硝酸性質實驗的一體化和綠色化設計

孔莉

摘 要?硝酸性質實驗是高中化學重要的實驗教學內容之一，為提高相關章節教學質量，以“化學物質及其變化——氨硝酸硫酸”為教學研究主題，以硝酸性質實驗的一體化和綠色化設計為研究目標，結合現有實驗教學經驗，探析提高相關實驗教學質量之良策，旨在提升高中化學實驗教學綜合質量。

關鍵詞?硝酸性質實驗;一體化;綠色化;設計

中圖分類號：F114.41，F213.2 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2018）12-0246-01

“氨硝酸硫酸”第三課時主要講解硝酸性質，為使教學質量得以提高，教師需樹立科學可行的教學目標，做好新舊知識銜接，使學生得以了解硝酸的物理性質、用途及保存方法，理解硝酸具有強酸性、強氧化性、不穩定性，掌握運用氧化還原理論探究硝酸化學變化的方法。在教學過程中教師需引導學生分析、設計并觀察實驗，在落實本章節教學目標基礎上，培養學生觀察分析、探索發現、動手實踐等核心素養，同時指導學生設計一體化、綠色化實驗，引導學生樹立正確的實驗觀，為提高高中化學教學綜合質量奠定基礎。

一、硝酸性質實驗的一體化和綠色化設計前期的引導

在硝酸性質實驗教學開始前，教師需做好教學引導與課前導入教學工作，確保學生思想與化學教學內容得以交織在一起，削減化學知識理解難度，提高學生自主學習積極性，為此教師可為學生講述丹麥物理學家波爾，在二戰期間利用化學知識巧藏諾貝爾獎章的故事，并引導學生思考波爾溶解金質獎章的溶液是什么，同時給學生5—10min自主思考、討論，調動學生學習積極性。待課前導入結束后，教師需引導學生觀察硝酸溶液，從氣味、顏色、溶解度、狀態等方面歸納硝酸性質，展示發煙硝酸，并講述濃硝酸揮發產生“發煙現象”的原因。

二、動手實驗并反思

引導學生通過動手實驗驗證硝酸強氧化性，借助PPT為學生展示實驗裝置圖，同時詢問學生該實驗有何缺缺點，通過觀察與分析，學生得知實驗容易污染環境，浪費實驗原料，教師在鼓勵學生動腦思考、觀察分析同時，需給學生充足的時間動手實驗，并在實驗過程中思考實驗改進方案，滲入綠色實驗理念，為提高學生化學素養奠定基礎。經實驗與反思，學生提出若干實驗改進方案，如利用堿液吸收實驗所產生的尾氣，用銅絲取代銅片，使反應原料可隨時抽出，利用單孔塞、分液漏斗向試管中逐漸加入濃硝酸，適當縮小實驗裝置比例，用微型化學實驗降低反應原料用量等。待學生得到實驗優化方略后，教師需鼓勵學生動手組裝，觀察實驗是否反應及程度如何，觀察試管中氣體的顏色。通過實驗觀察學生發現銅絲在硝酸溶液中不斷反應，且反應劇烈，試管中溶液無色，氣體為紅棕色。教師需做好實驗教學總結工作，利用PPT為學生展示實驗推倒式：Cu+4HNO₃（濃）==Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，對比分析硝酸、濃硫酸與銅的反應結果。通過實驗結論對比可以實現新舊知識銜接，強化學生化學知識記憶力，引導學生掌握化學實驗分析的方法，達到提高學生化學素養的目的。

三、改進實驗落實設計一體化和綠色化實驗教育目標

為落實設計一體化和綠色化實驗教學目標，教師在夯實基礎知識教學基礎上，需在綠色實驗理念指引下，為學生準備一組化學實驗設備引導學生動手操作嗎，組裝成一套可以滿足硝酸與銅片反應的實驗裝置，同時可以清楚觀察到實驗氣體的變化情況。為提高學生實驗操作質量，教師可以啟動合作學習小組，將觀察銅與稀硝酸的化學反應現象視為合作學習目標，引導學生探討產生實驗現象的原因，并依據反應列出方程式。在合作學習過程中，學生組裝出圖1所示實驗裝置，經觀察學生發現銅片在稀硝酸中反應較為緩慢，呈不斷溶解狀態，試管中氣體無色，待接觸空氣后呈紅棕色，溶液最終由無色變為藍色。經組內成員探討分析得出實驗結論：銅與稀硝酸是可以發生反應，說明稀硝酸具有強氧化性，反應所得物質有Cu（NO₃）₂、NO，得出反應方程式：3Cu+8HNO₃（稀）==3Cu（NO₃）₂+2NOS↑+4H₂O^[3]。

四、結束語

綜上所述，為使一體化和綠色化實驗設計更富成效，教師需將實驗主動權交給學生，啟發學生自主思考，引導學生動手實踐，落實化學教學目標，培養學生核心素養。

參考文獻：

[1]吳正帥，丁元東.銅與硝酸反應及NOx性質實驗的創新設計[J].實驗教學與儀器，2017（11）：36?39.

[2]董軍.濃?稀硝酸與銅反應的綜合實驗設計[J].化學教學，2017（1）：61-64.

[3]孫宇紅，吳俊，董小川.“銅與濃?稀硝酸反應”實驗的改進[J].實驗教學與儀器，2018（1）：31-32.