初三化學(xué)中“無現(xiàn)象”反應(yīng)的教學(xué)探究

摘要：在初中化學(xué)教學(xué)中，以一些化學(xué)反應(yīng)過程無明顯現(xiàn)象為契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生通過設(shè)置新情景的方式來達(dá)到驗(yàn)證反應(yīng)發(fā)生的目的，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和發(fā)展學(xué)生的思維能力。

關(guān)鍵詞：探究；新情景；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；驗(yàn)證

文章編號：1005－6629(2008)08－0011－03中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C

在初三化學(xué)教學(xué)過程中，有許多化學(xué)反應(yīng)實(shí)際發(fā)生了，但沒有明顯的現(xiàn)象，可以此為契機(jī)讓學(xué)生通過所學(xué)知識來驗(yàn)證反應(yīng)的發(fā)生，這不僅可培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力，同時學(xué)生的思維推理能力可得到進(jìn)一步地發(fā)展，學(xué)生對探究事物本質(zhì)的好奇心更強(qiáng)了。下面筆者通過幾個無明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)案例，談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的思維能力和探究精神。

案例1：CO₂和NaOH反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

我們知道CO₂和Ca(OH)₂溶液反應(yīng)時，可顯看到澄清的石灰水變渾濁，證明反應(yīng)發(fā)生了。可CO₂和NaOH反應(yīng)了，卻沒有明顯的現(xiàn)象，如何證明反應(yīng)確實(shí)發(fā)生了呢？

CO₂+2NaOH=Na₂CO₃＋H₂O

（引發(fā)學(xué)生從多個角度來思考問題，使學(xué)生在思維深度和廣度上得到提高）

設(shè)計(jì)思路是：可通過設(shè)置新情景的方式來間接說明反應(yīng)發(fā)生了。

方法1：可通過驗(yàn)證生成物是Na₂CO₃來證明。

a.加入HCl，因CO₃^2-有一特性：加入HCl溶液等酸溶液，會產(chǎn)生大量氣泡。先加入HCl，剛開始無現(xiàn)象，是與過量的NaOH反應(yīng)，繼續(xù)加入HCl溶液，才有大量氣泡產(chǎn)生，說明生成物中的確有CO₃^2-；

b.還可加入Ca(OH)₂、 CaCl₂、 Ba(OH)₂、 BaCl₂溶液中任何一種來鑒定。因CO₃^2-會與Ca₂+、Ba₂+反應(yīng)生成白色沉淀CaCO₃↓、BaCO₃↓。如有白色沉淀，也可證明有CO₃^2-。

方法2：通過在一個密閉體系中由反應(yīng)物狀態(tài)的變化引起氣壓的變化來檢測。

a.在軟塑料瓶中充滿CO₂，并用帶膠頭滴管的膠塞密閉，膠頭滴管內(nèi)裝有NaOH，擠壓滴管，讓NaOH滴入瓶中，發(fā)現(xiàn)瓶子變扁，可證明反應(yīng)的確發(fā)生了。

學(xué)生又會提出新的問題：CO₂和H₂O反應(yīng)也會引起氣壓的變化。

（在操作中，又引發(fā)了新的疑問，可謂驗(yàn)證中又有新的探究）

到底是那種因素起主要作用呢？可設(shè)計(jì)一個對比實(shí)驗(yàn)：

驗(yàn)證：再取一個充滿CO₂軟塑料瓶，滴入與NaOH溶液相同體積的水，看瓶子變癟的程度，來推之反應(yīng)的發(fā)生。

（這里又涉及到化學(xué)學(xué)習(xí)方法——對比法）

b.在充滿CO₂的廣口瓶瓶口上放一去殼的熟雞蛋，在加入NaOH后，由于NaOH和CO₂反應(yīng)， CO₂氣體減少，造成壓強(qiáng)減小，就會出現(xiàn)“瓶吞雞蛋”的有趣現(xiàn)象。如圖1所示。

c.在一個充滿CO₂的廣口瓶瓶口，配上帶有膠頭滴管和一段玻璃管的膠塞，膠頭滴管內(nèi)裝有濃NaOH溶液，伸入廣口瓶的玻璃管端口綁上一個小氣球。如圖2所示。

操作：擠壓膠頭滴管內(nèi)的濃NaOH溶液至廣口瓶中。

現(xiàn)象：小氣球逐漸脹大。

原因：由于NaOH和CO₂反應(yīng)， CO₂氣體減少，造成壓強(qiáng)減小，外界大氣壓大于瓶內(nèi)的氣壓，就使氣球脹大了

d.還可利用噴泉實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。將一個充滿CO₂的圓底燒瓶口朝下倒置，并固定在鐵架臺上，圓底燒瓶膠塞配上裝有濃NaOH溶液膠頭滴管及一段較長的玻璃管，玻璃管的一端伸入燒瓶近底部，另一端套上帶有止水夾的膠皮管，并伸入裝有紅墨水溶液（現(xiàn)象明顯， 便于觀察）的燒杯中。如圖3所示。

操作：擠壓膠頭滴管內(nèi)的濃NaOH溶液至圓底燒瓶中，然后打開止水夾。

現(xiàn)象：燒杯中的紅墨水溶液沿著玻璃管進(jìn)入圓底燒瓶，形成紅色噴泉。

原因：由于NaOH和CO₂反應(yīng)，CO₂氣體減少，造成壓強(qiáng)減小，外界大氣壓大于瓶內(nèi)的氣壓，將紅墨水溶液沿玻璃管壓入圓底燒瓶內(nèi)而形成美麗的噴泉。

方法3：給學(xué)生一些資料：氫氧化鈉和碳酸鈉都易溶于水，但在酒精中氫氧化鈉的溶解度比碳酸鈉的溶解度大得多，請?jiān)O(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證CO₂和NaOH發(fā)生了反應(yīng)。

具體操作：先將NaOH放到酒精中配成溶液，再將CO₂通入其溶液中，溶液變渾濁了，說明有新物質(zhì)碳酸鈉生成。用這種方式來檢驗(yàn)反應(yīng)是否發(fā)生，不僅操作簡便，而且現(xiàn)象明顯。

(方法3通過直接給學(xué)生一些資料的方式，來考察學(xué)生思維的靈活性，同時也給學(xué)生一個啟示：學(xué)習(xí)的方法有多種，能夠迅速、準(zhǔn)確地查閱資料來解決一些化學(xué)問題更是學(xué)生將來應(yīng)該具備的良好素質(zhì)。)

案例2. NaOH溶液與HCl溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)

NaOH溶液是無色透明溶液，HCl溶液也是無色透明溶液，當(dāng)這兩者混合發(fā)生反應(yīng)后，溶液仍為無色，到底反應(yīng)發(fā)生沒有呢？怎樣驗(yàn)證呢？

方法1：可以通過反應(yīng)物的性質(zhì)來驗(yàn)證

在反應(yīng)前的NaOH溶液中滴入2滴～3滴酚酞，酚酞遇堿變紅色，用滴管不斷加入HCl溶液，直至溶液變?yōu)闊o色，說明溶液中無NaOH， NaOH反應(yīng)完，也可說明反應(yīng)的確發(fā)生了。

方法2：通過此反應(yīng)的熱效應(yīng)來證明反應(yīng)的發(fā)生

a.直接用手觸摸燒杯壁，來感知溫度的明顯差異。（用較濃的NaOH和HCl，下同）

b.用溫度計(jì)來測。

c.證明NaOH與HCl發(fā)生反應(yīng)會放熱，還可先用蠟燭液將燒杯和玻璃片粘在一起，燒杯中盛有NaOH溶液，再加入濃HCl，一會兒燒杯就和玻璃片分離了。說明此反應(yīng)過程是放熱的，將固體蠟燭融化了。

d.在盛有NaOH濃溶液的小燒杯上方加一塊薄鐵片，上面放有白磷，向燒杯內(nèi)不斷滴加濃HCl，如白磷燃燒起來，則證明NaOH與HCl反應(yīng)放出熱量。（見圖2-1-a）

e.在室溫下，將兩個裝有等體積NaOH溶液的燒杯中各放一個裝有酒精的小試管，一個小燒杯的NaOH溶液中逐滴加入HCl，另一個不放，看哪個小試管中的酒精揮發(fā)得快。（見圖2-1-b）

f.兩個裝有等體積NaOH溶液的小燒杯中，一個加HCl溶液，另一個不加HCl溶液，分別滴入紅墨水，看紅墨水?dāng)U散速度的快慢來判斷NaOH與HCl反應(yīng)是否放熱。（見圖2-1-c）

g.將HCl滴入NaOH水溶液后，在廣口瓶的上方加一塊玻璃片，看玻璃片上水分多少來確定NaOH與HCl反應(yīng)是否放熱。（見圖2-1-d）

h.在一個空的具支試管口塞上一個橡皮塞，在側(cè)面支管處連接一個裝有一定量水的U型管，這套裝置放在裝有NaOH的小燒杯中，再加HCl濃溶液，通過反應(yīng)放出的熱，造成空試管中氣體壓強(qiáng)的變化，從而使U型管左右兩邊水面出現(xiàn)相應(yīng)的水位差。還有兩個實(shí)驗(yàn)裝置圖與此原理相似，一并在圖2-1-e中列出。（該設(shè)計(jì)既能說明問題，而且非常有創(chuàng)意。）

i.還有的同學(xué)根據(jù)檢查裝置氣密性的方法，對圖2-1-e幾種裝置進(jìn)行改造，空試管不連接U型管，而直接連接一個直導(dǎo)管，導(dǎo)管的下端放入一個裝有水的小燒杯中，在左邊的裝有NaOH濃溶液的燒杯中加入HCl溶液，則右邊燒杯中應(yīng)有氣泡（此過程放熱，引起空試管中氣體壓強(qiáng)增大，氣體就冒出），見圖2-1-f。

評論：教師一旦找好發(fā)揮學(xué)生思維能力的切入點(diǎn)，學(xué)生的潛能是不可估量的，學(xué)生設(shè)計(jì)出來的實(shí)驗(yàn)裝置往往出乎老師的想象之外。筆者認(rèn)為這樣的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)才是真正對學(xué)生今后的發(fā)展有重要的意義。

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[3]郭邵蕾.探究性實(shí)驗(yàn)在初中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)施.化學(xué)教學(xué).2005， 7～8.