以問題引領的方式促進探究目標的達成

摘 要：本文由鹽酸滴入碳酸鈉溶液中局部出現氣泡，引發學生質疑，層層推進最終設計實驗既定性又定量地體現出鹽酸與碳酸鈉的反應是分布進行的：第一步CO2-3+H+HCO-3；第二步HCO-3+H+H2O+CO2↑。設計此實驗探究，不僅深化學生知識體系又彌補了教材中對該知識探究的缺陷。

關鍵詞：再探；碳酸鈉；鹽酸；局部過量；分步反應

魯科版高中《化學（必修1）》第三章中有這樣的知識點：“少量的鹽酸與碳酸鈉溶液的反應是分步進行的，反應開始無氣體產生，直到兩者物質的量達到1∶1后再滴入鹽酸，氣體才源源不斷地產生。”事實上把等濃度的鹽酸滴入碳酸鈉溶液里，剛開始就會產生少量氣體。學生此時會產生疑問，懷疑教材理論的正確性，以此為契機帶領學生進一步探究反應的原理。然而筆者在魯科版、人教版、蘇科版等教材中并未查找到鹽酸與碳酸鈉溶液反應的實驗探究。因此筆者帶領學生對此反應做了如下的再探究：

一、 教學設計基本思路

鹽酸與碳酸鈉溶液的反應是高考考查的熱點之一，理論知識較為抽象，學生掌握深度不夠。筆者通過認真研讀教材，結合學生現有知識和實驗水平，嘗試性地設計出一套完整的方案。首先將等物質的量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別加入裝有足量鹽酸的錐形瓶中觀察現象的不同，然后提出問題，設計實驗將等濃度鹽酸滴入碳酸鈉溶液中，再觀察實驗現象又一次提出問題，進一步再探究、組裝實驗驗證，最終得出結論。整個教學過程中以學生為主體，教師幫助學生突破難點。在探究實驗的過程中學生知識體系加以完善，實驗技能得到較大的提高！

二、 教學過程

（一） 情景設置，提升學生興趣

[教師]同學們，請你們將裝有碳酸鈉和碳酸氫鈉固體的氣球套在裝有足量鹽酸的錐形瓶上，然后同時將固體倒入錐形瓶中，看哪一組做得又快又好、觀察現象準確？

[學生]愉快且認真地做實驗并認真的觀察氣球的變化。小組爭先恐后的亮出小組成果并舉手發言：裝有碳酸氫鈉的氣球變化得“快又大”，裝有碳酸鈉的氣球變化得“慢又小”。

[設計意圖]通過觀察氣球變化的快慢大小，引起學生探究興趣，同時增強學生相互間的交流、協作。

（二） 提出問題，形成探究

[教師]為何它們的現象不相同呢？

[學生]碳酸鈉溶液與鹽酸的反應分兩步進行，碳酸氫鈉與鹽酸反應一步完成

第一步：CO2-3+H+HCO-3 第二步HCO-3+H+H2O+CO2↑

[教師]事實是這樣的嗎？大家組內討論根據實驗桌上的儀器和試劑，快速設計出一個簡單實驗加以證明。

[實驗方案]小組討論，最終得出實驗方案：將0.1 mol/L的HCl滴加到裝有5 mL 0.1 mol/L的Na2CO3溶液的試管中，觀察現象。

[學生]仔細觀察實驗現象，鹽酸滴入碳酸鈉溶液中開始就在局部出現少量的氣泡，隨后氣泡逐漸增多。

[老師]這與教材中的理論相矛盾，為什么呢？

[教師引導學生討論]根據現象可能是鹽酸局部過量造成的。

（三） 發現異常現象，再探究

[學生]攪拌可以避免或減弱局部過量的情況。

[老師追問]攪拌不利于鹽酸液體的加入，用什么方式攪拌呢？

[學生]思考。

[老師]教師PPT展示磁力攪拌器的裝置、功能、使用方法。

[學生]閱讀資料，掌握磁力攪拌器的使用方法。

[過渡、教師引導]攪拌問題解決了，那攪拌時怎么觀察氣泡產生呢？

[學生]思考、討論，可以用收集氣體或通入溶液觀察氣泡的方式。

[教師]若按大家的猜想，反應裝置必須要密封，發生裝置如何組裝呢？

[學生]可以選用分液漏斗和雙頸燒瓶或錐形瓶。

[教師]鼓勵學生創造性思維，同時指出分液漏斗滴加液體時由于液體體積增加，會造成裝置中空氣被排出產生氣泡干擾實驗現象。

[教師]PPT展示恒壓漏斗的資料，學生閱讀、了解恒壓漏斗功能。

（四） 設計實驗，實驗論證

[學生]根據以上的探討，學生分組合作組裝實驗。

[學生實驗]檢查裝置氣密性后，向雙頸燒瓶中加入20 mL 1.0 mol/L的Na2CO3溶液，恒壓漏斗中加入40 mL 1.0 mol/L的鹽酸，觀察氣體產生時消耗的鹽酸量

[學生總結實驗現象]在磁力攪拌器攪拌的條件下，鹽酸開始加入時無氣泡產生，當消耗鹽酸接近10 mL時導管末端出現氣泡，隨后氣泡逐漸增多。

[學生]根據實驗現象及消耗鹽酸的數據，學生再板書寫出反應的過程

第一步：CO2-3+H+HCO-3

第二步HCO-3+H+H2O+CO2↑

（五） 得出結論

[教師小結]無氣泡過程和產生氣泡的過程消耗鹽酸物質的量之比1∶1，符合理論離子方程式中兩步反應的比例系數。

[設計意圖]通過逐步的引導，促進學生創造性的探究，培養學生科學探究的精神。讓學生在探究中驗證課本理論，收獲滿足的喜悅感！

三、 本節科學探究的程序如下

四、 課后反思

實驗科學的探索不會是一帆風順的，在探究性的課堂上，基于學生知識掌握程度的不同、實驗操作技能的差異、學生創造性的高低等會使實驗的探究進度變得曲折緩慢，這時就需要教師全盤把握。課前備課要考慮到很多不確定因素，設計問題要有預設性、引導性，過渡要平緩不突兀等。這樣的課堂讓學生在學到知識的同時學科素養也在慢慢形成之中！

作者簡介：

任俊奇，安徽省界首市，安徽省界首第一中學。