(shè)計，注意容器要密閉；二是利用控制變量法做對比實驗。

第三步，物質(zhì)的除雜

若我們探究出氫氧化鈉是部分變質(zhì)，如何將變質(zhì)的部分除去？在這樣的情景中新問題再次產(chǎn)生。教師指導(dǎo)：化學(xué)方法除雜的原則，一是所用試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)（不玉石俱焚）；二是不能產(chǎn)生新的雜質(zhì)（不引狼入室）；三是操作簡單，廉價無污染。學(xué)生用酸溶液、堿溶液和鹽溶液，通過書寫化學(xué)方程式，對方案逐一進行評價。

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

NaOH+HCl=NaCl+H2O加稀鹽酸不僅與氫氧化鈉反應(yīng)，而且引入新雜質(zhì)氯化鈉，方案不可行?？勺寣W(xué)生自行分析加入堿溶液和鹽溶液。

Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl

加氯化鈣溶液也會引入新雜質(zhì)氯化鈉，方案不可行。只能加適量的石灰水：Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH（強調(diào)石灰水要適量）

借助化學(xué)實驗，讓學(xué)生對方案的可行性心服口服；借助化學(xué)方程式，讓學(xué)生理性分析。整個教學(xué)滲透酸、堿、鹽的化學(xué)性質(zhì)，即使有部分學(xué)生對方案不理解，但或多或少會書寫幾個化學(xué)方程式。通過這樣教學(xué)，既夯實了基礎(chǔ)，又提煉了方法，讓不同水平的學(xué)生都有收獲。

編輯 李琴芳