初三化学中“无现象”反应的教学探究|初三化学实验现象

时间：2019-02-05 03:28:35　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：在初中化学教学中，以一些化学反应过程无明显现象为契机，引导学生通过设置新情景的方式来达到验证反应发生的目的，从而培养学生的探究精神和发展学生的思维能力。　　关键词：探究；新情景；实验设计；验证
　　文章编号：1005－6629(2008)08－0011－03中图分类号：G633.8 文献标识码：C
　　
　　在初三化学教学过程中，有许多化学反应实际发生了，但没有明显的现象，可以此为契机让学生通过所学知识来验证反应的发生，这不仅可培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，同时学生的思维推理能力可得到进一步地发展，学生对探究事物本质的好奇心更强了。下面笔者通过几个无明显现象的化学反应案例，谈谈如何培养学生的思维能力和探究精神。
　　案例1：CO2和NaOH反应的实验
　　我们知道CO2和Ca(OH)2溶液反应时，可显看到澄清的石灰水变浑浊，证明反应发生了。可CO2和NaOH反应了，却没有明显的现象，如何证明反应确实发生了呢？
　　CO2+2NaOH=Na2CO3＋H2O
　　（引发学生从多个角度来思考问题，使学生在思维深度和广度上得到提高）
　　设计思路是：可通过设置新情景的方式来间接说明反应发生了。
　　方法1：可通过验证生成物是Na2CO3来证明。
　　a.加入HCl，因CO32-有一特性：加入HCl溶液等酸溶液，会产生大量气泡。先加入HCl，刚开始无现象，是与过量的NaOH反应，继续加入HCl溶液，才有大量气泡产生，说明生成物中的确有CO32-；
　　b.还可加入Ca(OH)2、 CaCl2、 Ba(OH)2、 BaCl2溶液中任何一种来鉴定。因CO32-会与Ca2+、Ba2+反应生成白色沉淀CaCO3↓、BaCO3↓。如有白色沉淀，也可证明有CO32-。
　　方法2：通过在一个密闭体系中由反应物状态的变化引起气压的变化来检测。
　　a.在软塑料瓶中充满CO2，并用带胶头滴管的胶塞密闭，胶头滴管内装有NaOH，挤压滴管，让NaOH滴入瓶中，发现瓶子变扁，可证明反应的确发生了。
　　学生又会提出新的问题：CO2和H2O反应也会引起气压的变化。
　　（在操作中，又引发了新的疑问，可谓验证中又有新的探究）
　　到底是那种因素起主要作用呢？可设计一个对比实验：
　　验证：再取一个充满CO2软塑料瓶，滴入与NaOH溶液相同体积的水，看瓶子变瘪的程度，来推之反应的发生。
　　（这里又涉及到化学学习方法――对比法）
　　b.在充满CO2的广口瓶瓶口上放一去壳的熟鸡蛋，在加入NaOH后，由于NaOH和CO2反应， CO2气体减少，造成压强减小，就会出现“瓶吞鸡蛋”的有趣现象。如图1所示。
　　
　　c.在一个充满CO2的广口瓶瓶口，配上带有胶头滴管和一段玻璃管的胶塞，胶头滴管内装有浓NaOH溶液，伸入广口瓶的玻璃管端口绑上一个小气球。如图2所示。
　　
　　操作：挤压胶头滴管内的浓NaOH溶液至广口瓶中。
　　现象：小气球逐渐胀大。
　　原因：由于NaOH和CO2反应， CO2气体减少，造成压强减小，外界大气压大于瓶内的气压，就使气球胀大了
　　d.还可利用喷泉实验进行检验。将一个充满CO2的圆底烧瓶口朝下倒置，并固定在铁架台上，圆底烧瓶胶塞配上装有浓NaOH溶液胶头滴管及一段较长的玻璃管，玻璃管的一端伸入烧瓶近底部，另一端套上带有止水夹的胶皮管，并伸入装有红墨水溶液（现象明显，便于观察）的烧杯中。如图3所示。
　　
　　操作：挤压胶头滴管内的浓NaOH溶液至圆底烧瓶中，然后打开止水夹。
　　现象：烧杯中的红墨水溶液沿着玻璃管进入圆底烧瓶，形成红色喷泉。
　　原因：由于NaOH和CO2反应，CO2气体减少，造成压强减小，外界大气压大于瓶内的气压，将红墨水溶液沿玻璃管压入圆底烧瓶内而形成美丽的喷泉。
　　方法3：给学生一些资料：氢氧化钠和碳酸钠都易溶于水，但在酒精中氢氧化钠的溶解度比碳酸钠的溶解度大得多，请设计一个实验来验证CO2和NaOH发生了反应。
　　具体操作：先将NaOH放到酒精中配成溶液，再将CO2通入其溶液中，溶液变浑浊了，说明有新物质碳酸钠生成。用这种方式来检验反应是否发生，不仅操作简便，而且现象明显。
　　(方法3通过直接给学生一些资料的方式,来考察学生思维的灵活性,同时也给学生一个启示：学习的方法有多种，能够迅速、准确地查阅资料来解决一些化学问题更是学生将来应该具备的良好素质。)
　　案例2. NaOH溶液与HCl溶液反应的实验
　　NaOH溶液是无色透明溶液，HCl溶液也是无色透明溶液，当这两者混合发生反应后，溶液仍为无色，到底反应发生没有呢？怎样验证呢？
　　方法1：可以通过反应物的性质来验证
　　在反应前的NaOH溶液中滴入2滴～3滴酚酞，酚酞遇碱变红色，用滴管不断加入HCl溶液，直至溶液变为无色，说明溶液中无NaOH， NaOH反应完，也可说明反应的确发生了。
　　方法2：通过此反应的热效应来证明反应的发生
　　a.直接用手触摸烧杯壁，来感知温度的明显差异。（用较浓的NaOH和HCl，下同）
　　b.用温度计来测。
　　c.证明NaOH与HCl发生反应会放热，还可先用蜡烛液将烧杯和玻璃片粘在一起，烧杯中盛有NaOH溶液，再加入浓HCl，一会儿烧杯就和玻璃片分离了。说明此反应过程是放热的，将固体蜡烛融化了。
　　d.在盛有NaOH浓溶液的小烧杯上方加一块薄铁片，上面放有白磷，向烧杯内不断滴加浓HCl，如白磷燃烧起来，则证明NaOH与HCl反应放出热量。（见图2-1-a）
　　e.在室温下，将两个装有等体积NaOH溶液的烧杯中各放一个装有酒精的小试管，一个小烧杯的NaOH溶液中逐滴加入HCl，另一个不放，看哪个小试管中的酒精挥发得快。（见图2-1-b）
　　f.两个装有等体积NaOH溶液的小烧杯中，一个加HCl溶液，另一个不加HCl溶液，分别滴入红墨水，看红墨水扩散速度的快慢来判断NaOH与HCl反应是否放热。（见图2-1-c）
　　g.将HCl滴入NaOH水溶液后，在广口瓶的上方加一块玻璃片，看玻璃片上水分多少来确定NaOH与HCl反应是否放热。（见图2-1-d）
　　h.在一个空的具支试管口塞上一个橡皮塞，在侧面支管处连接一个装有一定量水的U型管，这套装置放在装有NaOH的小烧杯中，再加HCl浓溶液，通过反应放出的热，造成空试管中气体压强的变化，从而使U型管左右两边水面出现相应的水位差。还有两个实验装置图与此原理相似，一并在图2-1-e中列出。（该设计既能说明问题，而且非常有创意。）
　　i.还有的同学根据检查装置气密性的方法，对图2-1-e几种装置进行改造，空试管不连接U型管，而直接连接一个直导管，导管的下端放入一个装有水的小烧杯中，在左边的装有NaOH浓溶液的烧杯中加入HCl溶液，则右边烧杯中应有气泡（此过程放热，引起空试管中气体压强增大，气体就冒出），见图2-1-f。
　　
　　评论：教师一旦找好发挥学生思维能力的切入点，学生的潜能是不可估量的，学生设计出来的实验装置往往出乎老师的想象之外。笔者认为这样的实验装置设计才是真正对学生今后的发展有重要的意义。
　　
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国教育部制订. 义务教育化学课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2001.
　　[2]化学课程标准研制组编写. 化学课程标准解读. 湖北：湖北教育出版社，2002 .
　　[3]郭邵蕾.探究性实验在初中化学教学中的实施.化学教学.2005, 7～8.

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