一道2009年上海化學中考試題的教學啟示

文章編號:1005-6629(2010)08-0070-02 中圖分類號:G632.479 文獻標識碼:B

2009年上海化學中考試卷中有這樣一道題:

為了探究氧化銅與碳反應生成的氣體產物，甲同學設計并進行了如下實驗:取一定量氧化銅和碳的混合粉末，在不含氧氣的高溫條件下反應，將生成的氣體通入澄清石灰水，發現石灰水變渾濁。由此得出結論，生成的氣體產物一定是CO2。

①甲同學加熱混合粉末時觀察到的現象是:黑色粉末____。

②澄清石灰水變渾濁時發生反應的化學方程式是___。

③檢驗氣體產物是CO2的另一種方法是:將生成的氣體通入石蕊溶液中，溶液變____色。

④乙同學認為，甲同學的實驗不能證明反應的氣體產物只有CO2，乙同學推測氣體產物中可能還有CO。請你從下列A、B、C中選擇實驗裝置，用于驗證乙同學的推測。將所選裝置的編號填入方框，并在方括號內寫出相應裝置內盛放的化學試劑。

其中的①、②、③以考查學生的基礎知識為主，而④則以考查學生的識圖能力、分析能力、設計能力及綜合利用知識的能力。第④小題給出的答案是A中盛氫氧化鈉溶液(氫氧化鉀溶液、氫氧化鋇溶液等堿溶液)除去二氧化碳，再用一個同樣的A裝置盛石灰水檢驗是否已除盡二氧化碳，以排除干擾，在B中進行一氧化碳還原氧化銅的反應，并用C檢驗生成的氣體產物。

這里姑且不討論這樣的證明方法是否局限了學生的發散思維，即若不除去原來的二氧化碳，直接用氣體產物還原氧化銅或直接點燃看現象，是否可以達到同樣的驗證目的。而要討論(9)(10)檢驗和吸收二氧化碳的試劑選擇，這一直是教學中的重點和難點。總有一部分學生知其然不知其所以然，甚至完全混淆。如何來突破這個難點呢?我認為還是應該發揮實驗的功能，讓學生在實際操作或親身體驗中感受二氧化碳分別和氫氧化鈉、氫氧化鈣接觸時的不同現象。

1關于二氧化碳的檢驗

在第一堂化學課“化學使世界更美好”的課堂實驗中，學生領略了CO2使澄清石灰水變渾濁的實驗，明白了使石灰水變渾濁是CO2的特性，通過以后的學習又明確了用石灰水來檢驗CO2。

第二學期，學生在學習“堿的性質研究”時，通過如圖1中小氣球隨著NaOH溶液的滴入逐漸脹大的實驗，明白了CO2氣體被NaOH溶液吸收后，密閉容器內壓強變小，從而導致了小氣球的脹大。

也就是說CO2既能和石灰水反應，也能和氫氧化鈉溶液反應。但是由于沒有同時進行CO2和NaOH、Ca(OH)2溶液的對比實驗，缺乏直觀感受，學生在以后的意識中反而模糊了CO2的檢驗方法。

那么，在演示上述CO2和NaOH溶液反應的實驗前，先用這樣的兩組實驗作鋪墊，既作為對已學過CO2和石灰水反應的復習，又是對新知識CO2和NaOH溶液反應的引入，依舊帶新，通過對比，進行知識的遷移，結果就可以不一樣。

(1)在甲、乙、丙三支試管中加入等量的NaOH或Ca(OH)2溶液(如圖2所示)， 然后在甲、乙中分別通入CO2，觀察并明確現象差異，強化CO2只能使澄清石灰水變渾濁，而不能和氫氧化鈉產生明顯現象。

(2)在實驗后的乙和丙兩種澄清溶液中，分別滴入稀鹽酸(如圖3)，觀察到前者產生氣泡而后者沒有明顯現象，明確了實驗1中CO2通入NaOH盡管有新物質生成但沒有明顯現象，故而CO2的檢驗用石灰水而非NaOH溶液。

(3)為了直觀地觀察到CO2與NaOH反應后的現象，再利用圖1裝置中的橡皮泡膨脹來體驗。

由于CO2與NaOH溶液反應的實驗現象不明顯，使學生在學習這一反應時缺乏感性認識，掌握較難。但通過這樣的實驗設計，有對比，有層次，有步驟的驗證CO2確實與NaOH溶液發生了反應但不能用于檢驗CO2。該設計還帶動了許多知識的鞏固和應用，涉及的知識面較廣，包括酸及CO2的性質、質量守恒定律及相關的物理知識等，既培養了學生知識應用能力，發展學生的創新能力，又使學生明確了科學探究的一般過程和方法，培養學生尊重事實的科學態度。

2關于二氧化碳的吸收

檢驗要求現象明顯 ，CO2 和石灰水生成的

Ca(OH)2是沉淀， 而與NaOH生成的 Ca(OH)2可溶。吸收還要求盡量除盡，從理論上說Ca(OH)2微溶，用它來吸收CO2要配大量溶液。盡管生成的Ca(OH)2會繼續和CO2反應生成Ca(OH)2，但那也只是把氫氧化鈣溶液需求量減半而已。而NaOH極易溶于水，所成溶液濃度大，吸收量多，效益高。在這樣的思考過程中必須綜合應用溶解度、溶液的質量分數、化學方程式及其計算等知識。也可以用簡潔、直觀的實驗來研究CO2的吸收。在如圖4所示的實驗中，可以觀察到甲試管中液面上升最少，試管口有渾濁現象;乙試管中液面上升較甲略高;丙試管倒吸接近完全，僅在管底留有一小氣泡。對比甲、乙中液體進入試管的體積，知道相同濃度的氫氧化鈉溶液的吸收能力強于 Ca(OH)2溶液;對比乙、丙中液體進入試管的體積則知道同樣是 Ca(OH)2 溶液，濃度越大吸收能力越強。由此可知，在實驗室吸收CO2時，應選用較濃的NaOH溶液，盡管無明顯現象，但吸收效果好。

總體看來本試題內容注重對教材中主干知識的考查，考查學生對知識的理解，同時對教材知識又有適度延伸;試題看似很基礎又蘊涵變化，看似平淡卻不易得分。這就要求我們:①在教學中夯實基礎知識教學，但絕不能讓學生死記硬背，而要在有扎實基本功的前提下逐漸幫助學生建立化學的思維方法，融會貫通，靈活運用知識。②重視實驗教學。化學實驗中產生的那些生動、新奇、鮮明的化學現象(顏色的變化、產生氣體，生成沉淀、爆鳴、燃燒等)是引起學生興趣的主要因素。實驗有助于培養學生的觀察能力和積極主動地去獲得感性認識的意向。學生親自動手實驗獲得成功會使他們對實驗產生更加濃厚的興趣，調動學習化學的積極性和主動性。③在教學過程中注意“導”、“引”之術。注重培養學生的學習能力，在理解的基礎上，構建他們的知識體系，只有在自己建構的知識體系中自由檢索的材料，才能應用自如，才能由此及彼，才能有流暢的知識遷移。靠“題海”，靠提高習題難度、靠拓寬知識深度都是行不通的，那樣只能加重學生的學習負擔，影響學習能力的提高。

參考文獻:

[1]2009年上海化學中考試卷.