劉永芬

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是使學(xué)生初步了解和體驗(yàn)科學(xué)探究的價(jià)值、過(guò)程和方法,初步形成科學(xué)探究的能力,初步掌握基本的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的重要的學(xué)習(xí)方法,發(fā)揮著激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,增進(jìn)對(duì)科學(xué)的情感,理解科學(xué)的本質(zhì),發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)等重要作用。在教學(xué)中充分利用實(shí)驗(yàn),在解決重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題上可以起到事半功倍的效果。

鋁及其化合物的知識(shí)是中學(xué)化學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn),學(xué)生感到理解和記憶困難。在教學(xué)中充分利用實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自已設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證鋁及其化合物的性質(zhì),這樣既激發(fā)了學(xué)生的興趣,又加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和記憶,取得了良好的效果。下面把教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程展示如下:

首先給出鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示:

而后明確此次實(shí)驗(yàn)所要驗(yàn)證的內(nèi)容及所給試劑。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有以下五點(diǎn):

1.鋁的重要性質(zhì)既可以和強(qiáng)酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,又可以和強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,但生成的鹽不同。

2.氫氧化鋁的兩性:既可以溶于強(qiáng)酸又可以溶于強(qiáng)堿;

3.Al3+的性質(zhì):可以與堿(注意強(qiáng)堿和弱堿的區(qū)別)反應(yīng);

4.AlO-2的性質(zhì):可以與酸(注意強(qiáng)酸和弱酸的區(qū)別)反應(yīng);

5.驗(yàn)證Al3+和AlO-2在溶液中能否大量共存。

實(shí)驗(yàn)所用試劑和儀器:鋁條、稀鹽酸、稀NaOH溶液、氨水、石灰石;各種型號(hào)試管及單孔塞、導(dǎo)管。

學(xué)生情緒高漲、躍躍欲試,但很快有學(xué)生舉手提出問(wèn)題:藥品不全,沒(méi)有可溶性鋁鹽和偏鋁酸鹽溶液。我告訴大家,開(kāi)動(dòng)腦筋,想想用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的已有藥品如何制備所需試劑。同學(xué)們通過(guò)思考或討論很快解決了問(wèn)題,臉上都有著無(wú)法掩飾的興奮,氣氛更加活躍。

通過(guò)鋁與鹽酸及鋁與NaOH溶液反應(yīng)既制得了AlCl3溶液和NaAlO2溶液為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了必要的試劑,又得出了鋁與NaOH溶液反應(yīng)的速率比鹽酸快,且用量少。此時(shí)我要求學(xué)生寫(xiě)出兩反應(yīng)的方程式,通過(guò)比較方程式得出堿用量少的原因。

下一步指導(dǎo)學(xué)生做下面有關(guān)化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。

首先指導(dǎo)學(xué)生將所得AlCl3溶液分為兩部分,分別向其中逐滴加入強(qiáng)堿和弱堿至過(guò)量,觀察現(xiàn)象:向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液先生成白色沉淀,加過(guò)量沉淀消失。向另一份AlCl3溶液中逐滴加入氨水至過(guò)量,現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀不溶解。說(shuō)明Al(OH)3可溶于強(qiáng)堿溶液,表現(xiàn)酸性,但酸性極弱,不能溶于弱堿,故可用可溶性鋁鹽溶液和氨水反應(yīng)制取Al(OH)3。得到的NaAlO2溶液和Al(OH)3沉淀留待后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用。

讓學(xué)生將前面所得NaAlO2溶液分為兩部分,向一份中逐滴加入鹽酸至過(guò)量,觀察現(xiàn)象:先產(chǎn)生白色沉淀,加過(guò)量沉淀消失。向另一份NaAlO2溶液中通入CO2至過(guò)量,現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀不溶解。說(shuō)明Al(OH)3可溶于強(qiáng)酸溶液,表現(xiàn)堿性,但屬弱堿,不能溶于弱酸。(提示學(xué)生所得AlCl3溶液留待后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用)這兩步實(shí)驗(yàn)從感性上使學(xué)生感受到Al(OH)3兩性這一重要性質(zhì),并對(duì)其只溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿這一事實(shí)印象深刻。此時(shí)要求學(xué)生寫(xiě)出以上實(shí)驗(yàn)所涉及方程式,學(xué)生反映這些方程很容易記住。

最后一個(gè)問(wèn)題是驗(yàn)證Al3+和AlO-2在溶液中是否能大量共存,這一問(wèn)題由于雙水解尚未學(xué)習(xí),學(xué)生理解起來(lái)很困難。在此時(shí),只要求學(xué)生知道結(jié)論,方程式暫不要求,故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象顯得尤其重要。讓學(xué)生將前面實(shí)驗(yàn)中所留用的AlCl3溶液和NaAlO2溶液混合,結(jié)果產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Al3+和AlO-2在溶液中不能大量共存。

整堂實(shí)驗(yàn)課下來(lái)學(xué)生都處于一種高度的緊張、興奮、積極思考的情緒之中,對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、反應(yīng)方程式、反應(yīng)原理都產(chǎn)生深刻印象。并且對(duì)本次實(shí)驗(yàn)多種反應(yīng)物循環(huán)使用有更深的感觸。這種反應(yīng)物循環(huán)使用的設(shè)計(jì)不僅節(jié)約藥品,更重要的是直接揭示了這幾種物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及所用試劑,起到了事倍功半的效果。

我們進(jìn)行素質(zhì)教育的核心是提高學(xué)生的思維品質(zhì),這就要求我們教師要從一點(diǎn)一滴做起,以教材為依托,從教材中挖掘出好的題材,給學(xué)生創(chuàng)造想象的空間、提供思維鍛煉的機(jī)會(huì),使我們教育出來(lái)的學(xué)生能放開(kāi)思想,大膽質(zhì)疑,在認(rèn)知水平允許的情況下能夠多角度分析問(wèn)題,從而達(dá)到多角度解決問(wèn)題。