硝酸与铜反应的设计与反思

高一梅

（南京市栖霞中学，江苏 南京）

【案例描述】

我们已经知道盐酸不与铜反应，浓硫酸在加热时与铜发生氧化还原反应，那硝酸遇到铜会不会发生反应呢，为了解决这个问题，请同学们严格按照学案的步骤操作并注意观察和记录现象。

实验1：在试管中加入约2mL的浓硝酸，用装有铜片的胶头滴管吸取一滴管浓硝酸（注意：滴管内的浓硝酸要没过铜片），放入试管中，观察实验现象并记录，分析得出实验结论。

学生操作，根据现象，得出结论“溶液变成蓝色，生成硝酸铜，滴管里变棕色有NO2！”有学生提出疑问“我的溶液怎么是绿的？”绿色是实验的正常现象，考虑到学生的思维水平，由教师引导学生思考“为什么本应是蓝色溶液和红棕色气体，变成了绿色呢？”这时一个小孩很激动地说道：“是NO2溶解在了硝酸铜里！”“现在请同学们在白纸上依次用蓝、黄色荧光笔画个图案，看看有什么现象。”学生纷纷动起手来，发现变成绿色。与直接讲原理相比，这种方式更便于学生的理解。接着由学生书写化学方程式。

“课本上铜与稀硝酸也能反应，我应该如何设置实验验证呢？能否继续用刚才的装置呢？”几分钟后，学生得出结论，根据溶液颜色的变化证明铜离子，气体由无色变为红棕色说明有NO。“那反应所需的氧气如何提供？”“滴管里原来残留了空气。”“不对，在吸硝酸的时候就把空气排尽了。”“把滴管中的气体迅速挤入一支试管中。”“不行，NO2有毒，要在密闭的环境中反应。”“吸空气进去。”“用什么吸？”有一个学生说道：“用针筒！”话音一落，学生中传来一片赞许的声音。针筒是个好想法，现在请同学们以小组为单位用针筒设计实验证明产物，学生开始讨论，最终确定了实验方案。

实验2：取一支针筒向其中放入铜片，然后吸取3mL稀硝酸，直立并堵住针头，观察现象。反应结束后，拉动针筒的活塞使空气进入，观察实验现象。

在这个实验中，用针筒进行实验，避免反应前就有空气混入，且反应后现象明显，也可控制NO2的排放，从而保护环境。

【案例反思】

1.把握时长，高效教学

化学是一门以实验为基础的学科，没有实验的化学课堂便失去了它的特点，但学生做实验时不可避免的一个问题就是：实验时长的控制，由于对流程及操作不熟悉等原因，实验所需时间往往比预设的要久，大大影响教学进度。

在此次浓硝酸与铜的实验中，学生的动手操作能力不同，对实验的理解程度不同，这就导致在操作时出现了较大的时间差，进而引起课堂的小混乱。为了保证教学进度，老师必须要把握好时间，比如可以明确规定某一个实验在几分钟内完成，增加学生的紧迫感，同时老师在进行每一个实验前要求学生熟悉实验操作，强调操作的规范性，给学生打一剂安心针，这样在实验时学生明显要快一点，大大节约实验时间。

2.手脑并用，在创新中提升

新课标说明课程的基本理念之一是通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。所以化学课上更要学生去想实验，这就需要老师在旁引导，由学生发现问题，教师沿着学生的思路进行分析。

在本节课中，实验1的方案由老师直接给出，为实验2的设计提供了思路。实验2中的关键是如何防止NO在空气中被氧化，就可以转化为怎么在一个密闭空间里反应，同时还可以把氧气（空气）放进去。通过不断地提问，既是沿着学生的思路也是引导学生向正确的方向前进，而学生在初中学“水的净化”等实验时已接触过针筒，因此用针筒进行实验是学生可以想到的。在整个实验过程中既锻炼了学生的思维能力和语言表达能力，也提高了学生的动手操作能力和团队协作意识，但是在这个过程中要注意小组的合理分配，考虑学生动手操作能力、实验观察能力、归纳总结能力等方面的差异，保证每个小组都可以动起来。

3.对比学习，在冲突中完善

对比学习就是一个与已有知识建立联系的过程，课标中指出：“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。”

在本节课中，有两处运用到了对比的思想，先是浓硫酸与铜可以发生氧化还原反应，进而推测浓硝酸与铜也可以发生氧化还原反应并进行验证，第二处则是稀硝酸与稀硫酸与铜反应的对比，得出结论稀硝酸的氧化性强于稀硫酸。在对比学习的过程中，既是对已有知识的延伸，也是对知识的完善，比如学生在初中时学过铜与硫酸不反应，但在高中与浓硫酸就反应了，知识间形成冲突，引起学生的学习兴趣，同时不断丰富学生的知识内涵。