由學生的作業引發的一次探究課

何丹

一、課題的由來

“硝酸的性質-銅與濃、稀硝酸的反應”是魯科版化學必修一第三章第二節的內容，在上完本節課后，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）。

批改完作業后，筆者認真的思考，學生會出現大面積相同的錯誤，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價的氮原子表現出來的，所以上面的練習也是根據這個原理來解題的。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出強氧化性。由此，設計了以下的課程。

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-結合成弱電解質，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系。

3.弱酸弱堿鹽水解

弱酸弱堿鹽的陰、陽離子都發生水解，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-結合，帶負電的C2-2與水中的H+結合，促進水的電離，使反應繼續進行。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生類似的反應，規律是正價元素與氫氧根結合；負價元素與氫結合，由此讀者不難與推斷Mg3N2、Al4C3等物質與水反應的生成物，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、絡合作用以及氫鍵等原因一些鹽溶液在結晶的過程中常常會析出含有一定數目水分子的晶體，最常見的是CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O結晶水合物中，水分子與鹽的結合并不十分牢固，加熱可使之分解，CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O，由于在CuSO4·5H2O的晶體中結晶水與CuSO4的結合方式不同，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CuSO4·5H2O受熱脫水過程的熱重曲線（樣品質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

工業上利用以上兩個反應可生產乙醇和乙醛。

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、油脂等也都能發生水解，通過這些反應可以維持生物體的生長發育和組織更新，沒有水就沒有地球上的生命現象。

以上對水能發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，從水的構成和水的電離去深入理解水的性質，以便加深記憶，靈活運用。（運用分類的方法，根據物質所屬的類別角度來預測這個反應可否發生。）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]發現問題、提出猜想，實驗驗證，解釋和結論。

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+表現氧化性

[生]可能NO-3表現氧化性

[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，根據提供的儀器和試劑，設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計和大家分享一下。

[展示]

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

[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，會產生NO有毒氣體，要用堿液吸收。

[師]很有環保意識，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果。

[生]

1。在試管中加入2 mL鹽酸，插入銅絲，加熱并觀察現象。

沒有明顯現象，說明氯離子和氫離子都沒有和銅發生反應。說明猜想1不成立。

2。在試管中加2 mL NaNO3溶液，插入銅絲，加熱并觀察現象。

沒有明顯現象，說明鈉離子和硝酸根離子都沒有和銅發生反應。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出強氧化性？和鹽結合時有沒有顯現強氧化性？

[生]沒有，所以在鹽中沒有表現強氧化性，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。就表現出強氧化性。

[師]也就是說硝酸根沒有表現出強氧化性，只有在酸性條件下，才表現出強氧化性。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

本節課充分考慮學生的能力和知識基礎，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，形成新的激發學生思維的課題，先分析成分，提出猜想，設計實驗方案，動手實驗，觀察現象，結論和解釋。既復習了前面學習的研究物質性質的基本程序，又讓學生將理論運用于實際。

到本章節止，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計能力，他們在心理上有很強的動手欲望，渴望自己設計實驗，渴望自己的一些想法付諸實施。因此，本節課通過銅與稀硝酸反應的實驗設計，讓學生在開放與和諧的氛圍中開拓思維，體驗實踐與創新的樂趣。

現在在學科教學中開展研究性學習，關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”式的教學設計向“探究”式的教學設計轉變，要從知識性的備課向發展性的教學設計轉變。endprint