硝酸與銅反應的設計與反思

高一梅

（南京市棲霞中學，江蘇 南京）

【案例描述】

我們已經知道鹽酸不與銅反應，濃硫酸在加熱時與銅發(fā)生氧化還原反應，那硝酸遇到銅會不會發(fā)生反應呢，為了解決這個問題，請同學們嚴格按照學案的步驟操作并注意觀察和記錄現(xiàn)象。

實驗1：在試管中加入約2mL的濃硝酸，用裝有銅片的膠頭滴管吸取一滴管濃硝酸（注意：滴管內的濃硝酸要沒過銅片），放入試管中，觀察實驗現(xiàn)象并記錄，分析得出實驗結論。

學生操作，根據(jù)現(xiàn)象，得出結論“溶液變成藍色，生成硝酸銅，滴管里變棕色有NO2！”有學生提出疑問“我的溶液怎么是綠的？”綠色是實驗的正常現(xiàn)象，考慮到學生的思維水平，由教師引導學生思考“為什么本應是藍色溶液和紅棕色氣體，變成了綠色呢？”這時一個小孩很激動地說道：“是NO2溶解在了硝酸銅里！”“現(xiàn)在請同學們在白紙上依次用藍、黃色熒光筆畫個圖案，看看有什么現(xiàn)象。”學生紛紛動起手來，發(fā)現(xiàn)變成綠色。與直接講原理相比，這種方式更便于學生的理解。接著由學生書寫化學方程式。

“課本上銅與稀硝酸也能反應，我應該如何設置實驗驗證呢？能否繼續(xù)用剛才的裝置呢？”幾分鐘后，學生得出結論，根據(jù)溶液顏色的變化證明銅離子，氣體由無色變?yōu)榧t棕色說明有NO。“那反應所需的氧氣如何提供？”“滴管里原來殘留了空氣。”“不對，在吸硝酸的時候就把空氣排盡了。”“把滴管中的氣體迅速擠入一支試管中。”“不行，NO2有毒，要在密閉的環(huán)境中反應。”“吸空氣進去。”“用什么吸？”有一個學生說道：“用針筒！”話音一落，學生中傳來一片贊許的聲音。針筒是個好想法，現(xiàn)在請同學們以小組為單位用針筒設計實驗證明產物，學生開始討論，最終確定了實驗方案。

實驗2：取一支針筒向其中放入銅片，然后吸取3mL稀硝酸，直立并堵住針頭，觀察現(xiàn)象。反應結束后，拉動針筒的活塞使空氣進入，觀察實驗現(xiàn)象。

在這個實驗中，用針筒進行實驗，避免反應前就有空氣混入，且反應后現(xiàn)象明顯，也可控制NO2的排放，從而保護環(huán)境。

【案例反思】

1.把握時長，高效教學

化學是一門以實驗為基礎的學科，沒有實驗的化學課堂便失去了它的特點，但學生做實驗時不可避免的一個問題就是：實驗時長的控制，由于對流程及操作不熟悉等原因，實驗所需時間往往比預設的要久，大大影響教學進度。

在此次濃硝酸與銅的實驗中，學生的動手操作能力不同，對實驗的理解程度不同，這就導致在操作時出現(xiàn)了較大的時間差，進而引起課堂的小混亂。為了保證教學進度，老師必須要把握好時間，比如可以明確規(guī)定某一個實驗在幾分鐘內完成，增加學生的緊迫感，同時老師在進行每一個實驗前要求學生熟悉實驗操作，強調操作的規(guī)范性，給學生打一劑安心針，這樣在實驗時學生明顯要快一點，大大節(jié)約實驗時間。

2.手腦并用，在創(chuàng)新中提升

新課標說明課程的基本理念之一是通過以化學實驗為主的多種探究活動，使學生體驗科學研究的過程，激發(fā)學習化學的興趣，強化科學探究的意識，促進學習方式的轉變，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。所以化學課上更要學生去想實驗，這就需要老師在旁引導，由學生發(fā)現(xiàn)問題，教師沿著學生的思路進行分析。

在本節(jié)課中，實驗1的方案由老師直接給出，為實驗2的設計提供了思路。實驗2中的關鍵是如何防止NO在空氣中被氧化，就可以轉化為怎么在一個密閉空間里反應，同時還可以把氧氣（空氣）放進去。通過不斷地提問，既是沿著學生的思路也是引導學生向正確的方向前進，而學生在初中學“水的凈化”等實驗時已接觸過針筒，因此用針筒進行實驗是學生可以想到的。在整個實驗過程中既鍛煉了學生的思維能力和語言表達能力，也提高了學生的動手操作能力和團隊協(xié)作意識，但是在這個過程中要注意小組的合理分配，考慮學生動手操作能力、實驗觀察能力、歸納總結能力等方面的差異，保證每個小組都可以動起來。

3.對比學習，在沖突中完善

對比學習就是一個與已有知識建立聯(lián)系的過程，課標中指出：“從學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發(fā)，幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養(yǎng)學生的社會責任感、參與意識和決策能力。”

在本節(jié)課中，有兩處運用到了對比的思想，先是濃硫酸與銅可以發(fā)生氧化還原反應，進而推測濃硝酸與銅也可以發(fā)生氧化還原反應并進行驗證，第二處則是稀硝酸與稀硫酸與銅反應的對比，得出結論稀硝酸的氧化性強于稀硫酸。在對比學習的過程中，既是對已有知識的延伸，也是對知識的完善，比如學生在初中時學過銅與硫酸不反應，但在高中與濃硫酸就反應了，知識間形成沖突，引起學生的學習興趣，同時不斷豐富學生的知識內涵。