立足化學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)探究能力

1、立足化學(xué)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探究能力【摘要】通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，氮?dú)?、二氧化碳均能支持鎂的燃燒， 從而拓展燃燒概念，認(rèn)識(shí)到不能用鎂代替磷測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)?！娟P(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)探究鎂帶燃燒 氮?dú)舛趸家弧⒃O(shè)計(jì)思路以探究性學(xué)習(xí)為手段培養(yǎng)學(xué)牛的探究能力是課程改革的迫切需要，也 是化學(xué)學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)的充分體現(xiàn)。通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，有利于深化學(xué) 科知識(shí)，提高操作技能，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。在“測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)”的實(shí)驗(yàn)中，不少學(xué)生根據(jù)“鎂能與 氧氣反應(yīng)并生成固體氧化鎂”的實(shí)驗(yàn)爭(zhēng)實(shí)，誤認(rèn)為“可以使用鎂帶代替紅 磷”。另外，一些選拔性試題里還經(jīng)常出現(xiàn)鎂在二氧化碳屮燃燒、鎂在氮 氣中燃燒等一系列問(wèn)題，很多

2、學(xué)生因?yàn)樗季S定勢(shì)的干擾，答題情況也很不 理想。綜上，筆者設(shè)計(jì)了 “探究鎂帶的燃燒”這一校本課程，以幫助學(xué)生拓 展燃燒的概念，認(rèn)識(shí)測(cè)量氧氣含量實(shí)驗(yàn)中耗氧物的選擇標(biāo)準(zhǔn)，體會(huì)化學(xué)物 質(zhì)的特殊性和化學(xué)性質(zhì)的相對(duì)性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、大膽探索的科 學(xué)品質(zhì)。本探究活動(dòng)以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題為主線，以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手操作為 中心，以培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為目標(biāo)，充分體現(xiàn)了探究的自主性、合 作性、懸念性、生成性和實(shí)踐性。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)根據(jù)新課程理念和教科書的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合所教學(xué)生的接受能力， 確定本活動(dòng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：通過(guò)鎂在氮?dú)?、二氧化碳屮的燃燒?shí)驗(yàn)， 拓展燃燒的概念。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，認(rèn)識(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重耍性

3、，學(xué)習(xí)科 學(xué)探究的基本方法。培養(yǎng)勇于探索、敢于創(chuàng)新的思維品質(zhì)；保持學(xué)習(xí)化 學(xué)的興趣，激發(fā)探究的欲望。三、探究過(guò)程師演示：鎂帶在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)；學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。師：我們已經(jīng)知道，鎂帶能在空氣中燃燒生成固體氧化鎂。那么，鎂 帶能否用來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？鎂帶還能否在其他氣體中燃 燒呢？今天我們就采用實(shí)驗(yàn)的手段，來(lái)探究與鎂帶燃燒有關(guān)的一些問(wèn)題。板書課題：探究鎂帶的燃燒。1發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。師：鎂帶能否代替紅磷，用于測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)呢？生1:完全可以使用。因?yàn)殒V帶容易燃燒，而且生成物只有固體，沒(méi) 有生成氣體。師：這個(gè)同學(xué)說(shuō)得很有道理，英他同學(xué)如果沒(méi)有不同的意見，下面就 利用鎂帶（化學(xué)純）代

4、替紅磷測(cè)定空氣屮氧氣的體積分?jǐn)?shù)。師強(qiáng)調(diào)：實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)（如實(shí)驗(yàn)前要將止水夾夾緊橡皮管，鎂帶點(diǎn)燃 后伸入集氣瓶?jī)?nèi)要迅速，橡皮塞要轉(zhuǎn)動(dòng)一下以便塞緊等）。【分組實(shí)驗(yàn)】學(xué)生按照?qǐng)D1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。主要操作：把30cm長(zhǎng)的鎂帶彎折成適宜的長(zhǎng)度后用大頭針固定在橡皮塞的反面，然后在酒精燈上 將鎂帶引燃，立即伸入125ml集氣瓶?jī)?nèi)，同時(shí)塞緊橡皮塞；鎂帶燃燒結(jié)束, 等到集氣瓶冷卻后打開止水夾，觀察水吸入集氣瓶的情況。教師巡視、參 與、指導(dǎo)，學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測(cè)定結(jié)果。生2：我們觀察到鎂帶在集氣瓶?jī)?nèi)劇烈燃燒，發(fā)出強(qiáng)光，冒白煙，產(chǎn) 生白色固體。師板書：2mg+02 2mg()生3：打開止水夾后水進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)，水面最終在

5、2/5刻度處。生4：我們小組的實(shí)驗(yàn)，倒吸的水最終在3/5刻度處?！拘〗Y(jié)】每個(gè)小組測(cè)定的氧氣的體積分?jǐn)?shù)都大于1/5。2 提出猜想。師提問(wèn)：為什么大家使用鎂帶代替紅磷，測(cè)量值都大于1/5呢？生1:可能是裝置漏氣。師反問(wèn)：我們所冇小組的測(cè)定結(jié)果都大于1/5,這應(yīng)該不是實(shí)驗(yàn)裝置漏氣造成的。如果不是實(shí)驗(yàn)裝置漏氣，那可能是什么原因呢？生2：我猜是鎂帶的質(zhì)量有問(wèn)題。師釋疑：我們使用的鎂帶是正規(guī)廠家生產(chǎn)的，而一且包裝盒上也有產(chǎn)品 檢驗(yàn)合格的標(biāo)志。尤其是，我們剛才做鎂帶在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察 到的燃燒現(xiàn)象很正常。所以，鎂帶的質(zhì)量沒(méi)冇問(wèn)題。師啟發(fā)：集氣瓶中是空氣，空氣中除了氧氣，還含有哪些氣體？生3：主要是氮

6、氣。生4：如果裝置氣密性好，而進(jìn)入的水又這么多，那我猜只能是鎂與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng)了。師點(diǎn)評(píng)并過(guò)渡：這位同學(xué)的猜想很有道理，那我們?nèi)绾巫C明這個(gè)猜想 是合理的呢？生5：想辦法弄一瓶氮?dú)鈦?lái)，試驗(yàn)鎂帶能否在氮?dú)忮紵?。師點(diǎn)評(píng)：你真了不起，這個(gè)驗(yàn)證方案切實(shí)可行。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。師：我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里沒(méi)有現(xiàn)成的氮?dú)?，怎么辦？如何利用已學(xué)的 知識(shí)制取少量的氮?dú)饽?？?：我認(rèn)為，可以利用紅磷燃燒耗盡集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣，剩余的氣體 幾乎是氮?dú)狻燑c(diǎn)評(píng)：你太有才了，這個(gè)辦法科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，可以使用。【要求】為了防止磷燃燒污染環(huán)境，同時(shí)防止集氣瓶?jī)?nèi)的氣體受熱逸 出，我們打算“先把磷密閉在集氣瓶?jī)?nèi)”，然后引燃磷。【討論】如何采用

7、簡(jiǎn)便的方法引燃密閉容器內(nèi)的磷。教師巡視、參與、 釋疑；學(xué)生討論，組長(zhǎng)匯報(bào)結(jié)果。生2：使用白磷，因?yàn)榘琢字瘘c(diǎn)低，容易引燃，而且耗氧徹底。生3：可以利用凸透鏡聚光，穿透玻璃瓶壁，照射白磷，從而引燃白 磷。生4：在橡皮塞屮插入一根長(zhǎng)短合適、能上下移動(dòng)的玻璃棒；將玻璃 棒燒熱后，立即用橡皮塞封閉集氣瓶口，再按下玻璃棒即可引燃白磷。師小結(jié)并過(guò)渡：同學(xué)們引燃白磷的方法新穎、巧妙、可行。下面我們 一起來(lái)組裝實(shí)驗(yàn)裝置，并用它制取氮?dú)狻！痉纸M實(shí)驗(yàn)】大部分學(xué)生按照?qǐng)D2-a裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。主要操作：按圖 裝配好實(shí)驗(yàn)用品，然后利用太陽(yáng)光（或紅外燈泡）聚光照射白磷；白磷燃 燒結(jié)束，等到集氣瓶冷卻后，打開止水夾放水。教師

8、巡視、參與、指導(dǎo)、 釋疑，學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。生5：白磷劇烈燃燒，瓶?jī)?nèi)充滿了濃厚的白煙；白煙是五氧化二磷的 固體小顆粒。師板書：4p+502 2p205生6：進(jìn)入瓶?jī)?nèi)的水約占集氣瓶容積的1/5,剩余4/5的氣體幾乎都 是氮?dú)?。師：下面同學(xué)們就用自己制取的氮?dú)猓?yàn)證鎂帶能否在氮?dú)饫锶紵??！咎崾尽苛砣∫粋€(gè)大小合適的橡皮塞，把30cm長(zhǎng)的鎂帶彎折成適宜 的長(zhǎng)度后，用大頭針固定在橡皮塞的反面?！痉纸M實(shí)驗(yàn)】學(xué)生按照?qǐng)D3裝置，驗(yàn)證鎂帶能否在氮?dú)饫锶紵?。主?操作：將鎂帶在酒精燈上引燃后，拔掉集氣瓶口上原來(lái)的橡皮塞，再迅速 將燃著的鏤帶伸入集氣瓶?jī)?nèi)（鎂帶繼續(xù)燃燒使學(xué)住激動(dòng)不已）。教師巡視、 參與、指導(dǎo)，學(xué)生匯

9、報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。生7：鎂帶在氮?dú)饫飫×胰紵?，發(fā)出白光，產(chǎn)生淡黃色固體。師：淡黃色固體叫氮化鎂。師板書:3mg+n2 mg3n24 得出結(jié)論。師：從鎂帶能在氮?dú)庵腥紵隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論？生1：測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，不能使用鎂帶。生2：燃燒不一定要有氧氣參加；氮?dú)庠谝欢l件下也能支持燃燒。生3：如果鎂帶失火，不能使用氮?dú)鈸錅?。?：在測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，選擇耗氧物的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是“可 燃物僅與氧氣反應(yīng)且生成固體物質(zhì)”。師：同學(xué)們的觀點(diǎn)非常正確。5.拓展延伸。師：性質(zhì)活潑的鎂帶還能在其他氣體中燃燒嗎？比如二氧化碳?xì)怏w。 生1：不會(huì)燃燒，因?yàn)槎趸际菧缁饎?，不能支持物質(zhì)的燃燒。生2：可

10、能會(huì)燃燒，因?yàn)榈獨(dú)馔ǔＲ膊荒苤?，而鎂帶卻在其中燃燒 to師：實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的最高法庭，孰是孰非讓實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)話。【演示】教師用堆蝎鉗夾持一段鎂帶在酒精燈上引燃后，迅速伸入集 滿二氧化碳的集氣瓶?jī)?nèi)（鎂帶的繼續(xù)燃燒再一次使學(xué)生驚奇、驚呼）。學(xué) 生觀察，并匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。牛3：鎂帶在二氧化碳屮繼續(xù)劇烈燃燒，發(fā)出白光。生4：集氣瓶的內(nèi)壁上有白色固體和黑色固體。師：白色固體是氧化鎂，黑色固體是炭粒。板書：2mg+c02 2mgo+c師：由這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你能得出哪些結(jié)論？生5： 定條件下，二氧化碳也會(huì)支持物質(zhì)的燃燒。生6：鎂帶廠失火，不能使用二氧化碳滅火。生7：再一次說(shuō)明，燃燒不一定要有氧氣參加。師小結(jié)：鎂帶不僅可以在空氣中劇烈燃燒，還可以在氮?dú)狻⒍趸贾腥紵?；其?shí)，任何劇烈的發(fā)光、放熱的化學(xué)反應(yīng)都屬于燃燒。師板書：劇烈的發(fā)光、放熱的化學(xué)反應(yīng)都屬于燃燒。6 反思與評(píng)價(jià)。教師對(duì)學(xué)生在本次探究活動(dòng)屮的出色表現(xiàn)和探究成果給了高度評(píng)價(jià)；