一道2009年上海化学中考试题的教学启示 化学中考试题
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文章编号:1005-6629(2010)08-0070-02 中图分类号:G632.479 文献标识码:B 2009年上海化学中考试卷中有这样一道题:
为了探究氧化铜与碳反应生成的气体产物,甲同学设计并进行了如下实验:取一定量氧化铜和碳的混合粉末,在不含氧气的高温条件下反应,将生成的气体通入澄清石灰水,发现石灰水变浑浊。由此得出结论,生成的气体产物一定是CO2。
①甲同学加热混合粉末时观察到的现象是:黑色粉末____。
②澄清石灰水变浑浊时发生反应的化学方程式是___。
③检验气体产物是CO2的另一种方法是:将生成的气体通入石蕊溶液中,溶液变____色。
④乙同学认为,甲同学的实验不能证明反应的气体产物只有CO2,乙同学推测气体产物中可能还有CO。请你从下列A、B、C中选择实验装置,用于验证乙同学的推测。将所选装置的编号填入方框,并在方括号内写出相应装置内盛放的化学试剂。
其中的①、②、③以考查学生的基础知识为主,而④则以考查学生的识图能力、分析能力、设计能力及综合利用知识的能力。第④小题给出的答案是A中盛氢氧化钠溶液(氢氧化钾溶液、氢氧化钡溶液等碱溶液)除去二氧化碳,再用一个同样的A装置盛石灰水检验是否已除尽二氧化碳,以排除干扰,在B中进行一氧化碳还原氧化铜的反应,并用C检验生成的气体产物。
这里姑且不讨论这样的证明方法是否局限了学生的发散思维,即若不除去原来的二氧化碳,直接用气体产物还原氧化铜或直接点燃看现象,是否可以达到同样的验证目的。而要讨论(9)(10)检验和吸收二氧化碳的试剂选择,这一直是教学中的重点和难点。总有一部分学生知其然不知其所以然,甚至完全混淆。如何来突破这个难点呢?我认为还是应该发挥实验的功能,让学生在实际操作或亲身体验中感受二氧化碳分别和氢氧化钠、氢氧化钙接触时的不同现象。
1关于二氧化碳的检验
在第一堂化学课“化学使世界更美好”的课堂实验中,学生领略了CO2使澄清石灰水变浑浊的实验,明白了使石灰水变浑浊是CO2的特性,通过以后的学习又明确了用石灰水来检验CO2。
第二学期,学生在学习“碱的性质研究”时,通过如图1中小气球随着NaOH溶液的滴入逐渐胀大的实验,明白了CO2气体被NaOH溶液吸收后,密闭容器内压强变小,从而导致了小气球的胀大。
也就是说CO2既能和石灰水反应,也能和氢氧化钠溶液反应。但是由于没有同时进行CO2和NaOH、Ca(OH)2溶液的对比实验,缺乏直观感受,学生在以后的意识中反而模糊了CO2的检验方法。
那么,在演示上述CO2和NaOH溶液反应的实验前,先用这样的两组实验作铺垫,既作为对已学过CO2和石灰水反应的复习,又是对新知识CO2和NaOH溶液反应的引入,依旧带新,通过对比,进行知识的迁移,结果就可以不一样。
(1)在甲、乙、丙三支试管中加入等量的NaOH或Ca(OH)2溶液(如图2所示), 然后在甲、乙中分别通入CO2,观察并明确现象差异,强化CO2只能使澄清石灰水变浑浊,而不能和氢氧化钠产生明显现象。
(2)在实验后的乙和丙两种澄清溶液中,分别滴入稀盐酸(如图3),观察到前者产生气泡而后者没有明显现象,明确了实验1中CO2通入NaOH尽管有新物质生成但没有明显现象,故而CO2的检验用石灰水而非NaOH溶液。
(3)为了直观地观察到CO2与NaOH反应后的现象,再利用图1装置中的橡皮泡膨胀来体验。
由于CO2与NaOH溶液反应的实验现象不明显,使学生在学习这一反应时缺乏感性认识,掌握较难。但通过这样的实验设计,有对比,有层次,有步骤的验证CO2确实与NaOH溶液发生了反应但不能用于检验CO2。该设计还带动了许多知识的巩固和应用,涉及的知识面较广,包括酸及CO2的性质、质量守恒定律及相关的物理知识等,既培养了学生知识应用能力,发展学生的创新能力,又使学生明确了科学探究的一般过程和方法,培养学生尊重事实的科学态度。
2关于二氧化碳的吸收
检验要求现象明显 ,CO2 和石灰水生成的
Ca(OH)2是沉淀, 而与NaOH生成的 Ca(OH)2可溶。吸收还要求尽量除尽,从理论上说Ca(OH)2微溶,用它来吸收CO2要配大量溶液。尽管生成的Ca(OH)2会继续和CO2反应生成Ca(OH)2,但那也只是把氢氧化钙溶液需求量减半而已。而NaOH极易溶于水,所成溶液浓度大,吸收量多,效益高。在这样的思考过程中必须综合应用溶解度、溶液的质量分数、化学方程式及其计算等知识。也可以用简洁、直观的实验来研究CO2的吸收。在如图4所示的实验中,可以观察到甲试管中液面上升最少,试管口有浑浊现象;乙试管中液面上升较甲略高;丙试管倒吸接近完全,仅在管底留有一小气泡。对比甲、乙中液体进入试管的体积,知道相同浓度的氢氧化钠溶液的吸收能力强于 Ca(OH)2溶液;对比乙、丙中液体进入试管的体积则知道同样是 Ca(OH)2 溶液,浓度越大吸收能力越强。由此可知,在实验室吸收CO2时,应选用较浓的NaOH溶液,尽管无明显现象,但吸收效果好。
总体看来本试题内容注重对教材中主干知识的考查,考查学生对知识的理解,同时对教材知识又有适度延伸;试题看似很基础又蕴涵变化,看似平淡却不易得分。这就要求我们:①在教学中夯实基础知识教学,但绝不能让学生死记硬背,而要在有扎实基本功的前提下逐渐帮助学生建立化学的思维方法,融会贯通,灵活运用知识。②重视实验教学。化学实验中产生的那些生动、新奇、鲜明的化学现象(颜色的变化、产生气体,生成沉淀、爆鸣、燃烧等)是引起学生兴趣的主要因素。实验有助于培养学生的观察能力和积极主动地去获得感性认识的意向。学生亲自动手实验获得成功会使他们对实验产生更加浓厚的兴趣,调动学习化学的积极性和主动性。③在教学过程中注意“导”、“引”之术。注重培养学生的学习能力,在理解的基础上,构建他们的知识体系,只有在自己建构的知识体系中自由检索的材料,才能应用自如,才能由此及彼,才能有流畅的知识迁移。靠“题海”,靠提高习题难度、靠拓宽知识深度都是行不通的,那样只能加重学生的学习负担,影响学习能力的提高。
参考文献:
[1]2009年上海化学中考试卷.
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