《硫酸》教學中的實驗探究模式的應用

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1、找準學生思維生長點培養(yǎng)化學實驗設計能力對一節(jié)實驗習題課的個案研究（巴彥淖爾市杭錦后旗奮斗中學化學組特古斯郵編：015400）隨著素質(zhì)教育改革的不斷深入和實施，學生實驗能力的培養(yǎng)越來越受到重視，實驗能力的考察也成為近年高考的重點。在屮學化學教學屮學生實驗能力的培養(yǎng)已成為一個不可回避的重點和難點。也是屮學化學教師教學中不斷探索的熱點之一。本人在今年高一化學第五章第三節(jié)一一《硫酸》的教學中學生的一個提問給了我很大啟示。在講完硫酸的性質(zhì)和硫酸根的檢驗的課堂教學，按教學計劃女排了學牛分組實驗，實驗結(jié)束時有部分學生提出：濃硫酸與銅反應后為什么溶液呈黑色？部分學生提出反應后溶液中有灰黑色沉淀

2、物是什么？對以上問題，以往老師直接給解釋，學生似懂非懂，就過去了。這一次學生正好是尖子班的學生，基出知識較扎實，我沒有直接回答，我說：“銅?濃硫酸反應的實驗現(xiàn)彖，與我們所了解的相關實驗現(xiàn)象不一至，有很大差別，我們看到硫酸銅溶液的顏色很淡，而且有大量沉淀，說明銅片中雜質(zhì)含量比較髙，我們實驗室買到的銅片可能是劣質(zhì)產(chǎn)品。今天的作業(yè)Z—是請大家試著設計個實驗方案，測定銅片的純度?！眱禾旌?，有部分學生交上了設計方案，看完后，選了一個方案，安排了一次實驗習題課。［學生的實驗設計］?1、稱量一定量的銅片（m】）。?2、將銅片放入大試管內(nèi)，加入98%濃硫酸，加熱。?3、過濾；在濾液中加入足量氫

3、氧化鈉溶液后，再過濾。?4、烘干氫氧化銅沉淀直至質(zhì)量恒定，稱量（012）。?5、數(shù)據(jù)處理：銅片純度=64m2/98mi100%［實驗過程及現(xiàn)象分析］根據(jù)學牛的設計，提供試劑：分析純（質(zhì)量分數(shù)98%）硫酸、銅片，開始實驗。先用托盤天平稱取銅片3.7克，放入人試管屮，再加入10mL濃硫酸，加熱。加熱持續(xù)了人約十分鐘，濃硫酸漸漸變黑，試管下部有大量灰白色沉淀，有一部分銅片沒有反應。冷卻后，先將上層的濁液倒入燒杯，進行過濾，然而，濾紙破了，過濾失敗。結(jié)論：溶液里應當還有大量的硫酸，是因脫水性腐蝕濾紙。學生：川pH試紙測定溶液pH值，顯示強酸性，說明確實有過量的酸。對溶液進行稀釋厲，再進

4、行過濾，得到了淡藍色的濾液，在濾紙上有少量的黑色固體殘渣。結(jié)論：濾液的成分是硫酸銅和過量的硫酸。疑問?：黑色殘渣是什么呢？（讓學生大月I!推測）學生：根據(jù)顏色以及是細小的銅的顆?；蛘呤倾~的化合物氧化銅、硫化銅、硫化亞銅之類。（教師提示：因為銅以及硫化銅、硫化亞銅在常溫下都不溶于濃鹽酸）學生：為了驗證推測，將殘渣洗滌后轉(zhuǎn)移進燒杯，向燒杯中加入濃鹽酸，看到黑色殘渣消失，溶液呈綠色，再向燒杯中加水，溶液變藍。結(jié)論：黑色殘渣一定是氧化銅，銅與濃硫酸反應過程中有氧化銅生成。疑問?：氧化銅是堿性氧化物，為什么在濃硫酸中不溶解，而在濃鹽酸中溶解呢？（未能解決）學生：把大試管中的濁液倒出來后，

5、發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)是灰口色沉淀和未反應的銅片。先用躡子把銅片夾出來，發(fā)現(xiàn)銅片表而有少量黑色的物質(zhì)。認為這種黑色物質(zhì)和剛才得到的濾渣是同一種物質(zhì)，但將其剝離下來后投入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)它并不溶解。推測：那是銅片中的雜質(zhì)。學生：稱量未反應的銅片，質(zhì)量是1.3克。反應掉的銅片是2.4克。為了能準確測定銅片的純度，他們決定對試管中的灰口色沉淀進行洗滌并過濾，將幾次操作中得到的含銅溶液合在一起，進行下一步操作。由于沉淀沉積并附著在試管內(nèi)無法倒出，于是就向試管內(nèi)加水振蕩,想促使它脫離試管。加入的水在振蕩后變成了藍色。這個現(xiàn)象使他們很吃驚：溶液變藍意味著硫酸銅的存在！也就是說：灰白色沉淀中有硫酸銅。為了確

6、定剛才所看到的現(xiàn)象，將試管中的溶液倒入小燒杯后，再一次重復剛才的操作，現(xiàn)象乂一次出現(xiàn),試管內(nèi)的灰口色沉淀的量有所減少。反復操作兒次以后，灰白色物質(zhì)消失了，而在小燒杯里有人約8（）mL藍色溶液。疑問：無法理解所看到的現(xiàn)彖。這時，有一位一直站在一旁的同學說：“灰口色物質(zhì)大概是無水硫酸銅吧？”馬上有人反對：溶液中怎么可能形成無水硫酸銅呢？但是，又該怎樣解釋這些實驗現(xiàn)象呢？教師提醒：“能否用計算來說明問題呢？”學牛計算結(jié)果表明：灰白色沉淀是無水硫酸銅。其實銅片所含的雜質(zhì)很少，原來被誤認為雜質(zhì)的灰白色沉淀是無水硫酸銅，產(chǎn)牛無水硫酸銅的原因是因為硫酸濃度過高，含水量太少?！般~片是劣質(zhì)產(chǎn)品”

7、的可能性很小了，然而意外的發(fā)現(xiàn)卻使他們對這次實驗的興趣更大了，鼓勵學生按原來的設計把實驗完成。學生：接下來，他們向小燒杯屮不斷加入6mol/L的氫氧化鈉溶液，直到確定銅離子已經(jīng)沉淀完全（注:認識了判斷銅離子是否完全沉淀的方法，類似問題以往高考考察過），就開始準備過濾。然而，這次過濾比詢一次困難得多，因為沉淀量很人，使過濾速度越來越慢。給他們提供了一個抽濾裝置（講清抽濾的原理）。改用抽濾裝置后，過濾很快完成。把氫氧化銅沉淀從布氏漏斗中取出，放入燒杯。由于學校實驗室的烘箱冇故障不能用，為了使氫氧