苏教版高一年级上铜与浓稀硝酸的反应实验教学设计

★★★★★苏教版高一年级上《铜与浓稀硝酸的反应》实验教学设计王建民（临安市昌化中学浙江临安311321）Tel：131******** E-mail：**************【教材分析】本课时内容“硝酸的性质—铜与浓稀硝酸的反应”是苏教版化学1(必修)“专题 4硫、氮和可持续发展”中“第二单元生产生活中的含氮化合物”的第三部分内容。

在这一专题里教材安排了较多的实验，《新课程化学科教学指导意见》指出，对本专题的学习应该采取实验探究的方法，使学生①理解教材实验设计的原理；②学会通过实验现象的分析去认识物质的性质；③体验实验探究的过程和乐趣。

【学情分析】“硝酸的性质—铜与浓稀硝酸的反应”是苏教版化学1最后一专题的最后一块内容。

到本专题止，教材已基本完善了高中必修阶段无机物的知识体系。

学生对化学实验的基本操作已有了一定的了解，并且具备了一定的实验设计能力，他们在心理上有很强的动手欲望，渴望自己设计实验，渴望自己的一些想法付诸实施。

因此，本节课通过铜与浓稀硝酸反应的实验设计，让学生在开放与和谐的氛围中开拓思维，体验实践与创新的乐趣。

【教学目标】1.提高学生设计实验、分析实验、操作实验的能力。

2.培养学生实事求是的科学世界观和严谨求实的学习态度。

3.培养学生之间团结合作的精神。

【重点难点】铜与稀硝酸反应的实验设计与实验评价。

【设计思路】本节课安排的内容是：铜与浓稀硝酸的反应，重点是铜与稀硝酸反应的实验装置的改进，将学生分为多组，设计出多种改进方案，并进行方案的可行性分析，再通过实验的最终验证来突破难点，完成教学目标。

【教学模式】创设情景——提出疑问——设计实验方案——分析、点评各方案——实验演示——随堂练习【课前准备】1.教师的准备本节课是有关教材实验的改进与新设计，考虑到学生思维的开放性,课前备课时已花了大量时间“备学生”。

2.学生的准备为了让学生有个好的心理准备，以及课堂时间的限制，在前一节课就要求学生做好本节课的预习工作，并提出一个思考问题：教材中铜与浓稀硝酸反应的实验装置有何优点和不足之处。

3.教学用具的准备考虑到本节课实验仪器与实验药品的不确定性，因此在化学实验室里进行授课。

【教学过程】一、问题情景的创设在上节课要求同学们课后预习教材中“硝酸的性质”这部分内容，还留了一个思考题：你认为教材中铜与浓稀硝酸反应的实验装置有何优点和不足之处。

由于课前让学生带着问题去预习，所以化学课代表很快便带头发言：我认为教材将Cu 与浓稀HNO 3的反应放在同一个实验装置中进行，既节约了药品又节省了时间，这是优点。

至于不足之处，我认为由这个实验装置得出Cu 与稀HNO 3反应生成的气体是NO 的结论缺乏说服力。

因为教材是利用同一个实验装置进行Cu 与浓稀HNO 3的反应，即按实验1先做Cu 与浓HNO 3的反应，现象十分明显，产生大量NO 2气体的同时，又排尽了装置中的空气，为后面Cu 与稀HNO 3的反应创造了无氧的环境。

接着，从分液漏斗往试管中注入H 2O ，目的是稀释浓硝酸，让剩余的Cu 与稀释后的硝酸（即稀硝酸）反应，再通过排水法收集气体。

问题就出在这里：最后通过排水法收集到的NO 气体是怎么来的呢？有两种可能性：①先前Cu 与浓HNO 3反应后装置中排不尽的NO 2气体与所加的H 2O 反应生成了NO ，即3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO ；②Cu 与加H 2O 稀释后的硝酸反应生成了NO 。

附：苏教版化学1第100页，铜与浓稀硝酸反应的实验装置及其操作过程。

观察下列有关硝酸性质的实验，将实验现象和分析所得结论填入表4-5[实验1]如图4-16所示，将铜片置于具支试管的底部，通过分液漏斗加入2ml 的浓硝酸，用排水集气法收集产生的气体，观察实验现象。

[实验2]在上述装置中，从分液漏斗向试管内加5mlH 2O 稀释HNO 3，继续收集产生的气体，观察实验现象。

点评：课代表对课本的这个实验提出了自己的见解，分析得很全面。

其他学生经过课代表对这个实验装置的详细分析后，对他的见解也都表示赞同。

这NO 气体到底是怎么来的呢？装置该怎样改进，才能证明NO 气体是铜与稀硝酸反应产生的呢？二、提出改进思路铜与浓硝酸的反应，利用教材中的实验装置，可以得到非常理想的实验效果，关键是铜与稀硝酸的反应。

课堂上经过学生们的认真思考和积极讨论，最终形成了两种改进思路：(1)还用教材中的实验装置，在做完铜与浓硝酸的反应后，立即排除装置中残留的NO 2气体，再加水稀释浓硝酸，做铜与稀硝酸反应的实验。

(2)不用教材中的实验装置，在做完铜与浓硝酸的反应后，重新设计一套装置，做铜与稀硝酸反应的实验。

三、分组讨论，设计方案此过程将全班50个学生分为6个讨论小组，由他们任选其中的某一思路进图4-16① ②图4行设计。

其中只有两个小组是按照第一种思路进行设计的，我将他们编为第一组和第二组，按照第二种思路设计的，就依次编为第3～6组。

四、进行各种方案的可行性分析按照组号顺序，由各个组的学生代表在黑板上绘出本组的实验装置图，并对本实验组的实验操作步骤作简要的说明。

第一组 装置如图1操作要点：取一颈部较长的分液漏斗，将漏斗下端浸于液面以下，避免稀释硝酸时，所加的H 2O 与装置上部空间残留的NO 2接触。

点评：该组学生对教材中的装置只作了小部分的改动，避免了稀释HNO 3时所加的H 2O 与装置上部空间的NO 2反应。

但是即使Cu 与稀释后的HNO 3反应产生了无色气体，其中也会夹带着装置中仍然存在的NO 2气体，一起经排水法而被收集。

这收集的NO 是Cu 与稀HNO 3反应产生的？还是其中混有的NO 2经排水法收集时产生的？就说不清楚了。

第二组 装置如图2操作要点：为了排除铜与浓硝酸反应后装置中残留的NO 2气体。

加H 2O 稀释前，先在装置的左边接一制N 2的装置，让产生的N 2排尽装置中的NO 2，使铜与稀硝酸在N 2的氛围中反应。

点评：由于Cu 与浓HNO 3反应产生的NO 2气体影响了后面Cu 与稀HNO 3的反应，该组学生用N 2排除装置中的NO 2，考虑得很好，但是实际操作起来，可能会比较烦琐。

第三组 装置如图3操作要点：既然是铜与浓硝酸的反应，使得装置中引入了影响后续实验的NO 2气体。

那么我们这组可以再组合一套这样的装置，做铜与稀硝酸的反应。

点评：这组学生按照第二种思路进行设计，很好地解决了装置中残留NO 2气体的问题。

但同时却又引入了一个新的问题，那就是装置中有空气，Cu 与稀HNO 3反应产生的无色气体就不易被观察到。

第四组 装置如图4操作要点：往U 型管中加入适量的稀硝酸，用胶塞塞好管口，将U 型管朝左倾斜,使左侧管中的空气全部排图2稀HNO 3Cu 片排水法收集图1图3到右侧,这时铜丝与稀硝酸在隔绝空气的条件下反应 (如图4①)，可清晰的观察到有无色的气体产生。

待左侧产生适量的NO 气体后,用胶塞将右侧管封闭，朝右倾斜U 型管，使左侧管的NO 与右侧管的空气混合(如图4②)，此时可观察到有红棕色的气体产生。

点评：这组学生的设计很巧妙。

既能观察到Cu 与稀HNO 3反应产生的无色气体，摇动U 型管，又能清楚地观察到无色气体遇空气变红的过程。

装置简单且不会污染环境。

第五组 装置如图5操作要点：在医用注射器的小针筒中事先放入少量的铜片，慢慢地吸入适量的稀HNO 3(如图5①)，用橡胶塞封住针筒，使铜片与稀硝酸在无氧的环境下反应(如图5②)。

待观察到有明显的无色气体产生后(如图5③)，拔去橡胶塞，向外拉动活塞吸入少量的空气，这时可观察到无色的气体变成了红棕色。

点评：第五组学生与第四组学生考虑的重点都是设法使Cu 与稀HNO 3在无氧的条件下反应。

这组学生设计上的优点还在于所用的装置材料来源于生活，操作方便，所消耗的药品也少，完全达到了微型实验的要求。

第六组 装置如图6操作要点：在反应容器中装满稀HNO 3，用带有长颈漏斗的橡胶塞塞住反应容器，使Cu 与稀HNO 3在隔绝空气的条件下反应。

待反应容器中产生适量的无色气体后，从导管口接一注射器，打开活塞，慢慢地注入少量的空气，可观察到无色的气体变成了红棕色。

点评：这组学生与四五两组学生的设计思路一样，预计可以取得较理想的实验效果。

但与前两组相比设计上唯一不足的是可能要浪费掉很多的药品。

五、完善方案，实验验证通过师生的共同讨论，大家一致认为第四组和第五组同学设计的方案比较好。

6个讨论小组按照这两个小组的方案进行实验验证，最终均取得了较理想的实验效果，证明了无色的NO 气体是Cu 与稀HNO 3反应制得的实验事实。

六、随堂练习下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图，请回答下列问题：图6HNO 3① Cu 片②处③处NO图5(1)实验装置①中能否证明铜与稀硝酸反应生成的是NO 气体______________（填“能”或“不能”），简述理由________________________________________。

(2)若用实验装置②进行实验，以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO 。

首先在烧杯中加入一定体积的稀硝酸，打开止水夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的空气，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到充满整个干燥管，停止抽拉注射器，关闭止水夹，观察到干燥管内的现象是________________。

反应停止后，打开止水夹，用注射器抽取干燥管内的气体（事先已将注射器内原有的空气推出），关闭止水夹后取下注射器，并抽取一定量的空气，观察到的现象是_________ ______。

七、课后作业今天的课大家通过对不同实验方案的设计与评价，体会到了学习的乐趣。

由于时间关系，肯定还有其它更好的设计方案，请同学们课后多多思考。

【教学反思】1.课本是最基本的课程资源从课程资源的视角来看,课堂教学应该为学生提供丰富而有价值的课程资源。

因此教师首先要“备教材”，所谓“备教材”就是教师对教材进行再度开发，并留出一定的空间，让学生自己在原始性的资源背景中寻找有价值的主题。

本课例创造性地使用教材，让学生自己对教材中铜与浓稀硝酸反应的实验装置进行评价，使单调的化学实验操作教学变得富有启发性和探究性，体现出了教材应有的价值。

2.学生是最重要的课程资源以“师生互动”为主题的探究性教学，需要教师积极地引导、促进和唤醒学生的主动性。

学生的主动性好比是一块等待开发的“富矿”，开发了这种“富矿”学生的各种能力就能得到培养，学生的素质就能得到发展。

实验表明大量的课程资源便是在这种开发过程中产生的，这种课程资源在教师备课时往往无法预料和估计，它具有瞬时性和不可预料性。

因此要求教师课前备课时要“重新读书”，只有教师在“重新读书”时，才会感受到改变以往以“个人经验”为主的教学模式的必要性，进而才会促进教师自身素质的发展。