一、氫氧化鈉固體變質的實驗探究

1、一、氫氧化鈉固體變質的實驗探究探究目的進一步深化氫氧化鈉與二氧化碳反應的性質及相關物質的性質和轉化關系的認識。 培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力和進行科學探究的方法與實驗探究的能力。 激發(fā)學生開展科學探究和學習化學的興趣。探究方法創(chuàng)設情境、興趣引導、分組實驗探究。教學設計教學過程人家都知道，naoh固體易潮解，naoh溶液又能與co?發(fā)生反應生成nazcc和h2o, 而空氣小不僅含有co?,還冇水蒸氣。某校實驗員在準備學生活動與探究的藥品時，配制完 naoh溶液麻，將一瓶未用完的naoh固體忘了蓋上試劑瓶蓋，兩天后，實驗員發(fā)現(xiàn)瓶屮出 現(xiàn)了大量的白色粉末。于是我在第二天上課時把這瓶敞口放置了兩

2、天的naoh展示給學生觀察，觀察完后學 生對這瓶敞口放置的naoh|*|體產(chǎn)生了濃厚的興趣，提出了各種各樣的問題：這瓶nboh 固體是否變質了？如果變質了，變成了什么物質？這瓶naoh固體是否全部變質了？ 如果未全部變質，如何除去雜質得到較純凈的naoh?變質前后，其質雖:有沒有變 化？探究過程：針對上述問題，把對同一問題感興趣的學主分為一組，各組根據(jù)各白選定的 一個問題先共同設計實驗探究的方案，包括：提出的問題、做出的假設（包含理由）、實驗 的設計（包含實驗原理、操作以及實驗預期的現(xiàn)彖或結果），然后將設計交給我審閱，最后 利用一個合適的吋間以興趣小組活動的方式開展實驗探究。:對“問題”做出的

3、假設和猜想，不能是漫無邊際的胡思亂想，這些假設和猜想都必須建立 在學牛目前所具備的知識的基礎上，因此學牛在進行假設和猜想時教師要做一些有意識的引 導，給學綸確定一個大致的方向，避免盲目性。因此在猜想和假設后而應讓學綸說明做出這 個假設和猜想的依據(jù)，它可以是學生已冇的知識，也可以是學生在學習或生活中的經(jīng)驗。而 實驗方案的設計應根據(jù)所學的知識設計合理、可行、簡便的實驗方案，再經(jīng)過縝密的實驗和 細致地觀察，從而找出有力的證據(jù)，為自己的假設和猜想提供佐證或者做出合理的解釋。因 此在進行實驗探究z前教師有必耍對學生的設計過冃，只要不涉及到實驗安全等危險后果 的，教師不要過多干預和修改學生的方案。第一小組

4、 問題-：這瓶naoh固體是否變質?猜想與假設：這瓶naoh固體已經(jīng)變質。（根據(jù)氫氧化鈉的性質，naoh固體易潮解，然后會與空氣中的二氧化碳反應：即2naoh+co2=na2co34-h2o）設計實驗：因為naoh溶液顯堿性,能使無色的酚豔變紅，因此只需取少量固體,配成溶現(xiàn)象得到無色透明溶液溶液都變紅液滴加無色酚酥、觀察,即可證明。完成實驗：操作1. 分別取少量密封良好的naoh 同體和敞口放置的naoh |古|體 于試管中，加水溶解。2. 用滴管分別向上述溶液屮滴加23滴酚瞰試液。分析、結論：從實驗現(xiàn)象上分析兩支試管內無色酚瞅都變?yōu)榧t色，說明溶液仍顯堿性，naoh可能沒有變質。反思、:以上現(xiàn)

5、彖和結論與課木涉及的naoh的性質冇矛盾，難道敞口放置的naoh真的沒 有變質？還是變質后牛成的na2co3溶液也能使無色酚瞰變紅？查閱資料，收集證據(jù)：查閱化學教材下冊笫十一單元鹽、化學肥料，na2co3溶液也顯堿 性。原來如此，看來要證明naoh在空氣中是否變質，利用其堿性還不行，得證明其生成 物na2co3的存在才行。再設計實驗：根據(jù)碳酸鹽的性質，與酸反應會生成co?,而naoh-u酸反應不會生成co2。 再進行實驗：操作現(xiàn)象1 収密対良好的naoh固體少口色塊狀固體量于試悸（1）中。2. 再取少量該naoh固體于試該固體為白色粉末管（2）中。3. 分別向試管中加入稀鹽酸。（2）中有大量氣

6、泡產(chǎn)主再分析做岀結論：由于反應有人量氣泡產(chǎn)生，說明該瓶naoh已經(jīng)變質，假設實驗結果相 符。在探究活動中耍善于對探究的全過程進行反思，如實驗小出現(xiàn)的界常現(xiàn)彖，實驗中值得 再探究的新問題，實驗失敗的原因等，并將這些問題與同學進行交流，取長補短，為今后的 探究積累更多有用的經(jīng)驗。同時由于學生知識的準備并不是十分充分，在探究中難免會遇到 一些障礙，會產(chǎn)生畏難悄緒，那么這時老師的引導就顯得尤其重要。第一小組在這里就遇到 了一道坎，ncos溶液的酸堿性不知道，而fl這瓶氫氧化鈉是不是完全變質也不得而知， 如果沒冇完全變質，其中的紅氧化鈉也會使酚瞅試液變?yōu)榧t色，因此，在這時老師給予恰當 的引導，會使學牛感

7、到柳暗花明、信心百倍。第二小組問題二：如果變質了，變成了什么物質？猜想與假設：naoh在空氣小變質后，變成了 nazcos （因為2naoh+co2=na2co3+h2。）。 設計實驗:根據(jù)含co32的物質的特性，加入酸麻能產(chǎn)生一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體, 即na2co3+2hcl=2nacl+h2o+ co2 tco2+ca（oh）2= caco3 i +h2o 完成實驗：操作1. 収敞口放置的naoh固體于試管屮，加入一定量的鹽酸，塞上帶導 管的單孔塞。2 .將氣體導入裝澄清石灰水的試管中。澄清石灰水變渾濁分析作結：根據(jù)上述現(xiàn)彖，說明產(chǎn)生了 c02,naoh變質后變?yōu)榱?na2co3o

8、第三小組現(xiàn)象固體消失冇大量氣泡產(chǎn)生也就說明固體物質的組成中含冇co32-,即問題三：naoh固體變質前后，萇質雖冇無變化?猜想與假設：變質前麻，其質最有變化。（因% naoh變質為na2co3,物質發(fā)生改變，物 質質量也會發(fā)牛相應改變）。設計實驗：用托盤天平測定變質前后，naoh和na2co3的質量即町。完成實驗：1. 収一定質量的密封良好的naoh,放入一潔凈t燥的蒸發(fā)皿內，蓋上表面皿。2. 將蒸發(fā)皿放到托盤天平上，稱得其質量（連同naoh固體）為ml=24.3go3. 取下表皿而，將其露置于空氣中一段時間，naoh同體先變潮，最示變?yōu)榘咨勰?。再?蒸發(fā)皿置于酒精燈火焰上加熱，將水分蒸干、

9、冷卻。4. 將冷卻后的蒸發(fā)血，蓋上表面血，再放到托盤天平上稱量，稱得其質量為m2=27.0 go 分析結論：由上述稱量數(shù)據(jù)可知，變質前后，其質量發(fā)生改變，增加了 2.7 go由 2naoh+co2=na2co3+h2o屮naoh與na2co3的質量比可知：每80份naoh完全變質 為na2co3,質量增加：106-80=26份。因此，測定結果真實。變質詢后，物質的質量發(fā)生 改變。笫四小組在此問題的探究中，試劑的選擇很重要，如果選擇不當很可能會得岀一個相反的結論, 當出現(xiàn)這種情況后，教師應當引導學牛從所加試劑發(fā)生反應的結果去分析，從而引導學牛找 出恰當?shù)脑噭?。問題四：如果變質，那是全部變質還是部

10、分變質呢？ 猜想與假設：由于只是放置了一段時間，有可能是部分變質（因為空氣屮c02的體積分數(shù) 只有0.03%,含量畢竟很少）。設計實驗：因為只是部分變質，即部分naoh固體變?yōu)閚a2co3,因而瓶中的固體為naoh 和n&2co3的混合物，只要通過實驗證明其中含有naoh即可。完成實驗：現(xiàn)象得到無色溶液有白色沉淀生成無色酚臥變紅操作1. 取一定量的變質的naoh固體于試 管中加水使其全部溶解。2. 向上述溶液中滴加cac12和ba（no3）2 溶液，至不再產(chǎn)住沉淀為止。3. 將2中的溶液凈置后，取上層清液于另 一支試管中，滴加幾滴無色酚猷。分析：l. naoh和na2co3均溶于水，故

11、顯無色溶液;2. na2co3+ cac12=caco3 i +2nacl,將 na2co3 除去，此步驟中不可加 ca（oh）2,否則影 響后續(xù)測定。3. 無色的酚猷變紅，說明其中含有naoh,因為nacl不能使酚瞅變色。結論：該瓶naoh只是部分變質（若無色酚瞅不變色，則說明已全部變質）。笫五小紐 問題五：既然該瓶naoh已經(jīng)變質，還能使用嗎？猜想與假設：還能使用（只要想辦法除去其中已變質的部分na2co3,就能再使用）。設計實驗:由于naoh和na2co3在組成上的不同,可加某種試劑除去其中的co32-即可。 完成實驗：操作現(xiàn)象1 將部分變質的naoh固體倒無色溶液入燒瓶中，加水使其全部

12、溶解。2. 向燒杯中加入ba（oh）2溶液，白色沉淀或澄清的飽和石灰水直至不再產(chǎn)生沉淀為止。3. 將2中溶液靜置后過濾。沉淀陽在濾紙上得無色濾液分析結論：2 中：naco3+ca(oh)2=caco3 i +2naoh (不可加鹽酸，因為 hci 不僅能與 na2co3 反 應，也會消耗掉naoh；也不對加cac12或ba(no3)2溶液，這樣會產(chǎn)生新的雜質nacl或 nano3)3 «|：濾去沉淀后的無色濾液即為較純凈的naoh溶液。二、關于水你想探究哪些相關的化學問題？進行水主體的教學前，我給全班提出-個問題關于水你想探究哪些相關的化學問題？ ”學生們個個興致勃勃，提出許多問題，

13、如：天然淡水是怎么產(chǎn)生的？不同的天然水各冇什 么用途？不同地區(qū)的淡水性質有哪些界同？天然淡水的主耍污染源是什么？自然界屮的水 是怎樣被污染的？我們可以通過什么方法從大自然中獲得淡水？各種飲用水的成分有什么 不同？各種飲丿ij水是怎樣制備的？水質的標準是什么？凈化水的方法都有哪些？怎樣檢測 出水中的物質？為了使提出的問題具有可實施性，我組織學牛將這些問題進行篩選，明確我 們所關心的問題到底是什么？就我們hl前所具冇的知識和能力，能認識和解決哪些與水相關 的化學問題？經(jīng)過人家的討論，提出三類問題：天然淡水是怎樣形成的？自然界中的水是怎樣被污染的？污染物有哪些？生活中的水常含有哪些化學物質？我們可以

14、檢測哪些物質？ 各種生活用水的水質的標準是什么？凈化水的方法都有哪些？ 課題的篩選，側重學以致用，把對水的研究界定在目前學住的學習水平上，我訃學牛根據(jù)白 己的能力，通過各種渠道去調查研究有關水的問題。我教給學生探究問題的程序是：帶著問題-搜集資料篩選信息產(chǎn)生假想設計驗證方案- 尋找事實依據(jù)-確認結果一做岀調查報告。在明確任務之后，同學們紛紛行動起來，熱衷電 腦的同學，在互聯(lián)網(wǎng)上查出人量富有價值的資料，如：地表水的形成、淡水資源、一 滴水中的牛物、世界衛(wèi)生組織飲用水水質標準、水的凈化、海水淡化、美國飲用水 的標準等。冇的考察附近的河水污染的情況；還冇收集雨水和各種瓶裝飲料，查看標簽上 的物質成分

15、。課下許多學生向我詢問他們所關心的問題，人家沉浸在濃厚的探究氛用之屮。 我從未有過這樣的感受，學牛那種發(fā)自內心的，渴望探究，獲得知識的欲望，達到了極點。 組內交流時，我邊巡視邊參與各組的交流和討論，了解討論情況。重點指導學生如何鎖定探 究的主題。在討論交流屮，學生發(fā)表自己的調查報告，評論與自己看法不一致的觀點，經(jīng)過 組內學住的互相啟發(fā)，篩選出人家公認的方案，使同學們的課題報告更加完善，更加具有科 學性。在討論吋一個組學生問我：“桶裝純凈水利蒸館水到底是不是純水？ ”生活的經(jīng)驗使 他們認為桶裝純凈水和蒸憎水就是純水。在這個問題上我打了一個埋伏，我就想看看其他小 組會有什么反映。各組的匯報開始了，

16、侮組有一位同學代表發(fā)言，組員做補充，其他小組同學囤繞著這些結論 及推導過程所采用的證據(jù)展開討論和質疑。首先張然同學分析了天然淡水是怎樣形成的，他給大家畫出了地下水是怎樣從地表涌出形成 泉水的模型圖，大家都稱贊：“聰明！”有意思的是，有一組學牛對水屮是否有浮游生物很感興趣，學住準備川顯微鏡觀察不同的飲 用水中是否含有微牛物，并且準備畫出微牛物的形狀與他們從網(wǎng)上下載的微綸物的圖片相比 較，判斷水中冇何物。他們認為河里的水冇微生物，瓶裝水一定是潔凈的，不可能含任何微 生物。不出我所料，這時曹鵬同學發(fā)起攻擊：“瓶裝純凈水和蒸傑水不是純水？ ”他們展示了收集 的網(wǎng)絡信息，人屏幕上一屏一屏的刷新著各種飲川

17、水屮各種物質的含量標準，同學們被經(jīng)過 凈化了的水中仍然還殘留許多物質的數(shù)據(jù)驚呆了。這時曹鵬得意忘形，因為這個問題正是他 們所探究的主題，和他同組的同學振振有詞地說：“純凈水和蒸傑水都不是純水，純是相對 的，不純是絕對?！绷硪粋€同學說：“我們使用的水(飲用、生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游等)的 純度標準，是依據(jù)人們對水質的要求來決定的。真正的純水，在生活屮是沒有的?！?在他們最得意的時候我說'既然蒸飾水中還有雜質，雜質是怎樣形成的？ ”全體呆若木雞, 過了片刻，大家議論起來，有學生說：“蒸憎水吋，朵質屮一些低沸點的物質可能隨水蒸發(fā) 出來，又冷凝在蒸憎水中。”我又說：“想一想怎樣除去這些雜質？ ”

18、可見許多復雜的化 學問題，在這節(jié)課上得到深入、擴展；有些重要的基本概念和基本原理在應用屮得到鞏固， 使新知識的獲得水到渠成。我想通過這一回合的較屋，學生一定懂得應該以什么樣的態(tài)度去面對科學探究式的學習，僅 使學生獲得了新的知識，更重要的是培養(yǎng)了學生嚴謹、求實的科學品質，培養(yǎng)了學生團結協(xié) 作的能力和精神，也建立了新型的師牛關系。邊旭龍同學說：“被污染的犬然淡水是不能供人飲用，我們要如何、如何防治”時，其他組 的同學質疑：“天然淡水中的有害物質一定都是人為污染的嗎？天然淡水都能飲用嗎？ ” 新的爭議又開始了通過對水的分析，學生認識到：水質決定于h然環(huán)境優(yōu)劣，水直接影響著人類的健康，破壞 自然牛:態(tài)

19、環(huán)境就是破壞人類賴以牛存的條件。最后問題的焦點落在檢驗水中的化學物質的實 驗方案上，大家一致通過如下方案：(1) 用玻璃片取水樣，蒸干，玻璃片上留有水跡，水屮一定含有礦物質。(2) 能使肥皂水產(chǎn)生的口色絮狀沉淀物的水一定含有人量的鈣、鎂離子，蒸錨水和純凈水一 定不含鈣、鎂離子。川ph試紙測定不同水的ph值，不同的水，其ph值可能略冇不同。但是，碳酸飲料的 ph值一定最小。這時王麗玻同學說：“取水樣用的試管，用自來水洗完示，必須再用蒸鎘水洗，再用待測水 沖洗，做出的實驗才有說服力?！?乂是一片嘩然。各小組開始實驗取證，組員各冇分工，冇做實驗的，冇記錄實驗現(xiàn)象的，還冇人把實驗結果 進行綜合分析，再把實驗結果與白己的假說進行比較分析，篩選、歸納出人家認可的觀點， 記錄下結果，并附以證據(jù)說明，使實驗事實更加詳實。他們不受ih的思維習慣的束縛，每個人都口由、大膽地交流口己的想法，不斷提出新的問題, 比如實驗示有一組同學就有新的發(fā)現(xiàn)，他們認為蒸干的水跡就是水垢，他們往水跡上加入稀 鹽酸，固體溶解并產(chǎn)生氣體，說明水垢的主要成分是碳酸鹽。其他同學們恍然人悟，原來這 就是家里人說的用食醋除水垢的原理。冇一組同學帶來了水垢，他們發(fā)現(xiàn)加入稀鹽酸后冇氣體產(chǎn)生，于是他們対氣體是什么很感興 趣