《硫酸》教学中的实验探究模式的应用

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1、找准学生思维生长点培养化学实验设计能力对一节实验习题课的个案研究（巴彦淖尔市杭锦后旗奋斗中学化学组特古斯邮编：015400）随着素质教育改革的不断深入和实施，学生实验能力的培养越來越受到重视，实验能力的考察也成为近年高考的重点。在屮学化学教学屮学生实验能力的培养已成为一个不可回避的重点和难点。也是屮学化学教师教学中不断探索的热点之一。本人在今年高一化学第五章第三节一一《硫酸》的教学中学生的一个提问给了我很大启示。在讲完硫酸的性质和硫酸根的检验的课堂教学，按教学计划女排了学牛分组实验，实验结束时有部分学生提出：浓硫酸与铜反应后为什么溶液呈黑色？部分学生提出反应后溶液中有灰黑色沉淀

2、物是什么？对以上问题，以往老师直接给解释，学生似懂非懂，就过去了。这一次学生正好是尖子班的学生，基出知识较扎实，我没有直接回答，我说：“铜•浓硫酸反应的实验现彖，与我们所了解的相关实验现象不一至，有很大差别，我们看到硫酸铜溶液的颜色很淡，而且有大量沉淀，说明铜片中杂质含量比较髙，我们实验室买到的铜片可能是劣质产品。今天的作业Z—是请大家试着设计个实验方案，测定铜片的纯度。”儿天后，有部分学生交上了设计方案，看完后，选了一个方案，安排了一次实验习题课。［学生的实验设计］•1、称量一定量的铜片（m】）。•2、将铜片放入大试管内，加入98%浓硫酸，加热。•3、过滤；在滤液中加入足量氢

3、氧化钠溶液后，再过滤。•4、烘干氢氧化铜沉淀直至质量恒定，称量（012）。•5、数据处理：铜片纯度=64m2/98mi100%［实验过程及现象分析］根据学牛的设计，提供试剂：分析纯（质量分数98%）硫酸、铜片，开始实验。先用托盘天平称取铜片3.7克，放入人试管屮，再加入10mL浓硫酸，加热。加热持续了人约十分钟，浓硫酸渐渐变黑，试管下部有大量灰白色沉淀，有一部分铜片没有反应。冷却后，先将上层的浊液倒入烧杯，进行过滤，然而，滤纸破了，过滤失败。结论：溶液里应当还有大量的硫酸，是因脱水性腐蚀滤纸。学生：川pH试纸测定溶液pH值，显示强酸性，说明确实有过量的酸。对溶液进行稀释厉，再进

4、行过滤，得到了淡蓝色的滤液，在滤纸上有少量的黑色固体残渣。结论：滤液的成分是硫酸铜和过量的硫酸。疑问・：黑色残渣是什么呢？（让学生大月I!推测）学生：根据颜色以及是细小的铜的颗粒或者是铜的化合物氧化铜、硫化铜、硫化亚铜之类。（教师提示：因为铜以及硫化铜、硫化亚铜在常温下都不溶于浓盐酸）学生：为了验证推测，将残渣洗涤后转移进烧杯，向烧杯中加入浓盐酸，看到黑色残渣消失，溶液呈绿色，再向烧杯中加水，溶液变蓝。结论：黑色残渣一定是氧化铜，铜与浓硫酸反应过程中有氧化铜生成。疑问・：氧化铜是碱性氧化物，为什么在浓硫酸中不溶解，而在浓盐酸中溶解呢？（未能解决）学生：把大试管中的浊液倒出来后，

5、发现试管内是灰口色沉淀和未反应的铜片。先用蹑子把铜片夹出來，发现铜片表而有少量黑色的物质。认为这种黑色物质和刚才得到的滤渣是同一种物质，但将其剥离下来后投入浓盐酸，发现它并不溶解。推测：那是铜片中的杂质。学生：称量未反应的铜片，质量是1.3克。反应掉的铜片是2.4克。为了能准确测定铜片的纯度，他们决定对试管中的灰口色沉淀进行洗涤并过滤，将几次操作中得到的含铜溶液合在一起，进行下一步操作。由于沉淀沉积并附着在试管内无法倒出，于是就向试管内加水振荡,想促使它脱离试管。加入的水在振荡后变成了蓝色。这个现象使他们很吃惊：溶液变蓝意味着硫酸铜的存在！也就是说：灰白色沉淀中有硫酸铜。为了确

6、定刚才所看到的现象，将试管中的溶液倒入小烧杯后，再一次重复刚才的操作，现象乂一次出现,试管内的灰口色沉淀的量有所减少。反复操作儿次以后，灰白色物质消失了，而在小烧杯里有人约8（）mL蓝色溶液。疑问：无法理解所看到的现彖。这时，有一位一直站在一旁的同学说：“灰口色物质大概是无水硫酸铜吧？”马上有人反对：溶液中怎么可能形成无水硫酸铜呢？但是，又该怎样解释这些实验现象呢？教师提醒：“能否用计算来说明问题呢？”学牛计算结果表明：灰白色沉淀是无水硫酸铜。其实铜片所含的杂质很少，原来被误认为杂质的灰白色沉淀是无水硫酸铜，产牛无水硫酸铜的原因是因为硫酸浓度过高，含水量太少。“铜片是劣质产品”

7、的可能性很小了，然而意外的发现却使他们对这次实验的兴趣更大了，鼓励学生按原来的设计把实验完成。学生：接下来，他们向小烧杯屮不断加入6mol/L的氢氧化钠溶液，直到确定铜离子已经沉淀完全（注:认识了判断铜离子是否完全沉淀的方法，类似问题以往高考考察过），就开始准备过滤。然而，这次过滤比询一次困难得多，因为沉淀量很人，使过滤速度越来越慢。给他们提供了一个抽滤装置（讲清抽滤的原理）。改用抽滤装置后，过滤很快完成。把氢氧化铜沉淀从布氏漏斗中取出，放入烧杯。由于学校实验室的烘箱冇故障不能用，为了使氢氧