鈉與鹽、酸反應實驗探究式教學

曾丹

摘 要 在新課改的要求下，實驗探究式教學應運而生。本文主要是以探究式教學形式來學習金屬鈉與鹽溶液、酸溶液的反應。老師不是直接給出有關化學反應方程式，讓學生熟記，而是創設具體的情境，提出問題，引導學生主動發現問題，提出假設，再通過實驗來驗證自己的猜想。最后總結歸納了金屬鈉與鹽、酸反應的原理。

關鍵詞 探究式實驗教學 鈉 鹽 酸

目前部分中學化學老師注重“教師講、學生記”的教學模式，卻忽視了參與課堂、小組合作等教學環節。雖然這種教學模式能讓學生在一定程度上掌握知識，在考試中取得成績，但是不注重學生科學素養的養成，不利于學生獨立思考能力與自主動手能力的培養。由于學生長期以往接受的都是“教師講、學生記”的課堂模式，久而久之，學生不習慣去深入思考，質疑知識的正誤，只是機械地照搬知識點、結論，遇到陌生的化學情境或化學知識會茫然、不知所措。這樣會削弱學生的邏輯推理能力與實驗設計能力。

新一輪課程改革的核心理念是：一切為了學生的發展。[1]其中強調一切活動的制定與實施都要將目標鎖定在對學生終身發展有利上，因此這就需要老師教學方式和學生學習方式有所轉變。[2]探究式教學是指以探究為基本特征的一種教學活動形式。[3]實驗探究式教學重在培養學生的科學思維，有利于學生更快地理解實驗原理，提高學生的學習效率。金屬鈉與鹽溶液、酸溶液的反應原理不同且較為特殊，故用實驗探究性教學來進行該知識點的學習更有利于學生理解與掌握。

研究這個課題作用大致有三點。首先是完善鈉的化學性質，完善學生所學知識，實驗所得出的結論比純理論來的更有說服力，更能夠讓學生掌握地牢固。其次是培養學生的逆向思維，本次探究是以假設為出發點，對提出的猜想進行驗證，實驗的設計不是傳統的從已知的結論驗證現象是否正確，而是從看到的現象，總結得出反應原理，由果推因。最后就整個教育趨勢而言，教育不斷地改革，其根本目的就是促進學生學習，探究式教學使得學生完完整整地參與課堂，成為課堂的主人。

1 金屬鈉與鹽溶液反應的實驗探究教學

1.1 創設情境 導入課題

在初中化學的學習中，同學們了解到金屬與鹽溶液會發生置換反應，比如“Fe+CuSO4=FeSO4+Cu”，學生知道金屬活潑性強的金屬可以置換出鹽溶液中金屬活潑性相對較弱的金屬。金屬鈉為一種活潑金屬，位于金屬活動順序表前列，按理說，金屬鈉與硫酸銅溶液反應能置換出單質銅，實驗現象應為鈉逐漸溶解，有紅色固體析出。但事實會不會如此呢？請同學們進行分組實驗，觀察實驗現象。

1.2 動手實驗 收集證據

課前根據學習成績分組，每組綜合實力要一致，讓成績好的帶動學習較困難的同學，且每組有一個動手能力強的人，小組成員明確自己所做工作，一個準備實驗器材和試劑，一個主要負責思考實驗流程給出理論依據，動手能力較強的同學則是主要負責實驗操作，最后一個同學則是記錄實驗現象。

1.3 分析信息 組織討論

學生通過分組實驗，觀察到的實驗現象為有藍色沉淀生成，這與我們預先的猜想不一致。故實驗現象表明鈉與硫酸銅反應并沒有置換出紅色的單質銅，藍色沉淀為氫氧化銅。教師讓學生先分組討論，再形成一個合理的解釋。學生會疑惑：為什么金屬鈉不能從硫酸銅溶液中置換出單質銅？這反映了學生強烈的求知欲與好奇心。[4]剛開始學生認為是金屬鈉與水反應的結果，但有學生提出疑惑，一般金屬在常溫下與水、氧氣的反應是非常緩慢的，例如金屬鐵只能在高溫下與水蒸氣反應。金屬鈉與水反應為什么能這么迅速？最終學生得到的結論是：根據化學反應遵循質量守恒定律，產物氫氧化銅中的氫氧根離子只能來源于水中。[5][6]所以應該是金屬鈉先與水反應，生成氫氧化鈉，之后再與硫酸銅反應生成氫氧化銅。這個反應并不是簡單的置換反應。

1.4 進行實驗 驗證猜想

金屬鈉能否與水發生反應，并且反應產物為氫氧化鈉，這是同學們根據鈉與硫酸銅反應現象的猜想。現在我們要通過具體實驗來驗證同學們的猜想。因為考慮到金屬鈉與水反應較為劇烈，故在讓學生進行分組實驗前要交代一些相關事宜，讓學生重視安全問題。

1.5 得出結論 形成解釋

從以上反應現象可得金屬鈉在常溫下能與水發生反應，并且反應現象較為劇烈。由此也能證明大家之前的猜想：金屬鈉與硫酸銅反應的原理是鈉先與水溶液反應再與硫酸銅反應，最終得到藍色沉淀，氫氧化銅。

2 金屬鈉與酸溶液反應的實驗探究教學

2.1 創設情境 提出問題

根據之前開展的兩個實驗現象及結果，可以得出的結論是：金屬鈉在常溫下能與水劇烈反應，金屬鈉與鹽溶液反應會先與水反應，再與鹽發生反應，那么金屬鈉與酸反應的情況又將是怎樣的呢？

2.2 引導探究 投放目標

學生根據所學知識有兩種假設，一是鈉直接與酸溶液進行反應，另外一種假設就是和與鹽溶液相似，先與水溶液反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉再與酸進行中和反應。

2.3 小組討論 精講點撥

教師組織同學進行討論。同學們在相互討論中發現無論是哪一種反應原理，反應最終都會產生氫氣。假設鈉是先與水反應會產生氫氧化鈉，到這個過程是非常迅速的，即使加酚酞試劑也無法證明氫氧化鈉的存在。為了讓學生更好的理解金屬鈉與鹽酸的反應，我們還是以小組的形式進行了實驗。

2.4 設計實驗 總結現象

不管是驗證鈉是先與水反應是還是先與酸進行反應，實驗所得到的現象大同小異，也就是從某種程度上來講，以高一學生具備的化學知識，單單只是通過金屬鈉與水溶液的反應現象是無法得出結論的，實驗現象都是有氣泡生成收集氣體驗證都為氫氣，在這里學生通過書寫化學方程式最終的結果都是一樣的。

2.5 系列總結 歸納引導

在學習了必修一第二章的《離子反應》相關知識，同學們明白鈉與水的反應以及鈉與酸的反應實質都是鈉與氫離子反應。H2O是弱電解質，能解離出少量的H+，而HCl是強電解質，在水溶液中能完全電離，故電離出的H+濃度遠大于水解離出的H+濃度。在這里老師會補充到：在鹽酸中，由于氯化氫的電離會抑制水的電離，所以在鹽酸中，水電離出來的H+濃度遠低于氯化氫電離出的H+濃度。所以綜上所述，鈉與酸的反應是第一種假設，即直接與酸反應，而不是先與水反應。部分同學能明白老師的解釋但不能一下接受。為了更好的讓學生學習與接受，同學們開展了對照實驗來驗證該解釋。

2.6 實驗驗證 形成解釋

既然提到金屬鈉與酸反應，學生提出疑問：強酸和弱酸與金屬鈉的反應是不是會存在差異。從學生已有的知識經驗來看，金屬鈉與強酸反應一定比金屬鈉與弱酸的反應劇烈，那如果通過對照實驗：金屬鈉與水反應和金屬鈉與冰醋酸（純的無水乙酸），通過觀察、分析兩組實驗現象，從而能得出一定結論。這兩組實驗相對較簡單，仍然采取學生分組實驗的形式進行。最終從學生的實驗報告來看，這兩組實驗現象基本相似，只是金屬鈉與冰醋酸的反應比金屬鈉與水的反應較為劇烈一些。

如果同學們之前的猜想二：金屬鈉先與水反應，再與酸反應成立的話，那么金屬鈉與水反應應該比金屬鈉與鹽酸、冰醋酸反應劇烈，因為這三者中，水溶液中所含水的濃度最大，鹽酸次之，冰醋酸為零。然而我們通過實驗發現，這三者與金屬鈉反應的劇烈程度依次為：鹽酸>冰醋酸>水。這說明當金屬鈉與酸溶液反應時，是直接與酸發生反應。在上文中提到金屬鈉無論是與酸反應還是與水反應，其實質都是與氫離子反應。而水、鹽酸、冰醋酸三者中氫離子大小為：鹽酸>冰醋酸>水。

3總結與反思

通過本次對實驗探究式教學的實例研究可得出如下結論：金屬鈉與鹽溶液的反應是先與水進行反應再進一步與鹽反應，生成氫氣和相應的沉淀；金屬鈉與酸溶液反應時是直接與酸發生反應，生成氫氣和相應的鹽。從以上兩個探究實驗過程來看，學生能自主地根據老師所提問題作出假設，并積極主動地根據已有知識經驗設計實驗方案，在實驗過程中能仔細全面地觀察實驗現象，且能給出相對成熟的解釋，化學實驗是理論與實踐的結合點。[7]將探究式教學深入化學課堂可提高學生的學習效率，可幫助教師更有效的完成教學任務。教師在實施實驗探究式教學時，為保證其順利進行，有三點需要注意：一是目標明確，學生明白自己所要探究的任務內容；二是教師引導探索與總結，強調小組合作；三是實驗安全問題。

參考文獻

[1] 邱勛蕃.新課程課堂教學初探[J].考試周刊，2008（15）：37.

[2] 韓文娣.體驗教學在高中化學教學中的實施策略研究[D].河南師范大學，2017.

[3] 吳懷城，曹秀芳.探究式教學法在中學化學教學中的應用[J].現代中小學教育，2007.22（6）：58-60.

[4] 左玉香.Na與CuSO4溶液反應的探究教學設計與實踐[J].中學化學教學參考，2006（04）：21.

[5] 顏標峰.關于金屬鈉與硫酸銅溶液反應的思路[J].實驗教學研究，2017（8）：84.

[6] 汪富初.鈉與酸反應原理探析[J].四川職業技術學院學報，2005（72）：1.

[7] 任永衛.淺談中學化學實驗改革[J].教育科學，2011（03）：24.