摘 要:酸堿鹽知識(shí)體系在初中化學(xué)中占有舉足輕重的地位,作為中考必考考點(diǎn),常出現(xiàn)在推斷題和實(shí)驗(yàn)探究題,文中以NaOH變質(zhì)作為切入點(diǎn),展開新課標(biāo)理念下的問題結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究復(fù)習(xí)模式,通過實(shí)驗(yàn)探究的方法來獲得更多的感性認(rèn)識(shí),代替枯燥的概念性重復(fù)敘述,幫助學(xué)生以NaOH變質(zhì)問題為核心串聯(lián)起酸堿鹽的性質(zhì),完善酸堿鹽知識(shí)網(wǎng)絡(luò),提高分析和應(yīng)用能力,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維,最終實(shí)現(xiàn)高層次的復(fù)習(xí)效果。
關(guān)鍵詞:NaOH變質(zhì);實(shí)驗(yàn)探究;合作學(xué)習(xí);復(fù)習(xí)
基于初三化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),一般情況下,在下學(xué)期不僅要快速完成新課教學(xué)任務(wù),還要爭(zhēng)取時(shí)間展開復(fù)習(xí)計(jì)劃,因此就容易導(dǎo)致學(xué)生新課知識(shí)點(diǎn)難以做到理解和掌握,而酸堿鹽知識(shí)對(duì)于大部分學(xué)生來說就是“三座大山”,知識(shí)體系難多雜亂,一路學(xué)習(xí)下來最終演變成各式各樣的長(zhǎng)篇幅的知識(shí)歸納和總結(jié),因此考試中遇到涉及知識(shí)面廣、綜合思維性強(qiáng)的考題,往往敗下陣來,不會(huì)應(yīng)用和分析,所以如何在有限的復(fù)習(xí)時(shí)間實(shí)現(xiàn)高層次的復(fù)習(xí)效果是初三化學(xué)老師需要重視的一個(gè)問題。下面以氫氧化鈉變質(zhì)為引,展示初三化學(xué)復(fù)習(xí)課的新實(shí)施策略。
一、 復(fù)習(xí)回顧,知識(shí)梳理
師生共同回憶,NaOH變質(zhì)的原因是由于NaOH固體暴露在空氣中易吸收水蒸氣而發(fā)生潮解,還與空氣中的CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最終轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2CO3,由堿變質(zhì)為碳酸鹽,其發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。因此,空氣中H2O和CO2的存在就是NaOH變質(zhì)的本質(zhì)原因,所以這類物質(zhì)的保存方式要注意密封。
教師設(shè)疑→
交流討論→
設(shè)計(jì)方案→
交流討論→
得出結(jié)論
圖1
二、 設(shè)置問題情境,引導(dǎo)思考,合作學(xué)習(xí),實(shí)驗(yàn)探究
教師提供實(shí)驗(yàn)藥品和儀器:樣品NaOH溶液,NaOH溶液,Na2CO3溶液,CaCl2溶液,Ca(OH)2溶液,BaCl2溶液,Ba(OH)2溶液,酚酞試劑,紫色石蕊試液,稀HCl,pH試紙,CuCl2溶液,F(xiàn)eCl3溶液,試管若干,玻璃棒,滴管,表面皿。
1. 如何通過化學(xué)方法檢驗(yàn)一瓶NaOH溶液是否變質(zhì)?
根據(jù)變質(zhì)原理,檢驗(yàn)NaOH溶液是否變質(zhì)的實(shí)質(zhì)就是檢驗(yàn)有無Na2CO3的存在,結(jié)合碳酸鹽(CO2-3鹽)的性質(zhì)可以如何設(shè)計(jì)方案呢?學(xué)生通過交流與討論,合作學(xué)習(xí),最終得出三類方案。方案一:利用碳酸鹽遇酸溶液會(huì)生成CO2的性質(zhì),取樣加稀HCl,觀察有無氣泡冒出;方案二:利用碳酸鹽遇Ca2+會(huì)生成CaCO3沉淀的性質(zhì),取樣加CaCl2溶液或Ca(OH)2溶液,觀察是否產(chǎn)生白色沉淀;方案三:利用碳酸鹽遇Ba2+會(huì)生成BaCO3沉淀的性質(zhì),取樣加BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液,同樣觀察是否產(chǎn)生白色沉淀。在充分肯定學(xué)生的想法之后,對(duì)方案一繼續(xù)提出疑問,對(duì)于稀HCl的量要不要做要求?假設(shè)加入的稀HCl是少量的,而該樣品部分變質(zhì),存在NaOH和Na2CO3,則可能會(huì)出現(xiàn)什么情況?學(xué)生會(huì)意識(shí)到稀HCl會(huì)和NaOH先發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而該中和反應(yīng)是沒有冒氣泡現(xiàn)象的,因此方案設(shè)計(jì)必須注意稀HCl的量是足量的,避免出現(xiàn)NaOH溶液部分變質(zhì)卻因稀HCl不足而觀察不到冒氣泡現(xiàn)象,導(dǎo)致得到錯(cuò)誤結(jié)論。學(xué)生對(duì)各自提出的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象做記錄。最后將各方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié):
實(shí)驗(yàn)后進(jìn)一步要求學(xué)生獨(dú)立書寫各方案中所涉及的化學(xué)方程式,教師借此再?gòu)?qiáng)調(diào)酸堿鹽復(fù)分解反應(yīng)的書寫特點(diǎn),訓(xùn)練化學(xué)用語(yǔ)的書寫規(guī)范。
2. 前面提到方案一中因?yàn)镹aOH可能部分變質(zhì),所以稀HCl必須加足量,那么如何檢驗(yàn)一瓶NaOH溶液的變質(zhì)程度,是部分變質(zhì)還是全部變質(zhì)?
首先進(jìn)行分析,若NaOH完全變質(zhì)則都轉(zhuǎn)化為Na2CO3,若部分變質(zhì)則NaOH和Na2CO3共存,所以問題的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何檢驗(yàn)NaOH(即OH-)的存在。很多同學(xué)很快就會(huì)得出滴加酚酞試劑的方法,在此要求學(xué)生分別取適量NaOH和Na2CO3溶液于試管中,各滴加2滴酚酞,觀察現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)兩支試管溶液均變紅,因此我們要注意到Na2CO3作為鹽,俗名為純堿,其水溶液是呈堿性的,這是Na2CO3極為重要的化學(xué)性質(zhì),是絕不能用酚酞來區(qū)分NaOH和Na2CO3的,所以想要檢驗(yàn)OH-需要先除掉Na2CO3,以免產(chǎn)生干擾。師生共同結(jié)合前面環(huán)節(jié)知識(shí)進(jìn)一步剖析,發(fā)現(xiàn)不能采用加稀HCl的方法除CO2-3,因?yàn)橄Cl會(huì)先和OH-反應(yīng),也不能采用加堿溶液Ca(OH)2或Ba(OH)2的方法,因?yàn)闀?huì)引入OH-,所以可以采用的方法是加足量CaCl2或BaCl2溶液將CO2-3沉淀除去,再取上層清液檢驗(yàn)溶液中是否存在OH-。此時(shí),引導(dǎo)學(xué)生利用堿的性質(zhì)在多種多樣的方法中擇一自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象得出結(jié)論。如滴加酚酞,觀察有無變紅,若變紅,說明有NaOH的存在,該樣品是部分變質(zhì);若沒有變紅,說明無NaOH的存在,該樣品是全部變質(zhì),或選擇紫色石蕊試液、pH試紙、CuCl2溶液或是FeCl3溶液等方法都可行,根據(jù)相應(yīng)的現(xiàn)象得出結(jié)論。
在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中通過實(shí)驗(yàn)探究強(qiáng)化了酸堿鹽性質(zhì)的應(yīng)用,尤其是CO2-3鹽的性質(zhì)特點(diǎn),幫助學(xué)生提高了思維品質(zhì),以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象獲得豐富的感性材料,大大加深了記憶。
三、 知識(shí)延伸,強(qiáng)化分析和應(yīng)用
1. 若得出結(jié)論樣品NaOH溶液是部分變質(zhì),那我們又該如何實(shí)現(xiàn)除雜呢?
對(duì)于除雜問題,我們要注意“不增加不減少”原則,即不引入新的雜質(zhì),且所加試劑不能與我們想要保留的物質(zhì)反應(yīng)。在此我要求學(xué)生聯(lián)系前面的分析過程,對(duì)以下提供的幾種方案進(jìn)行交流討論選出合適的方案并闡明理由。方案一:加入足量稀硫酸;方案二:加入足量的CaCl2溶液,過濾;方案三:加入適量的Ca(OH)2溶液,過濾;方案四:加入適量的Ba(NO3)2溶液,過濾。在學(xué)生代表交流完看法后,進(jìn)行整理如下:方案一加入足量的稀硫酸不僅會(huì)與NaOH反應(yīng),還會(huì)和NaOH和Na2CO3反應(yīng)都生成Na2SO4且硫酸還是過量,完全不能起到除雜目的;方案二CaCl2雖可與Na2CO3反應(yīng)Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓,但是最終溶液中會(huì)剩余過量的CaCl2導(dǎo)致新雜質(zhì)的引入;方案四雖然加入適量的Ba(NO3)2溶液可控制沉淀正好不再產(chǎn)生,但根據(jù)發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+Ba(NO3)22NaNO3+BaCO3↓,我們發(fā)現(xiàn)還是會(huì)存在引入新雜質(zhì)NaNO3的問題,這種情況與題意的要求不相符;最后方案三Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3↓,通過控制Ca(OH)2溶液適量,使沉淀正好不再增加完全起到除雜提純目的并不引入新雜質(zhì),是幾個(gè)方案唯一正確的。
2. 問題再延伸,若要測(cè)定變質(zhì)的NaOH溶液樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù),如何設(shè)計(jì)方案?
經(jīng)過前面一系列問題的分析和解決,學(xué)生很容易在小組合作討論下得出可行性實(shí)驗(yàn)方案。在教師的適當(dāng)補(bǔ)充下總結(jié)學(xué)生的方案:
方案一:取一定質(zhì)量的待測(cè)樣品,滴加足量稀HCl,測(cè)得生成的CO2的質(zhì)量,再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算Na2CO3的質(zhì)量,最后計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)
方案二:取一定質(zhì)量的待測(cè)樣品,滴加CaCl2或Ca(OH)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀,過濾洗滌烘干,測(cè)得生成的CaCO3沉淀質(zhì)量,再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算Na2CO3的質(zhì)量,最后計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)
方案三:取一定質(zhì)量的待測(cè)樣品,滴加BaCl2或Ba(OH)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀,過濾洗滌烘干,測(cè)得生成的BaCO3沉淀質(zhì)量,再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算Na2CO3的質(zhì)量,最后計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)
四、 課堂練習(xí),解決實(shí)際問題,反饋復(fù)習(xí)效果
例題:圍繞一瓶氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)的問題,同學(xué)們展開了探究活動(dòng)。
1. 甲同學(xué)用酚酞試劑檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)。你認(rèn)為他能否成功? 。理由是 。
2. 乙同學(xué)在三支試管中各放入少量的“氫氧化鈉溶液”,用酸堿鹽三種物質(zhì)分別檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液是否變質(zhì),均獲得成功。請(qǐng)從酸、堿、鹽三類物質(zhì)中各選一種物質(zhì)檢驗(yàn)氫氧化鈉已變質(zhì)(用化學(xué)式表示):酸 ;堿 ;鹽 。
3. 丙同學(xué)欲證明變質(zhì)的溶液中是否還存在氫氧化鈉,請(qǐng)你幫助他完成下列探究方案:
4. 丁同學(xué)對(duì)白色粉末的成分進(jìn)行了如下猜想和驗(yàn)證:①可能是氫氧化鈉;
②可能是碳酸鈉;
③可能是氫氧化鈉和碳酸鈉。該同學(xué)向所得粉末中滴加一種溶液后,排除了①的可能性,請(qǐng)你推斷他所加的試劑和觀察到的現(xiàn)象。試劑是
,現(xiàn)象是 。
5. 戊同學(xué)在50g變質(zhì)的NaOH溶液中滴加足量Ca(OH)2溶液,過濾、洗滌、烘干得到沉淀質(zhì)量為5g,則變質(zhì)的NaOH溶液樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)如何計(jì)算?
在前面復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上,要求學(xué)生獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題,教師再隨機(jī)請(qǐng)學(xué)生交流答案,來檢測(cè)本堂復(fù)習(xí)課的復(fù)習(xí)效果,反饋情況。
五、 總結(jié)與收獲
在整個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)中,我通過問題情境的設(shè)置,環(huán)環(huán)相扣,前后連貫,圍繞一個(gè)核心問題,引導(dǎo)學(xué)生以交流、討論和實(shí)驗(yàn)等多種學(xué)習(xí)手段不斷地去思考解決問題,在問題的解決中不僅使學(xué)生對(duì)酸堿鹽的性質(zhì)有了再認(rèn)識(shí),促進(jìn)酸堿鹽知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)化,并通過問題情境、合作學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)探究使學(xué)生“不由自主”地參與到環(huán)節(jié)中,加深了記憶,夯實(shí)了基礎(chǔ),培養(yǎng)了對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和分析能力,獲得較為成功的學(xué)習(xí)體驗(yàn),還使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、物質(zhì)鑒別、混合物除雜、化學(xué)用語(yǔ)書寫、語(yǔ)言表述和化學(xué)方程式的定量計(jì)算能力獲得了實(shí)質(zhì)性提升,學(xué)會(huì)更綜合全面地分析整個(gè)問題,提高了化學(xué)學(xué)科素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)較高層次的復(fù)習(xí)效果。
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作者簡(jiǎn)介:吳華婷,福建省晉江市,晉江市紫峰中學(xué)。