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让学生在简单实验中寻找规律——实验探究溶液中的反应顺序
一、问题的提出
当前,新课程对我们化学教学提出了新的要求,更加注重学生的自主学习、合作学习、探究学习等能力。为了培养学生的实验探究能力,广大化学教师做过很多努力和尝试,都希望多让学生通过探究的方式去解决实际问题。但是,基于高中的知识结构体系和高中相关的实验条件,很多问题很难通过实验探究的方式去解决,而学生独立完成探究实验的机会更少。在几年高中教学中,学生经常会提出关于一种物质与几种物质反应顺序的问题,一些学生由于反应先后顺序不清,解题无从下手;先后顺序搞错,就会使简单问题复杂化,甚至还会得出错误的结论,这令学生非常苦恼。因此,弄清常见反应的先后顺序成了解决这类问题的关键。其实结合学生已有的化学知识,完全可以通过发现问题→自主讨论→引导分析→设计实验→理论推理→归纳总结的方式找出一定规律。而这样的探究性实验在教师的引导下学生自主完成,对提高学生自主学习、合作学习、探究学习等能力是一个很好的机会。
二、方案设计
1. 准备工作
众所周知,反应顺序问题在化学反应中是个庞大的问题体系,涉及到很多知识和问题,但是高中的要求并不高,给学生造成障碍的主要是学生没有对这些反应进行很好的分类。高中涉及反应顺序的问题中,以溶液中的反应居多。因此,首先我要求学生围绕探究的主题对常见溶液中的反应进行大致分类。学生结合平时的学习和收集整理,将常见溶液中的反应归纳为四个类型:(1)生成弱电解质的复分解反应;(2)生成沉淀的复分解反应;(3)溶液中的氧化还原反应;(4)溶液中的电解反应。这四类反应在高中阶段的学习中非常普遍,在实验中比较有利于学生发现和掌握一定的规律性。学生分为四组,每组负责针对一种反应类型设计相关的简单实验。
2. 实验方案选择和设计
通过讨论,学生总结所选实验主要有三个特点:(1)是熟悉的常见反应,有很强的代表性;(2)便于操作,现象明显;(3)利于归纳和总结规律。
3. 实验记录
根据以上要求学生进行了以下实验(均选择物质的量浓度相同或相近的溶液):
第一组:产生弱电解质的离子反应
实验目的探究H+与OH-、AlO2-的反应顺序探究OH-与NH4+、HCO3-的反应顺序
实验步骤将盐酸逐滴加入到NaOH和NaAlO2的混合溶液中将少量NaOH溶液加入到NH4HCO3溶液中,并用CaCl2溶液检验产物中的CO32-
实验现象1. 开始滴加盐酸无明显现象
2. 然后出现白色沉淀
3. 最后白色沉淀溶解加入少量NaOH溶液后,滴加氯化钙溶液可以看到白色沉淀生成
反应顺序第一步:H++OH-==H2O
第二步:H++AlO2-+ H2O==Al(OH)3↓
第三步:3H++Al(OH)3=== Al3++ 3H2O第一步:OH-+HCO3-== H2O+ CO32-
第二步:OH-+NH4+==NH3•H2O
第二组:氧化还原反应
实验目的探究Fe与Fe3+、Cu2+的反应顺序探究氯水与Br-、I-的反应顺序
实验步骤将一根铁棒伸入到FeCl3、CuCl2的混合溶液中氯水逐滴加入到NaBr、NaI和淀粉的混合溶液中
实验现象1. 开始看到铁棒有溶解,但并未看到有红色铜析出
2. 溶液颜色逐渐变浅,铁棒上有红色铜析出开始加入少量氯水时溶液立即