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摘 要:本文以高三化学《制备实验方案的设计》一课的教学谈谈学生在教师引导下主动学习的过程,学生在教学中不仅要获得化学知识与技能,而且还应在过程与方法、情感与价值等方面获得进步。
关键词:教学
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)02(c)-0041-02
在新课程理念下的化学课堂教学,是学生在教师引导下主动学习的过程,学生在教学中不仅要获得化学知识与技能,而且还应在过程与方法、情感与价值等方面获得进步。下面,我就以高三化学《制备实验方案的设计》一课的教学在新课程理念下的探究谈谈自己的一些做法。
在《制备实验方案的设计》的有关教学要做好三方面的工作。
(1)在知识内容上,使每一个学生要运用已学过的Al和Al(OH)3的有关性质及强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反应的相互促进关系,对Al(OH)3制备方案进行优化选择。
(2)能力要求:力求培养学生的动手能力、创造能力和思维能力,以及对学生进行辩证唯物主义教育,在这些方面,能力的培养应放在首位,要符合新课程理念的要求。因此,在整个教学中,要充分体现以学生为主体,老师为主导的双边关系。
(3)内容设计上,要根据学生实际和内容要求,站在一个以培养学生能力为核心的教学模式,要充分利用Al和Al(OH)3的性质:如Al既能与酸反应,又能与碱反应,Al(OH)3是两性的氢氧化物,强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反应等知识,让学生大胆地设计实验方案,请每一个方案设计的同学,在课堂上向全体同学阐述自己的设计思想,然后由大家讨论,对每一个方案进行评价,最后确定一个最优方案供大家使用。然后选择最佳方案来设计实验过程,并通过具体操作来进行验证。这样不仅培养了学生的动手能力、创造能力和思维能力,同时还培养了学生的集体精神和合作意识。
教学过程如下。
1 复习提问
1.1 Al与酸或碱反应的离子反应方程式
[学生]2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
1.2 Al3+或AlO2-生成Al(OH)3的离子反应方程式
[学生]2Al3++3OH-=Al(OH)3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
1.3 Al(OH)3与酸或碱反应的离子方程式
[学生]Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
1.4 Al2(SO4)3和NaAlO2水解的离子方程式
[学生]Al3++6H2O=Al(OH)3+3H+
AlO2-+2H2O=Al(OH)3+OH-
2 用Al制备Al(OH)3实验方案的设计
2.1 [学生讨论后,自主回答](图1)
2.2 在三种方案中各原料的用量,实验条件分析[学生分组讨论后,派代表回答]
方案一组:方案涉及的反应为:
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
从量上分析,每制备1molAl(OH)3需3molH+或3molOH-。从NaOH和NH3·H2O两种碱分析,若用NaOH溶液沉淀Al3+,因为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,终点不易控制。而Al(OH)3不溶于NH3·H2O,所以应选用NH3·H2O沉淀Al3+较好。
方案二组:方案涉及的反应为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
从量上分析,每制备1mol Al(OH)3,需1molH+和1molOH-,从选用的H2SO4和CO2来看,若用H2SO4沉淀AlO2-,因为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,导致终点不易控制,而Al(OH)3不溶于CO2,所以,通入过量CO2沉淀AlO2-较好。
方案三组:方案涉及的反应为:
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
从量上分析,每制备1molAl(OH)3需3/4molH+和3/4molOH-,与方案一、二相比,消耗酸、碱量较少。
2.3 分析结论
比较三种方案,从反应物种类来看,三种方案都使用了三种药品;从消耗酸、碱的量来看,方案一用量做多,方案三用量最少;从操作要求来考虑,方案三也最为简单。因此,制备Al(OH)3的实验优选为方案三。
3 优选方案的实验步骤
(1)在烧杯a中加入50ml稀的NaOH溶液,再加入足量的铝屑。给溶液稍加热,待1min～2min后取出,将铝屑用蒸馏水洗净,干燥后称量铝屑的质量(m1),将铝屑分成四等分,备用。
(2)在烧杯b中放入1份铝屑,再加入适量稀H2SO4,使铝屑全部溶解得溶液①。
(3)在烧杯c中放入3份铝屑,再加入适量浓NaOH溶液,使铝屑全部溶解得溶液②。
(4)将溶液①和溶液②混合,将沉淀过滤。
(5)把沉淀转移到烧杯里,用蒸馏水洗涤3次,再过滤,至溶液的pH为7～8。
(6)过滤、干燥,得到的固体为Al(OH)3。
(7)称量Al(OH)3的质量(m2),计算产率。
实验现象。
(1)在烧杯b、烧杯c的铝屑中分别加入稀H2SO4溶液和浓NaOH溶液后,铝屑均溶解,并都有气泡产生。
(2)将溶液①和溶液②混合即产生白色沉淀。
试验结果。
Al(OH)3的产率=m2/78/27m1%
在试验课的教学过程中,作为教师,要有新课改理念,要以学生为主体,使学生在教师的引导下,主动地去弄清试验原理、操作方法、得到正确结果,不仅要使学生知道怎么做,还要使他们去探讨怎样做是最好的。这才有利于学生基础知识和基本技能的全面提高。
参考文献
[1] 人教版高中化学教科书(必修).
关键词:教学
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)02(c)-0041-02
在新课程理念下的化学课堂教学,是学生在教师引导下主动学习的过程,学生在教学中不仅要获得化学知识与技能,而且还应在过程与方法、情感与价值等方面获得进步。下面,我就以高三化学《制备实验方案的设计》一课的教学在新课程理念下的探究谈谈自己的一些做法。
在《制备实验方案的设计》的有关教学要做好三方面的工作。
(1)在知识内容上,使每一个学生要运用已学过的Al和Al(OH)3的有关性质及强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反应的相互促进关系,对Al(OH)3制备方案进行优化选择。
(2)能力要求:力求培养学生的动手能力、创造能力和思维能力,以及对学生进行辩证唯物主义教育,在这些方面,能力的培养应放在首位,要符合新课程理念的要求。因此,在整个教学中,要充分体现以学生为主体,老师为主导的双边关系。
(3)内容设计上,要根据学生实际和内容要求,站在一个以培养学生能力为核心的教学模式,要充分利用Al和Al(OH)3的性质:如Al既能与酸反应,又能与碱反应,Al(OH)3是两性的氢氧化物,强碱弱酸盐和强酸弱碱盐水解反应等知识,让学生大胆地设计实验方案,请每一个方案设计的同学,在课堂上向全体同学阐述自己的设计思想,然后由大家讨论,对每一个方案进行评价,最后确定一个最优方案供大家使用。然后选择最佳方案来设计实验过程,并通过具体操作来进行验证。这样不仅培养了学生的动手能力、创造能力和思维能力,同时还培养了学生的集体精神和合作意识。
教学过程如下。
1 复习提问
1.1 Al与酸或碱反应的离子反应方程式
[学生]2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
1.2 Al3+或AlO2-生成Al(OH)3的离子反应方程式
[学生]2Al3++3OH-=Al(OH)3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
1.3 Al(OH)3与酸或碱反应的离子方程式
[学生]Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
1.4 Al2(SO4)3和NaAlO2水解的离子方程式
[学生]Al3++6H2O=Al(OH)3+3H+
AlO2-+2H2O=Al(OH)3+OH-
2 用Al制备Al(OH)3实验方案的设计
2.1 [学生讨论后,自主回答](图1)
2.2 在三种方案中各原料的用量,实验条件分析[学生分组讨论后,派代表回答]
方案一组:方案涉及的反应为:
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
从量上分析,每制备1molAl(OH)3需3molH+或3molOH-。从NaOH和NH3·H2O两种碱分析,若用NaOH溶液沉淀Al3+,因为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,终点不易控制。而Al(OH)3不溶于NH3·H2O,所以应选用NH3·H2O沉淀Al3+较好。
方案二组:方案涉及的反应为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
或AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
从量上分析,每制备1mol Al(OH)3,需1molH+和1molOH-,从选用的H2SO4和CO2来看,若用H2SO4沉淀AlO2-,因为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,导致终点不易控制,而Al(OH)3不溶于CO2,所以,通入过量CO2沉淀AlO2-较好。
方案三组:方案涉及的反应为:
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
从量上分析,每制备1molAl(OH)3需3/4molH+和3/4molOH-,与方案一、二相比,消耗酸、碱量较少。
2.3 分析结论
比较三种方案,从反应物种类来看,三种方案都使用了三种药品;从消耗酸、碱的量来看,方案一用量做多,方案三用量最少;从操作要求来考虑,方案三也最为简单。因此,制备Al(OH)3的实验优选为方案三。
3 优选方案的实验步骤
(1)在烧杯a中加入50ml稀的NaOH溶液,再加入足量的铝屑。给溶液稍加热,待1min～2min后取出,将铝屑用蒸馏水洗净,干燥后称量铝屑的质量(m1),将铝屑分成四等分,备用。
(2)在烧杯b中放入1份铝屑,再加入适量稀H2SO4,使铝屑全部溶解得溶液①。
(3)在烧杯c中放入3份铝屑,再加入适量浓NaOH溶液,使铝屑全部溶解得溶液②。
(4)将溶液①和溶液②混合,将沉淀过滤。
(5)把沉淀转移到烧杯里,用蒸馏水洗涤3次,再过滤,至溶液的pH为7～8。
(6)过滤、干燥,得到的固体为Al(OH)3。
(7)称量Al(OH)3的质量(m2),计算产率。
实验现象。
(1)在烧杯b、烧杯c的铝屑中分别加入稀H2SO4溶液和浓NaOH溶液后,铝屑均溶解,并都有气泡产生。
(2)将溶液①和溶液②混合即产生白色沉淀。
试验结果。
Al(OH)3的产率=m2/78/27m1%
在试验课的教学过程中,作为教师,要有新课改理念,要以学生为主体,使学生在教师的引导下,主动地去弄清试验原理、操作方法、得到正确结果,不仅要使学生知道怎么做,还要使他们去探讨怎样做是最好的。这才有利于学生基础知识和基本技能的全面提高。
参考文献
[1] 人教版高中化学教科书(必修).