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硝酸性质实验的一体化和绿色化设计

摘 要 硝酸性质实验是高中化学重要的实验教学内容之一,为提高相关章节教学质量,以“化学物质及其变化——氨硝酸硫酸”为教学研究主题,以硝酸性质实验的一体化和绿色化设计为研究目标,结合现有实验教学经验,探析提高相关实验教学质量之良策,旨在提升高中化学实验教学综合质量.

关键词 硝酸性质实验;一体化;绿色化;设计

中图分类号:F114.41,F213.2 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2018)12-0246-01

“氨硝酸硫酸”第三课时主要讲解硝酸性质,为使教学质量得以提高,教师需树立科学可行的教学目标,做好新旧知识衔接,使学生得以了解硝酸的物理性质、用途及保存方法,理解硝酸具有强酸性、强氧化性、不稳定性,掌握运用氧化还原理论探究硝酸化学变化的方法.在教学过程中教师需引导学生分析、设计并观察实验,在落实本章节教学目标基础上,培养学生观察分析、探索发现、动手实践等核心素养,同时指导学生设计一体化、绿色化实验,引导学生树立正确的实验观,为提高高中化学教学综合质量奠定基础.

一、硝酸性质实验的一体化和绿色化设计前期的引导

在硝酸性质实验教学开始前,教师需做好教学引导与课前导入教学工作,确保学生思想与化学教学内容得以交织在一起,削减化学知识理解难度,提高学生自主学习积极性,为此教师可为学生讲述丹麦物理学家波尔,在二战期间利用化学知识巧藏诺贝尔奖章的故事,并引导学生思考波尔溶解金质奖章的溶液是什么,同时给学生5—10min 自主思考、讨论,调动学生学习积极性.待课前导入结束后,教师需引导学生观察硝酸溶液,从气味、颜色、溶解度、状态等方面归纳硝酸性质,展示发烟硝酸,并讲述浓硝酸挥发产生“发烟现象”的原因.

二、动手实验并反思

引导学生通过动手实验验证硝酸强氧化性,借助PPT 为学生展示实验装置图,同时询问学生该实验有何缺缺点,通过观察与分析,学生得知实验容易污染环境,浪费实验原料,教师在鼓励学生动脑思考、观察分析同时,需给学生充足的时间动手实验,并在实验过程中思考实验改进方案,渗入绿色实验理念,为提高学生化学素养奠定基础.经实验与反思,学生提出若干实验改进方案,如利用碱液吸收实验所产生的尾气,用铜丝取代铜片,使反应原料可随时抽出,利用单孔塞、分液漏斗向试管中逐渐加入浓硝酸,适当缩小实验装置比例,用微型化学实验降低反应原料用量等.待学生得到实验优化方略后,教师需鼓励学生动手组装,观察实验是否反应及程度如何,观察试管中气体的颜色.通过实验观察学生发现铜丝在硝酸溶液中不断反应,且反应剧烈,试管中溶液无色,气体为红棕色.教师需做好实验教学总结工作,利用PPT 为学生展示实验推倒式:Cu+4HNO3(浓)等于等于Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,对比分析硝酸、浓硫酸与铜的反应结果.通过实验结论对比可以实现新旧知识衔接,强化学生化学知识记忆力,引导学生掌握化学实验分析的方法,达到提高学生化学素养的目的.

三、改进实验落实设计一体化和绿色化实验教育目标

为落实设计一体化和绿色化实验教学目标,教师在夯实基础知识教学基础上,需在绿色实验理念指引下,为学生准备一组化学实验设备引导学生动手操作吗,组装成一套可以满足硝酸与铜片反应的实验装置,同时可以清楚观察到实验气体的变化情况.为提高学生实验操作质量,教师可以启动合作学习小组,将观察铜与稀硝酸的化学反应现象视为合作学习目标,引导学生探讨产生实验现象的原因,并依据反应列出方程式.在合作学习过程中,学生组装出图1 所示实验装置,经观察学生发现铜片在稀硝酸中反应较为缓慢,呈不断溶解状态,试管中气体无色,待接触空气后呈红棕色,溶液最终由无色变为蓝色.经组内成员探讨分析得出实验结论:铜与稀硝酸是可以发生反应,说明稀硝酸具有强氧化性,反应所得物质有Cu(NO3)2、NO,得出反应方程式:3Cu+8HNO3(稀)等于等于3Cu(NO3)2+2NOS↑+4H2O[3].

四、结束语

综上所述,为使一体化和绿色化实验设计更富成效,教师需将实验主动权交给学生,启发学生自主思考,引导学生动手实践,落实化学教学目标,培养学生核心素养.

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