基于化學學科核心素養的有效課堂教學

張真真

摘要：在新課改的大環境下，高中化學課堂得到創新發展，大量的新型教學模式應運而生，大大提高了高中化學課堂的質量。本文主要基于學科核心素養談談與硝酸反應相關的計算。

關鍵詞：高中化學;學科核心素養;有效課堂;硝酸反應;循序漸進

硝酸與金屬的反應時既體現酸性，又體現其強氧化性，所以相關計算題變化多端，解題的靈活性高，是一類值得研究的題型。探究該類題的命題規律，確立解題的基本策略，掌握常見的解題技巧是課堂教學中提高學生思維能力的關鍵。本文主要從課堂習題設計，循序漸進的引導學生掌握該知識點。

1 從反應的本質解題

金屬與硝酸反應的實質是金屬與H+和NO3-共同作用。

銅與稀硝酸反應的實質是：3Cu +8H+ +2NO3-=3Cu2+ +4H2O +2NO↑

例1、銅粉放入稀硫酸溶液后，無明顯現象發生，當加入下列一種物質后，銅粉質量減少，溶液呈藍色，同時有氣體產生，該物質可能是

（? ?）

A. Fe2 （SO4） 3 B. Na2CO3 C. KNO3 D.FeSO4

解析：銅與稀硫酸中H+的不反應，加入NO3-后，銅就可以和H+和NO3-反應。答案：C。

例2、鐵銅混合物加入硝酸后，剩余金屬m1 g，再向其中加入稀硫酸。充分振蕩后，剩余金屬m2 g，則m1與m2的關系是（ ）。

A.m1一定大于m2 B. m1一定等于m2

C. m1可能等于m2 D.m1可能大于m2

解析：由銅與稀硝酸反應的實質 3Cu +8H+ +2NO3-=3Cu2+ + 4H2O +2NO↑可以看出，H+ 和NO3-的反應比例是4：1，硝酸不足量導致硝酸中的H+消耗完，加入稀硫酸后，又提供了H+，會繼續和金屬反應，所以答案：A。

例3、 在100 mL 混合溶液中，HNO3 和 H2SO4 的物質的量濃度分別是 0.4 mol/L、 0.1 mol/L 。向該混合液中加入 1.92 g銅粉，加熱待充分反應后，所得溶液中 Cu2+ 的物質的量濃度是（? ?）。

A.0.015 B. 0.225 C. 0.035 D. 0.045

解析：n（Cu）=1.92÷64=0.03mol，溶液中n（H+）=0.4×0.1+0.1×2×0.1=0.06mol，n（NO3-）=0.4×0.1=0.04mol，顯然溶液中H+少量，Cu不能完全反應，根據H+與Cu的反應比例8：3求出Cu2+的物質的量濃度。答案：B。

2 從硝酸在反應中的作用解題

參加反應的硝酸一部分顯酸性生成硝酸鹽，另一部分作氧化劑，一般轉化為氮的氧化物（NO或NO2），根據氮守恒解題。

例4、6.4g銅與過量的硝酸充分反應后，硝酸的還原產物有NO2、NO，反應后溶液中所含H+為nmol，此時溶液中所含NO3-的物質的量（ ）

A.0.28mol B.0.31mol C.（n+0.2） mol D. （n+0.4） mol

解析：銅與過量的硝酸充分反應后溶液中所含H+為nmol，1 mol Cu參加反應生成Cu （NO3）2對應2 mol HNO3 顯酸性，說明溶液為Cu （NO3）2和HNO3的混合溶液，溶液中n（NO3—）=2n（Cu）+ n（H+）=2×6.4/64+n=（0.2+n）mol

3 從得失電子守恒角度解題

一般情況下，金屬失去的電子數等于N原子得到的電子數，根據得失電子守恒解題。

例5、將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO2混合氣體在標準況下的體積為11.2L。求NO和NO2的體積。

解析：設產生NO2的物質的量為x，則NO的物質的量為0.5-x。根據得失電子守恒，得下列方程：X×1+（0.5-x）×3=（32.64/64）×

2x=0.24mol

4 從反應始態和最終狀態解題

在一些多步反應和多種混合物的計算中，分步計算會很繁瑣。利用在反應中元素守恒關系、電子守恒關系會簡化思維，在解題中找到最便捷的途徑——抓住終態分析，模糊中間過程

例6、1.92 g Cu投入到一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成的氣體的顏色越來越淺，共收集到 672 mL 的氣體（標準狀況下）。將盛有此氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的氧氣，恰好使氣體完全溶于水，則通入的氧氣的體積為 mL。

A .? 168 B. 224 C.? 336 D. 504

解析：銅與濃硝酸反應得NO2、NO等，混合氣體被O2氧化后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸，整個過程可看做Cu與O2的反應，Cu失電子，O2得電子，得失電子守恒，1molCu失電子2mol，反應中

n（Cu）=1.92g/64g/mol=0.03mol，失電子0.06mol，1mol O2得電子4mol，故n（O2）=0.06/4mol=0.015mol標準狀況下氧氣的體積是0.015mol×22.4L/mol=0.336L.

例7、足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、NO、N2O4的混合氣體，這些氣體與1.68L O2（標況）混合后通入水中，所得氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/LNaOH溶液至 Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是（ ）

A.60mL B.45mL C.30mL D.15mL

解析：整個反應過程中，銅與濃硝酸反應得NO2、N2O4、NO，混合氣體與O2混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸，相當于銅失去的電子全由1.68L（標況）O2獲得，故n（Cu）=2n（O2） =（1.68/22.4）×2mol=0.15mol，加入NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀時，n（Na+）=

2n（Cu2+）=0.15×2mol=0.3mol，則V（NaOH）=n（NaOH）/c（NaOH）=

0.3/5=0.06L=60mL

以上例題難度由易到難，循序漸進，讓學生逐步理解，掌握，應用，不再對計算題尤其是硝酸相關計算題望而生畏。

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[4] 王寶斌.發展學生化學核心素養的三大策略[J].中學化學參考，2016（09）.

（作者單位：海亮外語中學）