立足原理 比较异同 突破迁移——“氢氧化钠变质问题”的教学设计与反思

王晨敏

（如皋市外国语学校 江苏 如皋 226500）

一、问题提出

有关“氢氧化钠变质问题”一直是初中化学的难点，但又是中考的热点，它的命题设计源于教材，高于教材，经创新设问、缜密改编而成。命题的核心常常围绕：变质的原因是什么？ 如何证明已变质？ 是完全变质还是部分变质？ 如何除去变质产生的新杂质？ 甚至还要计算样品的变质程度。尽管通过多次练习，多次讲解，我们还是发出学生怎么还出错的怨言和无奈。

今年是如皋义务教育优质均衡师资调配的第一年，笔者面对着一批大多来自城郊的学生，不少是留守少年和进城务工子女。他们对很多知识缺乏从感性认识到理性认识的历程，心理学研究表明：学生通过充分调动各种感官而获得的知识或技能最扎实。因此，教学中的难点内容，尽量结合生活实际，对比不同物质的不同性质，让学生动手操作探究过程来达成基本目标，再通过“比较异同”找到突破迁移的思路。

二、教学过程

教学引入：实物投影展示三只苹果，一只新鲜完好、一只有些黑斑点、一只全腐烂。

生：（热情高涨、七嘴八舌）纷纷回答1 号好的、2 号有点变质、3 号完全变质。

教学环节1：理论对比，实验探究，判断氢氧化钠是否已变质

师：实物展示两只表面皿：1 号盛有久置的氢氧化钠固体、2 号放上刚从试剂瓶取出的氢氧化钠，观察对比，说出现象。

生1：1 号潮解变质了，2 号没变质。

生2：错。潮解是吸收空气中的水分，不是与水反应，这是物理变化。变质是化学变化。

生3：其实，氢氧化钠在空气中不仅易潮解，而且还与空气中的二氧化碳反应。

生4：此时能看出1 号潮解了，但似乎看不出它是否变质了？

师：同学们观察、分析得都不错。看不出现象的原因有多种，一是确实没有发生反应，二是反应得太慢，三是有些反应本身就没有明显的实验现象，譬如：前面学习借助酚酞溶液判断反应的发生。那究竟氢氧化钠有没有变质呢？ 该如何证明呢？

生1：（急中生智） 那我们也取1 号物质溶于适量的水，滴加酚酞，如果不变红，证明没有氢氧化钠。

生2：（立即反驳）那要像3 号苹果一样，氢氧化钠全部变质才行。如果还有一部分氢氧化钠，滴加酚酞肯定是变红的。

师：同学们分析得似乎都有道理，先请同学们观察下面一组对比试验：

生：（恍然大悟） 溶液都变红，原来NaOH 溶液和Na2CO3溶液都显碱性，用酚酞无法证明NaOH 是否变质。

师：很好！ 今天老师为每组提供一瓶“NaOH 溶液”，不知是否变质？ 请各活动小组围绕生1 的原理，先设计实验方案，再动手操作，认真观察实验现象。

（同学们热情高涨，逐一认识实验台上提供的多种药品，画出各自设计的装置图，操作，观察，讨论，记录。）

成果展示：

生1： 取样滴加稀盐酸，出现气泡，证明样品中有Na2CO3，说明NaOH 溶液已变质。（很多同学点头赞同）

生2：我们小组滴加稀硫酸，现象也一样，也能说明问题。

生3：取样滴加Ca（OH）2溶液，有白色沉淀产生，只有Na2CO3才会和它反应，说明NaOH 溶液已变质。

生4：我们滴加Ba（OH）2溶液，现象一样，也说明NaOH 溶液已变质。

生5：取样滴加BaCl2，有白色沉淀产生，说明NaOH溶液已变质。

（这时，部分同学流露质疑的表情）

生6：万一BaCl2和NaOH 反应呢？

师：想得很周到，但是BaCl2和NaOH 会不会发生复分解反应？

生1：肯定不会，因为没有沉淀、气体、水生成。刚才的顾虑是多余的。

生2：我想取样滴加CaCl2溶液或Ba（NO3）2溶液或Ca（NO3）2溶液都有白色沉淀生成，都能证明。

师：非常棒！ （这会儿又有同学跃跃欲试，机会一定要留给学生）

生：这会儿我还滴加了MgCl2溶液，也有白色沉淀，行不行？

（由于当时学生对酸、碱、盐知识还不够熟练，这样的问题顿时把整个高涨的课堂陷入了短暂的沉思）

生： 不行。MgCl2不仅和NaOH 反应生成白色沉淀Mg（OH）2，也和Na2CO3反应生成的MgCO3微溶，也会有一部分沉淀，无法证明沉淀是由哪个反应得到的，也就无法证明NaOH 溶液已变质。

师：（我为学生的创新思维及严谨的对比分析翘起大拇指）。总结下来是不是可以用不同类别的物质证明Na2CO3的存在？

（学生对刚才讨论得出的合理方案进行归类）

酸：盐酸、稀硫酸

碱：Ca（OH）2、Ba（OH）2

盐：BaCl2、CaCl2、Ba（NO3）2、Ca（NO3）2

教学环节2：探究样品的具体成分

师：请问你们试剂瓶中溶液中的溶质是什么呢？

生： 应该有三种可能： ①全部是Na2CO3②既有NaOH 也有Na2CO3③全部是NaOH

师：小强对猜想②设计了如下实验（见下表）：

（投影上述实验方案，小组讨论，评价是否合理并说明理由。）

实验步骤 实验现象 实验结论及相关反应方程式a.取少量固体样品于试管中，加入适量稀盐酸有大量气泡产生样品中有Na2CO3，化学方程式为：b.另取少量固体样品于试管中，加入适量水溶解，并滴入几滴酚酞试液酚酞试液由无色变为红色样品中有NaOH

生：一致认为不合理，第一步实验说明少量固体样品肯定有Na2CO3，Na2CO3溶液显碱性，那原样品溶于水，滴加酚酞溶液肯定会变红。

生1： 那我们取a 反应后的溶液，滴加几滴酚酞溶液，如果变红，证明样品中有NaOH。

（方法改进，立即被不少同学认可，但也有部分同学在摇头看，表示质疑。）

师：请一位同学上来演示实验。

（同学们发现，酚酞并没有变红。）

生1：其实，盐酸在与Na2CO3反应时也与NaOH 反应。因此，用了盐酸无法判断是否有NaOH。

师：非常好！ 为此，证明Na2CO3的时候，不能影响NaOH。请小组继续讨论实验方案证明样品溶液中既有NaOH 也有Na2CO3。

（通过对投影中小强方案的评价，组内讨论有了切入点，而且在不同物质中比较，激活了学生的思维火花。）

成果展示：

生：1：取样于试管中滴加过量的CaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明有Na2CO3，再向试管中滴加几滴酚酞，溶液变红，证明有NaOH。

生2：取样于试管中滴加过量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，证明有Na2CO3，再向试管中滴加几滴酚酞，溶液变红，证明有NaOH。

生3：取样于试管中滴加过量Ca（OH）2溶液，有白色沉淀生成，证明有Na2CO3，再向试管中滴加几滴酚酞，溶液变红，证明有NaOH。

生4：取样于试管中滴加过量Ba（OH）2溶液，有白色沉淀生成，证明有Na2CO3，再向试管中滴加几滴酚酞，溶液变红，证明有NaOH。

师：很好！ 这四种方案得出的预期现象都相同，但是否都合理呢？

生1：3、4 两种不行，Ca （OH）2、Ba （OH）2与Na2CO3反应时有NaOH 生成，干扰了原样品中NaOH 的确定。（有些小组恍然大悟，纷纷点头，又有学生跃跃欲试。）

生2：1、2 方法中CaCl2溶液过量一点好，必须确保Na2CO3全反应，如果剩余它也显碱性，滴酚酞溶液也变红。（老师建议把掌声送给他们，又有学生举手。）

生3：刚才讨论过Ba（NO3）2、Ca（NO3）2可以代替BaCl2、CaCl2，效果一样。酚酞溶液也可用CuCl2、FeCl3代替，让OH-与Cu2+、Fe3+结合产生沉淀。

师：非常好！ 下面请小组整理方案，结合供给的药品选两种方法进行实验。

师：好！同学们的基本操作比较到位。但我意外发现两个小组在第二步滴加酚酞时，溶液没有变红，这说明了什么？

生：说明它完全变质，样品里只有Na2CO3。

师：看来是一举两得，针对不同的猜想，采取相同的实验操作，描述不同的实验现象得出不同的结论，这种思维方法在很多探究题中值得借鉴。

教学环节3：如何除去杂质

提出这一问题，立即得到学生的回应，为了不引入新的杂质离子，用适量的Ca（OH）2或Ba（OH）2溶液。由此可见，对比不同的实验目的，要根据不同的原理选择合理的方案。

教学环节4：变式训练 突破迁移

（2010 南通）魔术“吹气生火”。用棉花将一种淡黄色的固体包裹其中，将一根长玻璃管插入棉花团中吹气，稍后棉花团剧烈燃烧起来。同学们为了揭开这个魔术的秘密，进行了如下探究。

【相关信息】①淡黄色固体成分是过氧化钠（Na2O2）。②吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气。③过氧化钠与氮气不反应。

【提出猜想】同学们发现残留固体呈白色，对该固体成分进行猜想：

猜想Ⅰ：固体成分是Na2CO3，CO2参加反应。

猜想Ⅱ：固体成分是NaOH，H2O 参加反应。

猜想Ⅲ：固体成分是____，CO2和H2O 均参加反应。

【实验探究】 同学们在老师带领下用足量且潮湿的CO2气体通入过氧化钠粉末中，充分反应后，取白色固体于试管中配成溶液，设计实验对猜想进行验证。

验证Ⅰ：向溶液中滴加稀盐酸，发现有气泡产生。有同学认为固体成分仅含有Na2CO3。

验证Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH 试纸上，与标准比色卡比较，pH 大于7，有同学认为固体是NaOH。请问此结论是否正确？ ____（填“正确”或“错误”），原因是：____。

验证Ⅲ：先向溶液中加入足量的____溶液，看到白色沉淀产生，写出反应方程式 ____ ；然后向上层清液中加入____溶液，看到溶液呈红色，验证了猜想Ⅲ是正确的。

【实验反思】由验证Ⅲ的结果可知，验证Ⅰ的结论错误，因为它不能排除____的存在。

此题虽然题干新颖，但重点环节的实质与氢氧化钠的变质问题几乎相同。绝大数学生很快解决了此问题。验证了这堂专题复习课的高效结果。

三、教学反思

整个教学过程中，通过引导、激活学生已有的知识，让学生有话可说、有事可做、有疑点可提。在实验探究中立足原理、比较异同，操作时又无形地增设了对比实验，增强了实验的直观性，学生的趣味性；也增强了学生感性认识上升到理性认识的历程，进而学会自主地从实验的对比中去不断探索科学的真理。在环环相扣的对比中为学生增设思维的台阶，便于知识的掌握、巩固及迁移，弥补教材实验的不足。