摘 要:二氧化碳與氫氧化鈉的反應(yīng),是學(xué)習(xí)氫氧化鈉化學(xué)性質(zhì)時(shí)的一個(gè)重要反應(yīng)。教材沒有給出相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)這個(gè)性質(zhì)時(shí)感到比較困難。在此教學(xué)過程中,如果融入實(shí)驗(yàn)教學(xué),會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和深化起到關(guān)鍵作用。
關(guān)鍵詞:初中化學(xué);實(shí)驗(yàn);反應(yīng)
《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出:“義務(wù)教育階段的化學(xué)課程要幫助學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究,旨在轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,使學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?!睂?shí)驗(yàn)教學(xué)在這一過程中起到了關(guān)鍵的作用。所以,我們?cè)诮虒W(xué)過程中要善于運(yùn)用實(shí)驗(yàn)。
以滬教版九年級(jí)下冊(cè)“氫氧化鈉”為例,二氧化碳和氫氧化鈉的反應(yīng)是氫氧化鈉的一個(gè)重要化學(xué)性質(zhì),書上并沒有給出相應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證反應(yīng)的發(fā)生,所以很多學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)無(wú)從下手,幾乎是通過與“氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)”的類比來(lái)進(jìn)行知識(shí)的理解。這樣會(huì)讓學(xué)生理解起來(lái)比較模糊,學(xué)習(xí)起來(lái)也困難。所以,在復(fù)習(xí)的時(shí)候講到這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)就比較容易出錯(cuò),而實(shí)驗(yàn)恰恰可以彌補(bǔ)這個(gè)缺陷,所以,我在進(jìn)行教學(xué)前就思考如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生理解這個(gè)反應(yīng)。在課堂上可以展示實(shí)驗(yàn)藥品和儀器,讓學(xué)生來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
實(shí)驗(yàn)原理:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
提供的實(shí)驗(yàn)儀器:鐵架臺(tái)、燒瓶、玻璃導(dǎo)管、注射器或膠頭滴管、氣球、試管、燒杯、雙孔橡皮塞、單孔橡皮塞、止水夾、制取CO2氣體的裝置。
提供的實(shí)驗(yàn)藥品:氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、酚酞、水、鹽酸、碳酸鈉、碳酸鈣等
一、從生成物出發(fā),通過驗(yàn)證碳酸鈉的生成來(lái)證明反應(yīng)的發(fā)生
學(xué)生通過原理可以知道,要證明反應(yīng)的發(fā)生,就是證明Na2CO3的生成,實(shí)際就是證明CO32-的生成。那他們很快就可以設(shè)計(jì)出可以用鹽酸和氫氧化鈣溶液來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
方案1:取樣,加入過量的稀鹽酸,產(chǎn)生氣泡,證明生成了Na2CO3。
方案2:取樣,加入適量的氫氧化鈣溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明生成了Na2CO3。
在方案1中,學(xué)生對(duì)于鹽酸量的問題有一番爭(zhēng)論,通過分析,發(fā)現(xiàn)稀鹽酸既能和NaOH反應(yīng),也能和Na2CO3反應(yīng),而先發(fā)生反應(yīng)的是NaOH,所以鹽酸需要過量。
二、從反應(yīng)物出發(fā),通過驗(yàn)證二氧化碳的減少來(lái)證明反應(yīng)的發(fā)生
換個(gè)角度思考,學(xué)生發(fā)現(xiàn)如果反應(yīng)發(fā)生,二氧化碳就變少了,而利用所提供的儀器中,學(xué)生可以設(shè)計(jì)二氧化碳減少而引起壓強(qiáng)改變的實(shí)驗(yàn)。最典型的就是噴泉實(shí)驗(yàn)。如右圖所示,燒杯中加入滴有酚酞的水,事先在燒瓶中收集滿二氧化碳,關(guān)閉止水夾,將膠頭滴管中的氫氧化鈉溶液滴入燒瓶,振蕩,打開止水夾,發(fā)現(xiàn)燒杯中的水進(jìn)入燒瓶中,形成美麗的紅色噴泉。從而證明了二氧化碳的減少,也就證明了反應(yīng)的發(fā)生。
學(xué)生此時(shí)思路打開,設(shè)計(jì)出了多種通過壓強(qiáng)改變而證明二氧化碳減少的實(shí)驗(yàn)。如將試管中收集滿二氧化碳,倒放在裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中,最終試管中液面上升;還可以將氣球套在導(dǎo)管上,將導(dǎo)管和單孔橡皮塞相連,塞入收集滿二氧化碳的燒瓶,再向燒瓶中加適量氫氧化鈉溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)氣球脹大等。這些氣壓變化的實(shí)驗(yàn)均可以運(yùn)用到證明二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)中來(lái)。
但是特別要注意的是,這樣的實(shí)驗(yàn),還不足以證明壓強(qiáng)的減少就是二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)造成的,還可以是因?yàn)槎趸既苡谒遗c水反應(yīng)引起的,所以,還需要做一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。將氫氧化鈉溶液換成等體積的水,通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比,進(jìn)一步證明氫氧化鈉和二氧化碳確實(shí)發(fā)生了反應(yīng)。
通過這樣一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),教師就把二氧化碳和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)講活了、講透了。在復(fù)習(xí)時(shí)對(duì)比發(fā)現(xiàn),講過實(shí)驗(yàn)和沒有講過實(shí)驗(yàn),學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的理解是有明顯差異的,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象非常深刻,所以即便不講,也能很快地回憶出這個(gè)反應(yīng),這也達(dá)到了預(yù)期的將復(fù)雜的化學(xué)問題通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單化的處理的目的。我們?cè)诮虒W(xué)過程中應(yīng)該多思考、多反思,讓化學(xué)課堂通過實(shí)驗(yàn)得以進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的有效教學(xué)。
編輯 李 姣