“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”教學(xué)設(shè)計

文章編號:1005-6629(2010)09-0045-03 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1教材分析

本節(jié)課“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”內(nèi)容選自蘇教版《實驗化學(xué)》專題3課題2。本課題涉及的物質(zhì)鑒別的方法是對高中化學(xué)知識的實踐應(yīng)用。而鑒別的對象是跟生活相關(guān)的工業(yè)鹽(亞硝酸鈉)和食鹽，加強(qiáng)了化學(xué)與生活的聯(lián)系。本節(jié)課教材只列出了課題方案設(shè)計的基本要求和實驗注意事項，給學(xué)生足夠的思考空間，以充分發(fā)揮他們在整個實驗過程的主觀能動性。所以上好本節(jié)課可以在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣同時，提高學(xué)生動手設(shè)計并完成實驗的能力。通過對亞硝酸鈉和食鹽的鑒別學(xué)習(xí)可以防止誤食亞硝酸鈉而導(dǎo)致中毒。培養(yǎng)學(xué)生運用已有知識解決實際問題的能力。

2教學(xué)目標(biāo)

2.1知識與技能

(1)了解亞硝酸鈉和食鹽的相關(guān)化學(xué)知識。

(2) 獲得相關(guān)化學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能。

2.2過程與方法

(1)通過亞硝酸鈉和食鹽的鑒別，初步學(xué)會物質(zhì)鑒別的一般方法。體驗觀察和分析實驗現(xiàn)象在化學(xué)實驗中的重要作用。

(2)培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗，觀察實驗，評價實驗等綜合實驗?zāi)芰Α?/p>

2.3情感態(tài)度

(1)以生活中如何防止誤食亞硝酸鈉中毒為知識載體，建立將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、實踐的意識，提高應(yīng)用已有知識解決實際問題的能力。

(2)通過實驗探究感受科學(xué)探究的樂趣。

3教學(xué)重點難點

“鑒別亞硝酸鈉和食鹽”的實驗方案設(shè)計與評價

4教學(xué)過程

[引入]在新聞報道中常出現(xiàn)因誤食亞硝酸鈉而導(dǎo)致中毒的事件，為什么會造成誤食呢?亞硝酸鈉俗稱工業(yè)鹽，廣泛應(yīng)用于各建筑工地上。它的外觀和味道跟我們平常使用的食鹽很相似。作為食品防腐劑，它也廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)中，在自制腌菜中如果沒有腌制成熟，亞硝酸鈉含量較高容易引起中毒。那么在日常生活中如何防止誤食亞硝酸鈉而中毒呢?這就是我們今天這節(jié)課要研究的問題。

[ppt1]因誤食亞硝酸鈉而導(dǎo)致中毒事件(略)

[教師]物質(zhì)鑒別的一般原理、方法及步驟是什么呢?比如現(xiàn)在有兩瓶已經(jīng)脫落標(biāo)簽的氯化鈉和碳酸鈉固體，如何將它們鑒別出來?

[學(xué)生](1)加鹽酸; (2)加BaCl2; (3)測pH; (4)用HNO3酸化的AgNO3

[ppt2]物質(zhì)鑒別圖表表示法(略)

[教師]演示一遍:說明注意事項①滴管的使用;②試劑的用量1～2 mL。

描述要規(guī)范:用藥匙分別取用少量兩種固體放入到兩試管中，各加適量水配成溶液，然后分別滴加稀鹽酸，如果有氣泡產(chǎn)生則原固體是碳酸鈉，如果無明顯的現(xiàn)象是氯化鈉。

[教師]請大家將方案4表述一下。

[學(xué)生] (略)

[過渡]當(dāng)然鑒別氯化鈉和碳酸鈉除了上面討論的化學(xué)方法外，也可以觀察它們的外觀差異，應(yīng)用物理方法，比如它們的晶體顆粒的形狀差異。因此我們可以得出物質(zhì)鑒別的原理是:

[ppt3]物質(zhì)鑒別的原理:利用幾種物質(zhì)的不同特性，用一定的物理方法或化學(xué)方法把兩種或兩種以上的物質(zhì)一一區(qū)別。

[ppt4]物質(zhì)鑒別的一般步驟:物質(zhì)性質(zhì)→確定實驗方案→評價和優(yōu)化→進(jìn)行實驗→記錄現(xiàn)象→得出結(jié)論。

[設(shè)計意圖]以學(xué)生熟悉的氯化鈉和碳酸鈉為載體，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有知識，找出其性質(zhì)上的差異，運用物理或化學(xué)方法將他們一一區(qū)別開，從而了解物質(zhì)鑒別的原理和一般步驟。為本課題的順利完成打好基礎(chǔ)。

[教師]今天我們的主要任務(wù)是將裝有亞硝酸鈉和食鹽兩瓶物質(zhì)鑒別開來，我們首先要找到它們性質(zhì)上的差異。對于NaCl的性質(zhì)大家都已經(jīng)很熟悉了，那么NaNO2具有什么樣的性質(zhì)呢?我在課前收集了NaNO2有關(guān)資料。請大家閱讀資料，從中可以獲取哪些NaNO2的性質(zhì)?

[ppt5]資料:“隱形殺手”亞硝酸鈉

NaNO2俗稱“工業(yè)鹽”，是黃色或淺黃色的晶體，有咸味，易溶于水，且溶解時吸熱。NaNO2對應(yīng)酸為 HNO2(Ka=4×10-4)， HNO2 僅存在于冷的稀溶液中。NaNO2是一種重要食品添加劑廣泛應(yīng)用于食品的保鮮。如果沒有它，香腸顏色會變暗，奶酪會失去特有的香味，但過多食用含NaNO2的食品不利于健康。人體安全攝入標(biāo)準(zhǔn)為0～0.1 mg·kg-1體重，人食用0.2克就可能出現(xiàn)中毒癥狀，如果一次性誤食3克，就可能造成死亡。因為NaNO2能使血液中正常攜氧的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)化成高鐵血紅蛋白，從而失去攜氧能力，引起組織缺氧而中毒。

學(xué)生猜測，教師記錄:

[學(xué)生1]NaNO2其對應(yīng)酸HNO2(Ka=4×10-4)，可以推測HNO2是弱酸，所以，NaNO2水解呈堿性:NaNO2+H2O HNO2+NaOH

[學(xué)生2]僅存在于冷的稀溶液中，可以推測HNO2不穩(wěn)定容易分解。(提示有氣體放出并從化合價變化分析產(chǎn)物)

NaNO2+H2SO4=NaHSO4+HNO2， 2HNO2=NO↑+NO2↑+H2O

[學(xué)生3]因為NaNO2能使血液中正常攜氧的低鐵血紅蛋白轉(zhuǎn)化成高鐵血紅蛋白，可以推測NaNO2具有氧化性(酸性溶液)，可以與還原劑(KI、Na2S、FeSO4等)反應(yīng):

2NO2-+2I-+4H+=2NO+I2+2H2O

[教師]NaNO2為什么具有氧化性?

[學(xué)生4]因為NaNO2中N元素的化合價處于+3價可以下降被還原，所以可以做氧化劑。

[教師]那么從價態(tài)上分析NaNO2還具有什么性質(zhì)?可以與那些物質(zhì)反應(yīng)?

[學(xué)生5]NaNO2中N元素的化合價處于+3價也可以升高被氧化，可以與氧化劑(溴水、KMnO4、溶液、氯水等)反應(yīng)。5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O

[設(shè)計意圖]要順利鑒別兩種已知物質(zhì)，必須找到其性質(zhì)上的差異，學(xué)生對于食鹽性質(zhì)都已經(jīng)很熟悉了，而對于亞硝酸鈉性質(zhì)還是陌生的。所以，要順利將它們鑒別，必須先學(xué)習(xí)亞硝酸鈉的有關(guān)性質(zhì)。在NaNO2性質(zhì)的學(xué)習(xí)過程中，不是將NaNO2的性質(zhì)直接告訴學(xué)生，而是在課前通過查找資料準(zhǔn)備了有關(guān)NaNO2性質(zhì)的科普小論文，讓學(xué)生閱讀小論文中有關(guān)NaNO2應(yīng)用的介紹后，獲取有用信息加以分析推測出NaNO2性質(zhì)。這樣既提高學(xué)生分析處理信息的能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的分析推理能力。對具體性質(zhì)的學(xué)習(xí)上只要求了解，對于涉及到具體的氧化還原的離子方程式的配平及書寫上，課堂上只舉典型的例子，其余留作課后練習(xí)完成，以便留給學(xué)生充分的思考空間和動手實驗的時間。

[過渡]通過前面的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)了解了NaNO2的基本性質(zhì)，下面分(4人一組)小組交流討論設(shè)計鑒別NaNO2與NaCl的實驗方案。

[ppt6]圖表表示法(略)

學(xué)生匯報:見表1(注意表述規(guī)范)

[教師]大家設(shè)計的實驗方案是否切實可行呢?下面就讓我們一起根據(jù)已有的試劑親自動手實驗讓事實來說明。

[ppt7]實驗探究注意事項(略)

[教師]強(qiáng)調(diào)注意事項

學(xué)生分組實驗(約15 min)

[設(shè)計意圖]充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，運用已有知識設(shè)計實驗方案。在學(xué)生交流完實驗方案后，沒有馬上對各種實驗方案是否可行進(jìn)行評價，而是讓學(xué)生帶著躍躍欲試的心情進(jìn)行實驗，并親自動手完成實驗。讓學(xué)生親自體驗實驗過程，無論是成功還是失敗對學(xué)生來說都是一種收獲，使他們獲得相關(guān)化學(xué)實驗的基礎(chǔ)知識和基本技能，學(xué)習(xí)了實驗研究的方法，訓(xùn)練學(xué)生設(shè)計實驗方案并動手操作實驗的技能。也培養(yǎng)了相互合作的能力。在實驗中學(xué)生獲得了相關(guān)感性認(rèn)識后再對各種實驗方案進(jìn)行評價，這樣評價過程中學(xué)生獲得的體會更加深刻。

學(xué)生分組匯報實驗結(jié)果，教師進(jìn)行評價。

[教師]大家覺得這些方案都可行嗎?在實驗中有沒有發(fā)現(xiàn)新的問題?

[問題1]方案3中我們組在其中一試管中觀察到溶液呈淺藍(lán)色;放置一會后，試管內(nèi)液面上方有紅棕色氣體產(chǎn)生，這淺藍(lán)色溶液可能是什么?

[教師]方案3中淺藍(lán)色溶液是怎么產(chǎn)生的呢?它的存在需要什么條件?

[學(xué)生]紅棕色氣體應(yīng)該是NO2，所以，這淺藍(lán)色溶液可能是氮的氧化物。

[教師]大家可以從化合價推測一下可能是氮的什么化合物?(提示N的常見氧化物)

[學(xué)生]應(yīng)該是三氧化氮(N2O3)，我在資料上看到過N2O3是藍(lán)色的。

[教師]很好!這的確是液面下生成的亞硝酸(HNO2)不穩(wěn)定，分解成藍(lán)色的三氧化二氮(N2O3)，而液面上的N2O3會分解生成紅棕色氣體NO2。那么我們可以設(shè)計實驗來證明我們的猜測嗎?已知N2O3也具有不穩(wěn)定性。

[學(xué)生]給淺藍(lán)色溶液加熱。

[學(xué)生演示實驗]淺藍(lán)色溶液變無色，試管上方紅棕色加深。N2O3=NO↑+NO2↑

[問題2]方案4中我們組發(fā)現(xiàn)兩組試管紫色都褪去，只是一組褪色快一組慢點。這是為什么?方案4中酸性KMnO4溶液與氯化鈉也可以發(fā)生反應(yīng):10Cl-+2MnO4-+16H+=5Cl2+2Mn2++8H2O 所以，兩組溶液都可以褪色。但有些組沒有此現(xiàn)象出現(xiàn)，說明該反應(yīng)跟酸性KMnO4溶液濃度也有關(guān)系，該方案可行但不好。

[問題3]方案6中我們組發(fā)現(xiàn)兩組試管都出現(xiàn)了白色沉淀，但是再滴加稀硝酸后發(fā)現(xiàn)其中一組沉淀溶解，我們在書上查到AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2應(yīng)該原溶液是亞硝酸鈉。

[設(shè)計意圖]通過交流評價這些實驗方案，哪些方案可行?哪些方案在實際實驗過程中沒有出現(xiàn)預(yù)期想象?沒有出現(xiàn)預(yù)期想象的原因在那里?比如加酸性KMnO4溶液鑒別的實驗方案中有兩組同學(xué)發(fā)現(xiàn)兩組溶液中KMnO4溶液紫色都褪去，原來，5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O，NaCl中的Cl-離子在濃度較大時也可以將MnO4-還原。這樣不但使學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固了已有知識，還培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新的思維能力和實事求是的科學(xué)態(tài)度。對于在加稀硫酸利用HNO2的不穩(wěn)定性進(jìn)行鑒別時，溶液中出現(xiàn)了超出預(yù)期的實驗現(xiàn)象，對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)、分析、推測其可能中間產(chǎn)物為N2O3， 不僅培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度、實事求是的科學(xué)精神，同時提高了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。然后再從試劑易得、現(xiàn)象明顯、操作簡便、操作安全、環(huán)境友好等幾方面對以上實驗方案進(jìn)行評價和優(yōu)化，培養(yǎng)學(xué)生評價實驗的能力。

5教學(xué)反思

5.1課堂內(nèi)外有機(jī)結(jié)合，緩解課時緊張

《實驗化學(xué)》教學(xué)時間為36學(xué)時，時間有限，而《實驗化學(xué)》涉及的內(nèi)容卻較多，其中探究性實驗的進(jìn)行更是費時，如何在有效的時間內(nèi)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)是每一個化學(xué)教師必須面對的挑戰(zhàn)。因此，在教學(xué)中要依據(jù)課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，課堂內(nèi)外有機(jī)結(jié)合，確保學(xué)生有效地學(xué)習(xí)。實驗方案中有關(guān)的化學(xué)方程式如何落實?本人在另外一個平行班教學(xué)時對涉及的氧化還原的方程式進(jìn)行了逐個配平和書寫花了較長時間，這樣勢必沒有充足的時間留給學(xué)生設(shè)計實驗方案并動手進(jìn)行實驗操作。本人認(rèn)為從《實驗化學(xué)》的《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求看，通過本模塊的教學(xué)，目的是讓學(xué)生了解化學(xué)實驗研究的一般過程，初步形成運用化學(xué)實驗解決問題的能力。亞硝酸鈉的有關(guān)性質(zhì)只是知識載體，更重要的是通過對它們的鑒別讓學(xué)生了解物質(zhì)鑒別的一般原理和步驟。所以在這里，教學(xué)重點是實驗方案的設(shè)計、評價和學(xué)生的動手實踐。而涉及的化學(xué)方程式的書寫則以課后作業(yè)提綱的方式讓學(xué)生去完成。

5.2積極利用實驗評價，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

實驗方案的設(shè)計、實驗過程中的現(xiàn)象和結(jié)論，老師在課前可以做到基本預(yù)測，但課堂上還是常常會出現(xiàn)一些新的情況，所以，這就要求教師具有更強(qiáng)的課堂駕駛能力去調(diào)控課堂。化學(xué)實驗也往往因為外界條件的不同出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，而實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象是我們課堂中生成的很好的教學(xué)資源。這樣既能培養(yǎng)了學(xué)生實事求是，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，同時也激發(fā)了學(xué)生的批判精神，培養(yǎng)了學(xué)生的應(yīng)變和創(chuàng)新能力。

5.3從環(huán)保的角度，改進(jìn)與完善實驗

化學(xué)實驗與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)，教師要充分利用教材，改進(jìn)有毒、有害實驗，比如:通過實驗裝置的改進(jìn)，把敞開式裝置改為封閉式，實驗儀器生活化、微型化，實驗藥品微量化等，盡可能減少污染。如對有氮的氧化物產(chǎn)生的試管口可準(zhǔn)備好浸過堿液的棉花塞子。試想如果按照課本中的實驗裝置進(jìn)行操作。全班至少二十多組同時實驗，小小的實驗室里氮的氧化物污染可想而知。

參考文獻(xiàn):

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[2]王祖浩，王程杰.高中化學(xué)教學(xué)參考書·實驗化學(xué)(選修)[M].南京:江蘇教育出版社，2008.