硝酸與銅反應(yīng)的設(shè)計與反思

高一梅

（南京市棲霞中學(xué)，江蘇 南京）

【案例描述】

我們已經(jīng)知道鹽酸不與銅反應(yīng)，濃硫酸在加熱時與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，那硝酸遇到銅會不會發(fā)生反應(yīng)呢，為了解決這個問題，請同學(xué)們嚴(yán)格按照學(xué)案的步驟操作并注意觀察和記錄現(xiàn)象。

實驗1：在試管中加入約2mL的濃硝酸，用裝有銅片的膠頭滴管吸取一滴管濃硝酸（注意：滴管內(nèi)的濃硝酸要沒過銅片），放入試管中，觀察實驗現(xiàn)象并記錄，分析得出實驗結(jié)論。

學(xué)生操作，根據(jù)現(xiàn)象，得出結(jié)論“溶液變成藍(lán)色，生成硝酸銅，滴管里變棕色有NO2！”有學(xué)生提出疑問“我的溶液怎么是綠的？”綠色是實驗的正?，F(xiàn)象，考慮到學(xué)生的思維水平，由教師引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么本應(yīng)是藍(lán)色溶液和紅棕色氣體，變成了綠色呢？”這時一個小孩很激動地說道：“是NO2溶解在了硝酸銅里！”“現(xiàn)在請同學(xué)們在白紙上依次用藍(lán)、黃色熒光筆畫個圖案，看看有什么現(xiàn)象?！睂W(xué)生紛紛動起手來，發(fā)現(xiàn)變成綠色。與直接講原理相比，這種方式更便于學(xué)生的理解。接著由學(xué)生書寫化學(xué)方程式。

“課本上銅與稀硝酸也能反應(yīng)，我應(yīng)該如何設(shè)置實驗驗證呢？能否繼續(xù)用剛才的裝置呢？”幾分鐘后，學(xué)生得出結(jié)論，根據(jù)溶液顏色的變化證明銅離子，氣體由無色變?yōu)榧t棕色說明有NO?！澳欠磻?yīng)所需的氧氣如何提供？”“滴管里原來殘留了空氣?！薄安粚?，在吸硝酸的時候就把空氣排盡了?！薄鞍训喂苤械臍怏w迅速擠入一支試管中?！薄安恍?，NO2有毒，要在密閉的環(huán)境中反應(yīng)?！薄拔諝膺M(jìn)去。”“用什么吸？”有一個學(xué)生說道：“用針筒！”話音一落，學(xué)生中傳來一片贊許的聲音。針筒是個好想法，現(xiàn)在請同學(xué)們以小組為單位用針筒設(shè)計實驗證明產(chǎn)物，學(xué)生開始討論，最終確定了實驗方案。

實驗2：取一支針筒向其中放入銅片，然后吸取3mL稀硝酸，直立并堵住針頭，觀察現(xiàn)象。反應(yīng)結(jié)束后，拉動針筒的活塞使空氣進(jìn)入，觀察實驗現(xiàn)象。

在這個實驗中，用針筒進(jìn)行實驗，避免反應(yīng)前就有空氣混入，且反應(yīng)后現(xiàn)象明顯，也可控制NO2的排放，從而保護(hù)環(huán)境。

【案例反思】

1.把握時長，高效教學(xué)

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，沒有實驗的化學(xué)課堂便失去了它的特點，但學(xué)生做實驗時不可避免的一個問題就是：實驗時長的控制，由于對流程及操作不熟悉等原因，實驗所需時間往往比預(yù)設(shè)的要久，大大影響教學(xué)進(jìn)度。

在此次濃硝酸與銅的實驗中，學(xué)生的動手操作能力不同，對實驗的理解程度不同，這就導(dǎo)致在操作時出現(xiàn)了較大的時間差，進(jìn)而引起課堂的小混亂。為了保證教學(xué)進(jìn)度，老師必須要把握好時間，比如可以明確規(guī)定某一個實驗在幾分鐘內(nèi)完成，增加學(xué)生的緊迫感，同時老師在進(jìn)行每一個實驗前要求學(xué)生熟悉實驗操作，強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范性，給學(xué)生打一劑安心針，這樣在實驗時學(xué)生明顯要快一點，大大節(jié)約實驗時間。

2.手腦并用，在創(chuàng)新中提升

新課標(biāo)說明課程的基本理念之一是通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。所以化學(xué)課上更要學(xué)生去想實驗，這就需要老師在旁引導(dǎo)，由學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，教師沿著學(xué)生的思路進(jìn)行分析。

在本節(jié)課中，實驗1的方案由老師直接給出，為實驗2的設(shè)計提供了思路。實驗2中的關(guān)鍵是如何防止NO在空氣中被氧化，就可以轉(zhuǎn)化為怎么在一個密閉空間里反應(yīng)，同時還可以把氧氣（空氣）放進(jìn)去。通過不斷地提問，既是沿著學(xué)生的思路也是引導(dǎo)學(xué)生向正確的方向前進(jìn)，而學(xué)生在初中學(xué)“水的凈化”等實驗時已接觸過針筒，因此用針筒進(jìn)行實驗是學(xué)生可以想到的。在整個實驗過程中既鍛煉了學(xué)生的思維能力和語言表達(dá)能力，也提高了學(xué)生的動手操作能力和團(tuán)隊協(xié)作意識，但是在這個過程中要注意小組的合理分配，考慮學(xué)生動手操作能力、實驗觀察能力、歸納總結(jié)能力等方面的差異，保證每個小組都可以動起來。

3.對比學(xué)習(xí)，在沖突中完善

對比學(xué)習(xí)就是一個與已有知識建立聯(lián)系的過程，課標(biāo)中指出：“從學(xué)生已有的經(jīng)驗和將要經(jīng)歷的社會生活實際出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識化學(xué)與人類生活的密切關(guān)系，關(guān)注人類面臨的與化學(xué)相關(guān)的社會問題，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、參與意識和決策能力?！?/p>

在本節(jié)課中，有兩處運(yùn)用到了對比的思想，先是濃硫酸與銅可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，進(jìn)而推測濃硝酸與銅也可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)并進(jìn)行驗證，第二處則是稀硝酸與稀硫酸與銅反應(yīng)的對比，得出結(jié)論稀硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硫酸。在對比學(xué)習(xí)的過程中，既是對已有知識的延伸，也是對知識的完善，比如學(xué)生在初中時學(xué)過銅與硫酸不反應(yīng)，但在高中與濃硫酸就反應(yīng)了，知識間形成沖突，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時不斷豐富學(xué)生的知識內(nèi)涵。