“亚硝酸钠和食盐的鉴别”教学设计

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文章编号:1005-6629(2010)09-0045-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1教材分析

本节课“亚硝酸钠和食盐的鉴别”内容选自苏教版《实验化学》专题3课题2。本课题涉及的物质鉴别的方法是对高中化学知识的实践应用。而鉴别的对象是跟生活相关的工业盐(亚硝酸钠)和食盐,加强了化学与生活的联系。本节课教材只列出了课题方案设计的基本要求和实验注意事项,给学生足够的思考空间,以充分发挥他们在整个实验过程的主观能动性。所以上好本节课可以在激发学生学习兴趣同时,提高学生动手设计并完成实验的能力。通过对亚硝酸钠和食盐的鉴别学习可以防止误食亚硝酸钠而导致中毒。培养学生运用已有知识解决实际问题的能力。

2教学目标

2.1知识与技能

(1)了解亚硝酸钠和食盐的相关化学知识。

(2) 获得相关化学实验的基础知识和基本技能。

2.2过程与方法

(1)通过亚硝酸钠和食盐的鉴别,初步学会物质鉴别的一般方法。体验观察和分析实验现象在化学实验中的重要作用。

(2)培养学生设计实验,观察实验,评价实验等综合实验能力。

2.3情感态度

(1)以生活中如何防止误食亚硝酸钠中毒为知识载体,建立将化学知识应用于生产、生活、实践的意识,提高应用已有知识解决实际问题的能力。

(2)通过实验探究感受科学探究的乐趣。

3教学重点难点

“鉴别亚硝酸钠和食盐”的实验方案设计与评价

4教学过程

[引入]在新闻报道中常出现因误食亚硝酸钠而导致中毒的事件,为什么会造成误食呢?亚硝酸钠俗称工业盐,广泛应用于各建筑工地上。它的外观和味道跟我们平常使用的食盐很相似。作为食品防腐剂,它也广泛应用于食品加工业中,在自制腌菜中如果没有腌制成熟,亚硝酸钠含量较高容易引起中毒。那么在日常生活中如何防止误食亚硝酸钠而中毒呢?这就是我们今天这节课要研究的问题。

[ppt1]因误食亚硝酸钠而导致中毒事件(略)

[教师]物质鉴别的一般原理、方法及步骤是什么呢?比如现在有两瓶已经脱落标签的氯化钠和碳酸钠固体,如何将它们鉴别出来?

[学生](1)加盐酸; (2)加BaCl2; (3)测pH; (4)用HNO3酸化的AgNO3

[ppt2]物质鉴别图表表示法(略)

[教师]演示一遍:说明注意事项①滴管的使用;②试剂的用量1～2 mL。

描述要规范:用药匙分别取用少量两种固体放入到两试管中,各加适量水配成溶液,然后分别滴加稀盐酸,如果有气泡产生则原固体是碳酸钠,如果无明显的现象是氯化钠。

[教师]请大家将方案4表述一下。

[学生] (略)

[过渡]当然鉴别氯化钠和碳酸钠除了上面讨论的化学方法外,也可以观察它们的外观差异,应用物理方法,比如它们的晶体颗粒的形状差异。因此我们可以得出物质鉴别的原理是:

[ppt3]物质鉴别的原理:利用几种物质的不同特性,用一定的物理方法或化学方法把两种或两种以上的物质一一区别。

[ppt4]物质鉴别的一般步骤:物质性质确定实验方案评价和优化进行实验记录现象得出结论。

[设计意图]以学生熟悉的氯化钠和碳酸钠为载体,引导学生根据已有知识,找出其性质上的差异,运用物理或化学方法将他们一一区别开,从而了解物质鉴别的原理和一般步骤。为本课题的顺利完成打好基础。

[教师]今天我们的主要任务是将装有亚硝酸钠和食盐两瓶物质鉴别开来,我们首先要找到它们性质上的差异。对于NaCl的性质大家都已经很熟悉了,那么NaNO2具有什么样的性质呢?我在课前收集了NaNO2有关资料。请大家阅读资料,从中可以获取哪些NaNO2的性质?

[ppt5]资料:“隐形杀手”亚硝酸钠

NaNO2俗称“工业盐”,是黄色或浅黄色的晶体,有咸味,易溶于水,且溶解时吸热。NaNO2对应酸为 HNO2(Ka=4×10-4), HNO2 仅存在于冷的稀溶液中。NaNO2是一种重要食品添加剂广泛应用于食品的保鲜。如果没有它,香肠颜色会变暗,奶酪会失去特有的香味,但过多食用含NaNO2的食品不利于健康。人体安全摄入标准为0～0.1 mg・kg-1体重,人食用0.2克就可能出现中毒症状,如果一次性误食3克,就可能造成死亡。因为NaNO2能使血液中正常携氧的低铁血红蛋白转化成高铁血红蛋白,从而失去携氧能力,引起组织缺氧而中毒。

学生猜测,教师记录:

[学生1]NaNO2其对应酸HNO2(Ka=4×10-4),可以推测HNO2是弱酸,所以,NaNO2水解呈碱性:NaNO2+H2O HNO2+NaOH

[学生2]仅存在于冷的稀溶液中,可以推测HNO2不稳定容易分解。(提示有气体放出并从化合价变化分析产物)

NaNO2+H2SO4=NaHSO4+HNO2, 2HNO2=NO+NO2+H2O

[学生3]因为NaNO2能使血液中正常携氧的低铁血红蛋白转化成高铁血红蛋白,可以推测NaNO2具有氧化性(酸性溶液),可以与还原剂(KI、Na2S、FeSO4等)反应:

2NO2-+2I-+4H+=2NO+I2+2H2O

[教师]NaNO2为什么具有氧化性?

[学生4]因为NaNO2中N元素的化合价处于+3价可以下降被还原,所以可以做氧化剂。

[教师]那么从价态上分析NaNO2还具有什么性质?可以与那些物质反应?

[学生5]NaNO2中N元素的化合价处于+3价也可以升高被氧化,可以与氧化剂(溴水、KMnO4、溶液、氯水等)反应。5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O

[设计意图]要顺利鉴别两种已知物质,必须找到其性质上的差异,学生对于食盐性质都已经很熟悉了,而对于亚硝酸钠性质还是陌生的。所以,要顺利将它们鉴别,必须先学习亚硝酸钠的有关性质。在NaNO2性质的学习过程中,不是将NaNO2的性质直接告诉学生,而是在课前通过查找资料准备了有关NaNO2性质的科普小论文,让学生阅读小论文中有关NaNO2应用的介绍后,获取有用信息加以分析推测出NaNO2性质。这样既提高学生分析处理信息的能力,又培养了学生的分析推理能力。对具体性质的学习上只要求了解,对于涉及到具体的氧化还原的离子方程式的配平及书写上,课堂上只举典型的例子,其余留作课后练习完成,以便留给学生充分的思考空间和动手实验的时间。

[过渡]通过前面的学习我们已经了解了NaNO2的基本性质,下面分(4人一组)小组交流讨论设计鉴别NaNO2与NaCl的实验方案。

[ppt6]图表表示法(略)

学生汇报:见表1(注意表述规范)

[教师]大家设计的实验方案是否切实可行呢?下面就让我们一起根据已有的试剂亲自动手实验让事实来说明。

[ppt7]实验探究注意事项(略)

[教师]强调注意事项

学生分组实验(约15 min)

[设计意图]充分发挥学生的主观能动性,运用已有知识设计实验方案。在学生交流完实验方案后,没有马上对各种实验方案是否可行进行评价,而是让学生带着跃跃欲试的心情进行实验,并亲自动手完成实验。让学生亲自体验实验过程,无论是成功还是失败对学生来说都是一种收获,使他们获得相关化学实验的基础知识和基本技能,学习了实验研究的方法,训练学生设计实验方案并动手操作实验的技能。也培养了相互合作的能力。在实验中学生获得了相关感性认识后再对各种实验方案进行评价,这样评价过程中学生获得的体会更加深刻。

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学生分组汇报实验结果,教师进行评价。

[教师]大家觉得这些方案都可行吗?在实验中有没有发现新的问题?

[问题1]方案3中我们组在其中一试管中观察到溶液呈浅蓝色;放置一会后,试管内液面上方有红棕色气体产生,这浅蓝色溶液可能是什么?

[教师]方案3中浅蓝色溶液是怎么产生的呢?它的存在需要什么条件?

[学生]红棕色气体应该是NO2,所以,这浅蓝色溶液可能是氮的氧化物。

[教师]大家可以从化合价推测一下可能是氮的什么化合物?(提示N的常见氧化物)

[学生]应该是三氧化氮(N2O3),我在资料上看到过N2O3是蓝色的。

[教师]很好!这的确是液面下生成的亚硝酸(HNO2)不稳定,分解成蓝色的三氧化二氮(N2O3),而液面上的N2O3会分解生成红棕色气体NO2。那么我们可以设计实验来证明我们的猜测吗?已知N2O3也具有不稳定性。

[学生]给浅蓝色溶液加热。

[学生演示实验]浅蓝色溶液变无色,试管上方红棕色加深。N2O3=NO+NO2

[问题2]方案4中我们组发现两组试管紫色都褪去,只是一组褪色快一组慢点。这是为什么?方案4中酸性KMnO4溶液与氯化钠也可以发生反应:10Cl-+2MnO4-+16H+=5Cl2+2Mn2++8H2O 所以,两组溶液都可以褪色。但有些组没有此现象出现,说明该反应跟酸性KMnO4溶液浓度也有关系,该方案可行但不好。

[问题3]方案6中我们组发现两组试管都出现了白色沉淀,但是再滴加稀硝酸后发现其中一组沉淀溶解,我们在书上查到AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2应该原溶液是亚硝酸钠。

[设计意图]通过交流评价这些实验方案,哪些方案可行?哪些方案在实际实验过程中没有出现预期想象?没有出现预期想象的原因在那里?比如加酸性KMnO4溶液鉴别的实验方案中有两组同学发现两组溶液中KMnO4溶液紫色都褪去,原来,5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O,NaCl中的Cl-离子在浓度较大时也可以将MnO4-还原。这样不但使学生复习和巩固了已有知识,还培养了学生创新的思维能力和实事求是的科学态度。对于在加稀硫酸利用HNO2的不稳定性进行鉴别时,溶液中出现了超出预期的实验现象,对学生进行引导、分析、推测其可能中间产物为N2O3, 不仅培养了学生严肃认真的科学态度、实事求是的科学精神,同时提高了学生分析问题、解决问题的能力。然后再从试剂易得、现象明显、操作简便、操作安全、环境友好等几方面对以上实验方案进行评价和优化,培养学生评价实验的能力。

5教学反思

5.1课堂内外有机结合,缓解课时紧张

《实验化学》教学时间为36学时,时间有限,而《实验化学》涉及的内容却较多,其中探究性实验的进行更是费时,如何在有效的时间内达成教学目标是每一个化学教师必须面对的挑战。因此,在教学中要依据课程内容标准,课堂内外有机结合,确保学生有效地学习。实验方案中有关的化学方程式如何落实?本人在另外一个平行班教学时对涉及的氧化还原的方程式进行了逐个配平和书写花了较长时间,这样势必没有充足的时间留给学生设计实验方案并动手进行实验操作。本人认为从《实验化学》的《课程标准》要求看,通过本模块的教学,目的是让学生了解化学实验研究的一般过程,初步形成运用化学实验解决问题的能力。亚硝酸钠的有关性质只是知识载体,更重要的是通过对它们的鉴别让学生了解物质鉴别的一般原理和步骤。所以在这里,教学重点是实验方案的设计、评价和学生的动手实践。而涉及的化学方程式的书写则以课后作业提纲的方式让学生去完成。

5.2积极利用实验评价,培养学生创新精神

实验方案的设计、实验过程中的现象和结论,老师在课前可以做到基本预测,但课堂上还是常常会出现一些新的情况,所以,这就要求教师具有更强的课堂驾驶能力去调控课堂。化学实验也往往因为外界条件的不同出现不同的现象,而实验中出现的异常现象是我们课堂中生成的很好的教学资源。这样既能培养了学生实事求是,严谨细致的科学态度,同时也激发了学生的批判精神,培养了学生的应变和创新能力。

5.3从环保的角度,改进与完善实验

化学实验与环境保护密切相关,教师要充分利用教材,改进有毒、有害实验,比如:通过实验装置的改进,把敞开式装置改为封闭式,实验仪器生活化、微型化,实验药品微量化等,尽可能减少污染。如对有氮的氧化物产生的试管口可准备好浸过碱液的棉花塞子。试想如果按照课本中的实验装置进行操作。全班至少二十多组同时实验,小小的实验室里氮的氧化物污染可想而知。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]王祖浩,王程杰.高中化学教学参考书・实验化学(选修)[M].南京:江苏教育出版社,2008.

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