符慧敏
(南京市第九中學(xué) 江蘇 南京 210018)
化學(xué)必修1 第二章第二節(jié)“離子反應(yīng)”包括緊密聯(lián)系的兩個(gè)部分“酸、堿、鹽在水中的電離”和“離子反應(yīng)發(fā)生的條件”。 如何引導(dǎo)學(xué)生正確而深刻地理解電解質(zhì)的電離,是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵,而什么是離子反應(yīng)、電解質(zhì)溶液中真正是哪些離子參加了反應(yīng), 仍是需要突破的難點(diǎn)。
對(duì)于“離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及其發(fā)生的條件”這個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)的教學(xué),我嘗試著改進(jìn)了演示實(shí)驗(yàn),希望將“離子在反應(yīng)”呈現(xiàn)在學(xué)生眼前。
在討論重、難點(diǎn)問(wèn)題之前,有關(guān)的知識(shí)準(zhǔn)備和鋪墊必不可少。
我們先通過(guò)NaCl 固體、稀硫酸、Ba(OH)2溶液、蔗糖溶液、純水、KNO3溶液的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)明確了不同物質(zhì)導(dǎo)電的原因,最關(guān)鍵的一點(diǎn)是:稀硫酸、Ba(OH)2溶液、KNO3溶液能導(dǎo)電, 是因?yàn)樗鼈兊娜芤褐杏凶杂梢苿?dòng)的離子存在,在這里為后面的實(shí)驗(yàn)討論埋下伏筆。 然后從NaCl 在水中的溶解和電離總結(jié)出電離的概念并簡(jiǎn)單地進(jìn)行概念的辨析。 再由NaCl 在熔融狀態(tài)下也能電離出陰陽(yáng)離子,總結(jié)出電解質(zhì)的概念,并對(duì)定義中的關(guān)鍵詞“熔融狀態(tài)”、“或”、“化合物”進(jìn)行重點(diǎn)講解。
在學(xué)生總結(jié)出常見(jiàn)電解質(zhì)有酸、堿、鹽、水等之后,進(jìn)行一系列問(wèn)題的討論:能導(dǎo)電的就是電解質(zhì)嗎? 是電解質(zhì)就能導(dǎo)電嗎? BaSO4、CaCO3、AgCl 是不是電解質(zhì)? 液態(tài)的CO2、NH3、SO2能不能導(dǎo)電? CO2、NH3、SO2的水溶液能不能導(dǎo)電?CO2、NH3、SO2是不是電解質(zhì)?學(xué)生從討論中得出結(jié)論:①能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì),電解質(zhì)應(yīng)該是化合物,單質(zhì)和混合物不屬于電解質(zhì)。 ②電解質(zhì)導(dǎo)電是有條件的,即電解質(zhì)必須在水溶液里或熔融狀態(tài)下才能導(dǎo)電。 ③酸、堿、鹽、水和活潑金屬氧化物是電解質(zhì)。④電解質(zhì)應(yīng)是一定條件下本身電離而導(dǎo)電的化合物。 非金屬氧化物、大部分有機(jī)物不是電解質(zhì)。 這些在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物叫非電解質(zhì)。
接著進(jìn)行電離方程式的學(xué)習(xí),并從電離的角度理解什么是酸、堿和鹽。
從這里開(kāi)始將要涉及離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。 我問(wèn)學(xué)生:在稀硫酸、Ba(OH)2溶液中,溶質(zhì)以什么形式存在? 分子還是離子?學(xué)生回答是離子。我又問(wèn):如果將兩種能導(dǎo)電的溶液混合,混合溶液的導(dǎo)電性如何? 是增強(qiáng)? 減弱? 還是不變? 然后我就用開(kāi)始上課時(shí)用過(guò)的導(dǎo)電性裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將Ba(OH)2溶液迅速倒入稀H2SO4的燒杯中。 學(xué)生觀察到混合后燈泡立刻變暗,都覺(jué)得很新奇,開(kāi)始討論溶液中究竟發(fā)生了什么變化, 但是思路并不十分清晰。 于是我繼續(xù)進(jìn)行:剛才將Ba(OH)2溶液迅速倒入稀H2SO4的燒杯,變化非???,沒(méi)看清楚? 那我們來(lái)慢動(dòng)作回放一下。
這節(jié)課演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)重點(diǎn)是:用溶液導(dǎo)電性裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn), 向盛有稀H2SO4的燒杯中逐滴加入Ba(OH)2溶液。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,我用了磁力攪拌器以使溶液中物質(zhì)充分接觸反應(yīng)完全、 用滴定管滴加溶液控制反應(yīng)速度。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常清楚:隨著B(niǎo)a(OH)2溶液的逐滴加入,生成白色沉淀,燈泡由亮→漸暗(→熄滅)→漸亮。 學(xué)生很熟悉這個(gè)反應(yīng):Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O。重點(diǎn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的討論: 燈泡的明暗變化說(shuō)明了什么?(溶液導(dǎo)電性變化了) 這里溶液的導(dǎo)電性由什么決定?(溶液中離子的濃度)
學(xué)生對(duì)過(guò)程中的明暗變化進(jìn)行了細(xì)致的分析:
亮:稀H2SO4溶液中H2SO4電離產(chǎn)生的H+和SO42-導(dǎo)電。
漸暗:加入的Ba(OH)2溶液中Ba(OH)2電離產(chǎn)生的Ba2+和OH-與H+和SO42-反應(yīng),生成BaSO4和H2O,使溶液中H+和SO42-的離子濃度減小,導(dǎo)電性減弱。
熄滅: 加入的Ba2+和OH-與H+和SO42-正好完全反應(yīng),全部生成BaSO4和H2O,使溶液中的離子濃度幾乎為零,導(dǎo)電性幾乎為零。
漸亮:加入的Ba(OH)2溶液過(guò)量,Ba(OH)2電離產(chǎn)生的Ba2+和OH-導(dǎo)電。
這個(gè)過(guò)程分析透徹了,學(xué)生對(duì)離子反應(yīng)的本質(zhì)也就一清二楚了,所以離子反應(yīng)的定義很順利得到:電解質(zhì)在溶液中的這種反應(yīng)實(shí)質(zhì)上就是離子之間的反應(yīng),這樣的反應(yīng)叫做離子反應(yīng)。
我接著提問(wèn):是不是所有的電解質(zhì)溶液混合都會(huì)有離子反應(yīng)發(fā)生呢? 然后演示兩個(gè)實(shí)驗(yàn):分別將CuSO4溶液與NaCl 溶液、CuSO4溶液與BaCl2溶液混合,由學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和溶液中的離子情況進(jìn)行分析。
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從這個(gè)實(shí)驗(yàn)的分析和初中學(xué)過(guò)的復(fù)分解反應(yīng)的條件的分析學(xué)生很快得到結(jié)論:離子反應(yīng)發(fā)生的條件是有某些離子濃度減小。
最后留下討論題讓學(xué)生進(jìn)一步思考以加深理解:在將CuSO4溶液與NaCl 溶 液、CuSO4溶液與BaCl2溶液混合的實(shí)驗(yàn)中, 如果測(cè)定以上兩種混合溶液的導(dǎo)電性,會(huì)是怎樣的結(jié)果? 在CuSO4溶液與BaCl2溶液混合的濾液中存在大量的Cl-和Cu2+,能否用實(shí)驗(yàn)證明?
這樣, 關(guān)于離子反應(yīng)學(xué)習(xí)中的兩個(gè)難點(diǎn)就在學(xué)生“親眼目睹”中順利通過(guò)了。
化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)的科學(xué),化學(xué)的知識(shí)是從實(shí)驗(yàn)中來(lái)的,學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程也和實(shí)驗(yàn)密切相關(guān),就算是比較枯燥的基礎(chǔ)理論和基本概念的學(xué)習(xí),也完全可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段來(lái)完善學(xué)習(xí)的過(guò)程。 新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo),又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式,親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。 這與目標(biāo)教學(xué)所倡導(dǎo)的引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)不謀而合。 所以,這節(jié)課的幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)努力要做到的就是把抽象的理論知識(shí)直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行分析推理并自己總結(jié)得出結(jié)論,而不是被動(dòng)地接受枯燥的定義概念。