蘇教版高一年級上銅與濃稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計

1、蘇教版高一年級上銅與濃稀硝酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計王 建 民（臨安市昌化中學(xué) 浙江臨安 ）Tel： E-mail：【教材分析】本課時內(nèi)容“硝酸的性質(zhì)銅與濃稀硝酸的反應(yīng)”是蘇教版化學(xué)1(必修)“專題 4硫、氮和可持續(xù)發(fā)展”中“第二單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物”的第三部分內(nèi)容。在這一專題里教材安排了較多的實(shí)驗(yàn)，新課程化學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見指出，對本專題的學(xué)習(xí)應(yīng)該采取實(shí)驗(yàn)探究的方法，使學(xué)生理解教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計的原理；學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析去認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)；體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程和樂趣?！緦W(xué)情分析】“硝酸的性質(zhì)銅與濃稀硝酸的反應(yīng)”是蘇教版化學(xué)1最后一專題的最后一塊內(nèi)容。到本專題止，教材已基本

2、完善了高中必修階段無機(jī)物的知識體系。學(xué)生對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作已有了一定的了解，并且具備了一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力，他們在心理上有很強(qiáng)的動手欲望，渴望自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)，渴望自己的一些想法付諸實(shí)施。因此，本節(jié)課通過銅與濃稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，讓學(xué)生在開放與和諧的氛圍中開拓思維，體驗(yàn)實(shí)踐與創(chuàng)新的樂趣?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.提高學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)的能力。2.培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)世界觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。3.培養(yǎng)學(xué)生之間團(tuán)結(jié)合作的精神?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】 銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計與實(shí)驗(yàn)評價?！驹O(shè)計思路】本節(jié)課安排的內(nèi)容是：銅與濃稀硝酸的反應(yīng)，重點(diǎn)是銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，將學(xué)生分為多組，設(shè)計出多種改

3、進(jìn)方案，并進(jìn)行方案的可行性分析，再通過實(shí)驗(yàn)的最終驗(yàn)證來突破難點(diǎn)，完成教學(xué)目標(biāo)。【教學(xué)模式】創(chuàng)設(shè)情景提出疑問設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案分析、點(diǎn)評各方案實(shí)驗(yàn)演示隨堂練習(xí)【課前準(zhǔn)備】1.教師的準(zhǔn)備本節(jié)課是有關(guān)教材實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與新設(shè)計，考慮到學(xué)生思維的開放性,課前備課時已花了大量時間“備學(xué)生”。2.學(xué)生的準(zhǔn)備為了讓學(xué)生有個好的心理準(zhǔn)備，以及課堂時間的限制，在前一節(jié)課就要求學(xué)生做好本節(jié)課的預(yù)習(xí)工作，并提出一個思考問題：教材中銅與濃稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置有何優(yōu)點(diǎn)和不足之處。3.教學(xué)用具的準(zhǔn)備考慮到本節(jié)課實(shí)驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)藥品的不確定性，因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行授課?！窘虒W(xué)過程】一、問題情景的創(chuàng)設(shè)在上節(jié)課要求同學(xué)們課后預(yù)習(xí)教材中“

4、硝酸的性質(zhì)”這部分內(nèi)容，還留了一個思考題：你認(rèn)為教材中銅與濃稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置有何優(yōu)點(diǎn)和不足之處。由于課前讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí)，所以化學(xué)課代表很快便帶頭發(fā)言：我認(rèn)為教材將Cu與濃稀HNO3的反應(yīng)放在同一個實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行，既節(jié)約了藥品又節(jié)省了時間，這是優(yōu)點(diǎn)。至于不足之處，我認(rèn)為由這個實(shí)驗(yàn)裝置得出Cu與稀HNO3反應(yīng)生成的氣體是NO的結(jié)論缺乏說服力。因?yàn)榻滩氖抢猛粋€實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行Cu與濃稀HNO3的反應(yīng)，即按實(shí)驗(yàn)1先做Cu與濃HNO3的反應(yīng)，現(xiàn)象十分明顯，產(chǎn)生大量NO2氣體的同時，又排盡了裝置中的空氣，為后面Cu與稀HNO3的反應(yīng)創(chuàng)造了無氧的環(huán)境。接著，從分液漏斗往試管中注入H2O，目的是稀釋

5、濃硝酸，讓剩余的Cu與稀釋后的硝酸（即稀硝酸）反應(yīng)，再通過排水法收集氣體。問題就出在這里：最后通過排水法收集到的NO氣體是怎么來的呢？有兩種可能性：先前Cu與濃HNO3反應(yīng)后裝置中排不盡的NO2氣體與所加的H2O反應(yīng)生成了NO，即3NO2+H2O=2HNO3+NO；Cu與加H2O稀釋后的硝酸反應(yīng)生成了NO。附：蘇教版化學(xué)1第100頁，銅與濃稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置及其操作過程。H2OCu片HNO3圖4-16觀察下列有關(guān)硝酸性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析所得結(jié)論填入表4-5實(shí)驗(yàn)1如圖4-16所示，將銅片置于具支試管的底部，通過分液漏斗加入2ml的濃硝酸，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)2

6、在上述裝置中，從分液漏斗向試管內(nèi)加5mlH2O稀釋HNO3，繼續(xù)收集產(chǎn)生的氣體，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。點(diǎn)評：課代表對課本的這個實(shí)驗(yàn)提出了自己的見解，分析得很全面。其他學(xué)生經(jīng)過課代表對這個實(shí)驗(yàn)裝置的詳細(xì)分析后，對他的見解也都表示贊同。這NO氣體到底是怎么來的呢？裝置該怎樣改進(jìn)，才能證明NO氣體是銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的呢？二、提出改進(jìn)思路銅與濃硝酸的反應(yīng)，利用教材中的實(shí)驗(yàn)裝置，可以得到非常理想的實(shí)驗(yàn)效果，關(guān)鍵是銅與稀硝酸的反應(yīng)。課堂上經(jīng)過學(xué)生們的認(rèn)真思考和積極討論，最終形成了兩種改進(jìn)思路：(1)還用教材中的實(shí)驗(yàn)裝置，在做完銅與濃硝酸的反應(yīng)后，立即排除裝置中殘留的NO2氣體，再加水稀釋濃硝酸，做銅與稀硝酸反應(yīng)

7、的實(shí)驗(yàn)。(2)不用教材中的實(shí)驗(yàn)裝置，在做完銅與濃硝酸的反應(yīng)后，重新設(shè)計一套裝置，做銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。三、分組討論，設(shè)計方案此過程將全班50個學(xué)生分為6個討論小組，由他們?nèi)芜x其中的某一思路進(jìn)行設(shè)計。其中只有兩個小組是按照第一種思路進(jìn)行設(shè)計的，我將他們編為第一組和第二組，按照第二種思路設(shè)計的，就依次編為第36組。四、進(jìn)行各種方案的可行性分析按照組號順序，由各個組的學(xué)生代表在黑板上繪出本組的實(shí)驗(yàn)裝置圖，并對本實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)操作步驟作簡要的說明。第一組裝置如圖1H2OCu片HNO3圖1操作要點(diǎn)：取一頸部較長的分液漏斗，將漏斗下端浸于液面以下，避免稀釋硝酸時，所加的H2O與裝置上部空間殘留的NO2接觸

8、。點(diǎn)評：該組學(xué)生對教材中的裝置只作了小部分的改動，避免了稀釋HNO3時所加的H2O與裝置上部空間的NO2反應(yīng)。但是即使Cu與稀釋后的HNO3反應(yīng)產(chǎn)生了無色氣體，其中也會夾帶著裝置中仍然存在的NO2氣體，一起經(jīng)排水法而被收集。這收集的NO是Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的？還是其中混有的NO2經(jīng)排水法收集時產(chǎn)生的？就說不清楚了。第二組圖2稀HNO3Cu片N2排水法收集裝置如圖2操作要點(diǎn)：為了排除銅與濃硝酸反應(yīng)后裝置中殘留的NO2氣體。加H2O稀釋前，先在裝置的左邊接一制N2的裝置，讓產(chǎn)生的N2排盡裝置中的NO2，使銅與稀硝酸在N2的氛圍中反應(yīng)。點(diǎn)評：由于Cu與濃HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的NO2氣體影響了后面C

9、u與稀HNO3的反應(yīng)，該組學(xué)生用N2排除裝置中的NO2，考慮得很好，但是實(shí)際操作起來，可能會比較煩瑣。第三組稀HNO3Cu片圖3裝置如圖3操作要點(diǎn)：既然是銅與濃硝酸的反應(yīng)，使得裝置中引入了影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的NO2氣體。那么我們這組可以再組合一套這樣的裝置，做銅與稀硝酸的反應(yīng)。點(diǎn)評：這組學(xué)生按照第二種思路進(jìn)行設(shè)計，很好地解決了裝置中殘留NO2氣體的問題。但同時卻又引入了一個新的問題，那就是裝置中有空氣，Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的無色氣體就不易被觀察到。第四組裝置如圖4圖4操作要點(diǎn)：往U型管中加入適量的稀硝酸，用膠塞塞好管口，將U型管朝左傾斜,使左側(cè)管中的空氣全部排到右側(cè),這時銅絲與稀硝酸在隔絕空氣的

10、條件下反應(yīng) (如圖4)，可清晰的觀察到有無色的氣體產(chǎn)生。待左側(cè)產(chǎn)生適量的NO氣體后,用膠塞將右側(cè)管封閉，朝右傾斜U型管，使左側(cè)管的NO與右側(cè)管的空氣混合(如圖4)，此時可觀察到有紅棕色的氣體產(chǎn)生。點(diǎn)評：這組學(xué)生的設(shè)計很巧妙。既能觀察到Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生的無色氣體，搖動U型管，又能清楚地觀察到無色氣體遇空氣變紅的過程。裝置簡單且不會污染環(huán)境。第五組稀HNO3Cu片橡膠帽 處 處 NO圖5裝置如圖5操作要點(diǎn)：在醫(yī)用注射器的小針筒中事先放入少量的銅片，慢慢地吸入適量的稀HNO3(如圖5)，用橡膠塞封住針筒，使銅片與稀硝酸在無氧的環(huán)境下反應(yīng)(如圖5)。待觀察到有明顯的無色氣體產(chǎn)生后(如圖5)，拔

11、去橡膠塞，向外拉動活塞吸入少量的空氣，這時可觀察到無色的氣體變成了紅棕色。點(diǎn)評：第五組學(xué)生與第四組學(xué)生考慮的重點(diǎn)都是設(shè)法使Cu與稀HNO3在無氧的條件下反應(yīng)。這組學(xué)生設(shè)計上的優(yōu)點(diǎn)還在于所用的裝置材料來源于生活，操作方便，所消耗的藥品也少，完全達(dá)到了微型實(shí)驗(yàn)的要求。第六組裝置如圖6接注射器長頸漏斗稀HNO3Cu片圖6操作要點(diǎn)：在反應(yīng)容器中裝滿稀HNO3，用帶有長頸漏斗的橡膠塞塞住反應(yīng)容器，使Cu與稀HNO3在隔絕空氣的條件下反應(yīng)。待反應(yīng)容器中產(chǎn)生適量的無色氣體后，從導(dǎo)管口接一注射器，打開活塞，慢慢地注入少量的空氣，可觀察到無色的氣體變成了紅棕色。點(diǎn)評：這組學(xué)生與四五兩組學(xué)生的設(shè)計思路一樣，預(yù)計可

12、以取得較理想的實(shí)驗(yàn)效果。但與前兩組相比設(shè)計上唯一不足的是可能要浪費(fèi)掉很多的藥品。五、完善方案，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過師生的共同討論，大家一致認(rèn)為第四組和第五組同學(xué)設(shè)計的方案比較好。6個討論小組按照這兩個小組的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終均取得了較理想的實(shí)驗(yàn)效果，證明了無色的NO氣體是Cu與稀HNO3反應(yīng)制得的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。六、隨堂練習(xí)下圖是銅與稀硝酸反應(yīng)的兩個實(shí)驗(yàn)裝置圖，請回答下列問題：注射器止水夾銅片圖7Cu片稀HNO3(1)實(shí)驗(yàn)裝置中能否證明銅與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO氣體_（填“能”或“不能”），簡述理由_。(2)若用實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以證明銅與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體是NO。首先在燒杯中加入一定體積的稀硝酸，打

13、開止水夾，用注射器慢慢抽取干燥管內(nèi)的空氣，稀硝酸沿著干燥管慢慢上升，直到充滿整個干燥管，停止抽拉注射器，關(guān)閉止水夾，觀察到干燥管內(nèi)的現(xiàn)象是_。反應(yīng)停止后，打開止水夾，用注射器抽取干燥管內(nèi)的氣體（事先已將注射器內(nèi)原有的空氣推出），關(guān)閉止水夾后取下注射器，并抽取一定量的空氣，觀察到的現(xiàn)象是_ _。七、課后作業(yè)今天的課大家通過對不同實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計與評價，體會到了學(xué)習(xí)的樂趣。由于時間關(guān)系，肯定還有其它更好的設(shè)計方案，請同學(xué)們課后多多思考?！窘虒W(xué)反思】1.課本是最基本的課程資源從課程資源的視角來看,課堂教學(xué)應(yīng)該為學(xué)生提供豐富而有價值的課程資源。因此教師首先要“備教材”，所謂“備教材”就是教師對教材進(jìn)行再

14、度開發(fā)，并留出一定的空間，讓學(xué)生自己在原始性的資源背景中尋找有價值的主題。本課例創(chuàng)造性地使用教材，讓學(xué)生自己對教材中銅與濃稀硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行評價，使單調(diào)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)變得富有啟發(fā)性和探究性，體現(xiàn)出了教材應(yīng)有的價值。2.學(xué)生是最重要的課程資源以“師生互動”為主題的探究性教學(xué)，需要教師積極地引導(dǎo)、促進(jìn)和喚醒學(xué)生的主動性。學(xué)生的主動性好比是一塊等待開發(fā)的“富礦”，開發(fā)了這種“富礦”學(xué)生的各種能力就能得到培養(yǎng)，學(xué)生的素質(zhì)就能得到發(fā)展。實(shí)驗(yàn)表明大量的課程資源便是在這種開發(fā)過程中產(chǎn)生的，這種課程資源在教師備課時往往無法預(yù)料和估計，它具有瞬時性和不可預(yù)料性。因此要求教師課前備課時要“重新讀書”，只有教師在“重新讀書”時，才會感受