由学生的作业引发的一次探究课

何丹

一、课题的由来

“硝酸的性质-铜与浓、稀硝酸的反应”是鲁科版化学必修一第三章第二节的内容，在上完本节课后，给学生布置了一份练习，但是其中有两题错误率比较高，错的也都类似（如下图）。

批改完作业后，笔者认真的思考，学生会出现大面积相同的错误，肯定是对原理理解不够清楚。课后找了几个同学了解情况，学生告诉我说，硝酸的强氧化性是其中+5价的氮原子表现出来的，所以上面的练习也是根据这个原理来解题的。笔者恍然大悟，学生只是记得由+5价的氮原子的强氧化性，而忽略了只有在酸性条件下才表现出强氧化性。由此，设计了以下的课程。

二、教学过程

[引言]硝酸是我们中学常见的三大强酸之一，除了具有酸的通性外，还具有强氧化性，能将铜这种不活泼的金属氧化，以及碳这种非金属氧化。下面给大家看昨天做的的练习。

Cu+2HNO3Cu（NO3）2+H2↑四、盐类的水解

盐的水解是中和的逆反应，属于复分解反应。

1.强酸弱碱盐的水解

强酸弱碱盐溶于水后，金属阳离子（包括NH+4）能与H2O电离出的OH-结合成弱电解质，随着c（OH-）减小，水的电离平衡向右移动，在建立新平衡时溶液中c（H+）>c（OH-），故强酸弱碱盐水解显酸性，如Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，所以在配制FeCl3溶液时应加入少量盐酸，抑制水解，避免溶液混浊。

2.弱酸强碱盐水解

弱酸强碱水解实质是弱酸根离子与水反应，如CO2-3+H2OHCO-3+OH-，HCO-3的水解更多微弱，所以Na2CO3水解的离子方程式可用上式表示。Na2CO3俗名纯碱，与其水溶液呈碱性有着直接的联系。

3.弱酸弱碱盐水解

弱酸弱碱盐的阴、阳离子都发生水解，习惯上称为双水解。由于阴、阳离子的水解相互促进，一部分弱酸弱碱盐的水解可以进行到底，如2Al3++3S2-+6H2O2Al（OH）3↓+3H2S↓，像NH+4与CO2-3或HCO-3等就不能完全水解到底，可以大量共存。

五、其他二元化合物的水解

在归纳水的化学性质时，电石与水的反应很容易被忽略，因为是在讲有机化学部分乙炔的实验室制法时才出现的，CaC2+2H2OCa（OH）2+C2H2↑。分析该反应的机理，应是带正电的Ca2+与水中的OH-结合，带负电的C2-2与水中的H+结合，促进水的电离，使反应继续进行。其他二元化合物即使不是离子化合物，只要有一定极性也会与极性的水分子发生类似的反应，规律是正价元素与氢氧根结合；负价元素与氢结合，由此读者不难与推断Mg3N2、Al4C3等物质与水反应的生成物，并进一步写出化学方程式了。

六、盐的水合

由于阴、阳离子与极性水分子的静电作用、络合作用以及氢键等原因一些盐溶液在结晶的过程中常常会析出含有一定数目水分子的晶体，最常见的是CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O结晶水合物中，水分子与盐的结合并不十分牢固，加热可使之分解，CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O，由于在CuSO4·5H2O的晶体中结晶水与CuSO4的结合方式不同，使之分解温度也不同，2011年高考化学全国新课标卷第26题就是根据CuSO4·5H2O受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）编拟的试题，读者不妨找来参考。

七、水与有机物的反应

大海是生命的摇篮，所有生物的生命活动都离不开水，水虽属无机物，但在有机化学中充当着举足轻重的角色。

1.加成反应

如CH2=CH2+H2O催化剂CH3CH2OH

CH≡CH+H2O催化剂CH3CHO

工业上利用以上两个反应可生产乙醇和乙醛。

2.水解反应

卤代烃的水解

R-X+H2ONaOHROH+HX

酯的水解

R-COOR′+H2ORCOOH+R′OH

糖类、蛋白质、油脂等也都能发生水解，通过这些反应可以维持生物体的生长发育和组织更新，没有水就没有地球上的生命现象。

以上对水能发生的化学反应进行了归纳，复习时也可逆向思考：哪些反应生成水，水是怎样生成的，从水的构成和水的电离去深入理解水的性质，以便加深记忆，灵活运用。（运用分类的方法，根据物质所属的类别角度来预测这个反应可否发生。）大家分析在这个反应中，变价的微粒分别是什么？

[生]Zn+2HClZnCl2+H2↑，Cu和Zn都是金属，有还原性，氢离子有氧化性，所以和锌反应，生成氢气。

[师]分析的很好。在HNO3=H++NO-3。氢离子和硝酸根都有氧化性，那我们今天就来再探究下硝酸的强氧化性是由哪种变价微粒引起的？

[师]今天上课前先复习下定性探究的程序。

[生]发现问题、提出猜想，实验验证，解释和结论。

那我们定性研究下硝酸的强氧化性，以铜与硝酸反应为例。

[师]对于刚才提出的问题，你有什么猜想？

[生]可能H+表现氧化性

[生]可能NO-3表现氧化性

[生]可能与H+和NO-3的共存体系反应

[师]那还有没有其他的猜想啊。只有两种离子，是不是只有这三种可能性。接下来我们要用实验来验证这个猜想。如何通过实验来证明。请大家四个同学一组，根据提供的仪器和试剂，设计合理的方案来证明刚刚的猜想。

[仪器和试剂]

1。仪器：试管（3支）、U型管（1支）、酒精灯、试管夹、胶头滴管。

2。药品：Cu丝、1 mol/L NaCl、1 mol/L HCl、 1 mol/L NaNO3、浓NaOH溶液endprint

[师]请一小组把你们的设计和大家分享一下。

[展示]

[师]设计的非常好，有实验步骤，如果能预测出实验现象和结论就更好了。那请同学们分享下你们小组设计实验目的。

[生]实验1是证明H+能否将铜氧化；实验2是证明NO-3能否将铜氧化；实验3要证明H+和NO-3同时存在能否将铜氧化。

[师]太棒了，设计的非常好，完全达到我们实验的目的。那大家再思考下，这个设计有没有什么可以补充的？（尾气怎么处理）

[生]没有尾气处理，如果3反应，会产生NO有毒气体，要用碱液吸收。

[师]很有环保意识，要在后面接上碱液吸收尾气。

[师]请大家检查桌上的药品是否都齐全，如果没有问题，可以动手实验。大家要注意，如何取用液体药品，如何加热？注意液体药品的取用和试管加热。请同学们分享你们的实验结果。

[生]

1。在试管中加入2 mL盐酸，插入铜丝，加热并观察现象。

没有明显现象，说明氯离子和氢离子都没有和铜发生反应。说明猜想1不成立。

2。在试管中加2 mL NaNO3溶液，插入铜丝，加热并观察现象。

没有明显现象，说明钠离子和硝酸根离子都没有和铜发生反应。说明猜想2不成立。

3。在试管中加入稀盐酸，再加入NaNO3溶液，插入铜丝，加热并观察现象。

铜上有气泡，试管口呈红棕色，溶液变蓝。说明Cu与H+和NO-3共存溶液反应。说明猜想3成立。

[师]分析的非常到位，对这个实验理解的很透彻。那通过这些实验，你还能得出什么结论？

[生]氢离子的氧化性不强，只能氧化活泼金属。硝酸的氧化性大于H+的氧化性。

[师]硝酸钠中，N虽然为+5价，但是没有将铜氧化，所以硝酸盐中的硝酸根有没有表现出强氧化性？和盐结合时有没有显现强氧化性？

[生]没有，所以在盐中没有表现强氧化性，和还原剂能共存。

[师]硝酸钠中，加入酸，为什么就表现出强氧化性？

[生]硝酸根和氢离子共存，相当于有硝酸的存在。就表现出强氧化性。

[师]也就是说硝酸根没有表现出强氧化性，只有在酸性条件下，才表现出强氧化性。今后在做题的时候一定要认真审题。

[师]通过这个实验，大家对硝酸氧化性的认识已经很到位了，那大家能否将上述两题改正一下。

三、教学反思

本节课充分考虑学生的能力和知识基础，在探究式教学过程中引导学生探究。在探究硝酸氧化性，分析溶液中存在微粒，从化合价角度引导学生探究，形成新的激发学生思维的课题，先分析成分，提出猜想，设计实验方案，动手实验，观察现象，结论和解释。既复习了前面学习的研究物质性质的基本程序，又让学生将理论运用于实际。

到本章节止，教材已基本介绍了高中必修阶段无机物的知识体系。学生对化学实验的基本操作已有了一定的了解，并且具备了一定的实验设计能力，他们在心理上有很强的动手欲望，渴望自己设计实验，渴望自己的一些想法付诸实施。因此，本节课通过铜与稀硝酸反应的实验设计，让学生在开放与和谐的氛围中开拓思维，体验实践与创新的乐趣。

现在在学科教学中开展研究性学习，关键在于不是有没有研究的课题，而是在于我们教师有没有研究性学习的课题意识。为了尽快适应新课程改革的需要，我觉得教师要尽快转变自己的“意识”，虽然要立足于教材，但也要避免照本宣科，而要将教材作为教学活动的载体和媒介之一，要从“施工图纸”式的教学设计向“探究”式的教学设计转变，要从知识性的备课向发展性的教学设计转变。endprint