基于化学学科核心素养的有效课堂教学

张真真

摘要：在新课改的大环境下，高中化学课堂得到创新发展，大量的新型教学模式应运而生，大大提高了高中化学课堂的质量。本文主要基于学科核心素养谈谈与硝酸反应相关的计算。

关键词：高中化学;学科核心素养;有效课堂;硝酸反应;循序渐进

硝酸与金属的反应时既体现酸性，又体现其强氧化性，所以相关计算题变化多端，解题的灵活性高，是一类值得研究的题型。探究该类题的命题规律，确立解题的基本策略，掌握常见的解题技巧是课堂教学中提高学生思维能力的关键。本文主要从课堂习题设计，循序渐进的引导学生掌握该知识点。

1 从反应的本质解题

金属与硝酸反应的实质是金属与H+和NO3-共同作用。

铜与稀硝酸反应的实质是：3Cu +8H+ +2NO3-=3Cu2+ +4H2O +2NO↑

例1、铜粉放入稀硫酸溶液后，无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体产生，该物质可能是

（   ）

A. Fe2 （SO4） 3 B. Na2CO3 C. KNO3 D.FeSO4

解析：铜与稀硫酸中H+的不反应，加入NO3-后，铜就可以和H+和NO3-反应。答案：C。

例2、铁铜混合物加入硝酸后，剩余金属m1 g，再向其中加入稀硫酸。充分振荡后，剩余金属m2 g，则m1与m2的关系是（ ）。

A.m1一定大于m2 B. m1一定等于m2

C. m1可能等于m2 D.m1可能大于m2

解析：由铜与稀硝酸反应的实质 3Cu +8H+ +2NO3-=3Cu2+ + 4H2O +2NO↑可以看出，H+ 和NO3-的反应比例是4：1，硝酸不足量导致硝酸中的H+消耗完，加入稀硫酸后，又提供了H+，会继续和金属反应，所以答案：A。

例3、 在100 mL 混合溶液中，HNO3 和 H2SO4 的物质的量浓度分别是 0.4 mol/L、 0.1 mol/L 。向该混合液中加入 1.92 g铜粉，加热待充分反应后，所得溶液中 Cu2+ 的物质的量浓度是（   ）。

A.0.015 B. 0.225 C. 0.035 D. 0.045

解析：n（Cu）=1.92÷64=0.03mol，溶液中n（H+）=0.4×0.1+0.1×2×0.1=0.06mol，n（NO3-）=0.4×0.1=0.04mol，显然溶液中H+少量，Cu不能完全反应，根据H+与Cu的反应比例8：3求出Cu2+的物质的量浓度。答案：B。

2 从硝酸在反应中的作用解题

参加反应的硝酸一部分显酸性生成硝酸盐，另一部分作氧化剂，一般转化为氮的氧化物（NO或NO2），根据氮守恒解题。

例4、6.4g铜与过量的硝酸充分反应后，硝酸的还原产物有NO2、NO，反应后溶液中所含H+为nmol，此时溶液中所含NO3-的物质的量（ ）

A.0.28mol B.0.31mol C.（n+0.2） mol D. （n+0.4） mol

解析：铜与过量的硝酸充分反应后溶液中所含H+为nmol，1 mol Cu参加反应生成Cu （NO3）2对应2 mol HNO3 显酸性，说明溶液为Cu （NO3）2和HNO3的混合溶液，溶液中n（NO3—）=2n（Cu）+ n（H+）=2×6.4/64+n=（0.2+n）mol

3 从得失电子守恒角度解题

一般情况下，金属失去的电子数等于N原子得到的电子数，根据得失电子守恒解题。

例5、将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准况下的体积为11.2L。求NO和NO2的体积。

解析：设产生NO2的物质的量为x，则NO的物质的量为0.5-x。根據得失电子守恒，得下列方程：X×1+（0.5-x）×3=（32.64/64）×

2x=0.24mol

4 从反应始态和最终状态解题

在一些多步反应和多种混合物的计算中，分步计算会很繁琐。利用在反应中元素守恒关系、电子守恒关系会简化思维，在解题中找到最便捷的途径——抓住终态分析，模糊中间过程

例6、1.92 g Cu投入到一定量的浓硝酸中，铜完全溶解，生成的气体的颜色越来越浅，共收集到 672 mL 的气体（标准状况下）。将盛有此气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的氧气，恰好使气体完全溶于水，则通入的氧气的体积为 mL。

A .  168 B. 224 C.  336 D. 504

解析：铜与浓硝酸反应得NO2、NO等，混合气体被O2氧化后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，整个过程可看做Cu与O2的反应，Cu失电子，O2得电子，得失电子守恒，1molCu失电子2mol，反应中

n（Cu）=1.92g/64g/mol=0.03mol，失电子0.06mol，1mol O2得电子4mol，故n（O2）=0.06/4mol=0.015mol标准状况下氧气的体积是0.015mol×22.4L/mol=0.336L.

例7、足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO、N2O4的混合气体，这些气体与1.68L O2（标况）混合后通入水中，所得气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/LNaOH溶液至 Cu2+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（ ）

A.60mL B.45mL C.30mL D.15mL

解析：整个反应过程中，铜与浓硝酸反应得NO2、N2O4、NO，混合气体与O2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，相当于铜失去的电子全由1.68L（标况）O2获得，故n（Cu）=2n（O2） =（1.68/22.4）×2mol=0.15mol，加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀时，n（Na+）=

2n（Cu2+）=0.15×2mol=0.3mol，则V（NaOH）=n（NaOH）/c（NaOH）=

0.3/5=0.06L=60mL

以上例题难度由易到难，循序渐进，让学生逐步理解，掌握，应用，不再对计算题尤其是硝酸相关计算题望而生畏。

参考文献：

[1] 张克龙.基于化学学科核心素养落实的课堂行动[J].现代中小学教育，2017（03）.

[2] 林肃浩.更高更妙的高考化学思想方法[M].浙江大学出版社，2015.

[3] 柴勇.硝酸复习中的“四要”[J].中学化学，2013（10）.

[4] 王宝斌.发展学生化学核心素养的三大策略[J].中学化学参考，2016（09）.

（作者单位：海亮外语中学）