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刊名: 教师教育研究
主办: 北京师范大学;华东师范大学;高等学校教资培训交流北京中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-5905
CN: 11-5147/G4
邮发代号:2-418

历史沿革:
曾用刊名:高等师范教育研究
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1989

过氧化钠与二碳反应的探究性实验设计

【作者】 蒋 磊

【机构】 六盘水市第一实验中学

【摘要】
【关键词】
【正文】摘   要:在高中化学新课程标准要求下,学生掌握化学知识技能具有十分重要的地位。本文通过对高中新课改后化学《必修一》过氧化钠与二碳反应实验,在实验教学中进行探究性实验设计,使二氧碳(CO2)不能燃烧也不支持燃烧,通过实验探究学习;就让很多不可能的事情变成现实。实现二氧碳(CO2)点火这一不可能的梦想;化学实验的设置情况、特色,分析相关的化学实验教学,探讨新课改化学教学方法,是有效实施化学实验教学的策略。
  关键词:新课改、创新、灵魂、化学探究实验设计、过氧化钠、二氧碳点火、改进教学实验
  一、化学实验探究的重要性
  化学实验教学的现状是:教师讲实验,学生“照方抓药”做实验。最后得出与书本一致的结论,学生的大脑只是一个容器。在高中化学新课程下,化学实验及科学探究既是十分重要的教学内容,也是新课程倡导的教学方式和学习方式。化学实验探究,不仅在于探究化实验的设计,还在于采用探究式实验教学模式,在改进教学实验方面进行教学探究。这意味着教师在教学时要尽可能设计探究实验来开展教学,这更有利于发挥化学实验的功能,培养学生的科学探究能力,促进学生科学素养主动、全面的发展。
  二、化学实验探究的知识背景
  其他参考书上介绍过氧化钠:(1)过氧化钠中钠为+1价,氧元素为-1价;(2)物理性质:淡黄色固体(粉末);(3)化学性质:过氧化钠不是碱性氧化物,但也可与水、二氧化碳,酸反应,反应过程中均有氧气放出,化学方程式分别为:
        2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
  2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
  2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
  在人民教育出版社化学必修《1》课本第三章第二节钠的重要化合物上只是介绍过氧化钠还能与二氧碳反应生成碳酸钠(Na2CO3)和氧气(O2)化学方程式为:
        2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
  但此方程式对天真活泼青年学生的学习和记忆而言实在是乏味,而且对学生进一步学习Na2CO3的物理性质帮助也不大。
  三、探究思想
  初中书中学过二氧碳(CO2)的实验室制取方法:用稀盐酸与大理石反应制取方程式为:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2;制取的二氧碳(CO2)性质可知它不能燃烧也不支持燃烧;在教学中应引导学生怎样让二氧碳(CO2)与过氧化钠(Na2O2)反应?让学生去想;接着教师引导学生怎样用二氧碳(CO2)点燃火,顿时学生会大吃一惊,同时极大地激发学生的学习性趣。过去许多教师教学方法:取一团棉花包住0.2gNa2O2然后用导气管对住已包好的0.2gNa2O2使尽吹气,待二氧碳(CO2)与过氧化钠充分反时温度达到着火点时棉花就立即燃起来了。这个实在是很有创意,但这种实验的成功率却很低,对于教学实验者来说有以下几个弊端:
  1、由于个人的肺活量大小不一(尤其女教师更是困难),而且吹气也很费力,实验的成功率很低。
  2、由于人吹气时气体中含有大量水蒸气和二氧碳(CO2),不能证明是水蒸气和过氧化钠反应放出的热量点燃棉花呢?还是二氧碳(CO2)和过氧化钠反应放出的热量点燃棉花?从而使学生产生怀疑,为真理的诞生播下希望的种子;但我们能在上述反应中看到棉花有时燃烧能成功,过氧化钠由淡黄色转变成白色粉末碳酸钠(Na2CO3);但实验的成功率却很低。
  四、过氧化钠与二碳反应实验设计
  为此本文就过氧化钠与二氧碳反应生成碳酸钠和氧气实验探究进行设计和改进;关键步骤和示意图如下:
  1、先将脱脂棉花在烘干机中烘干是实验成功的关键,然后取一小团棉花摊平并用小勺将为0.3克Na2O2包好待用。
  2、在一只小试管(10mm×15mm)中加入一些大理石,然后准备一根燃着的小木条或火柴,在再试管中滴加1mol/L的HCl.待产生大量气体时将燃着的小木条深入试管口观察现象。燃着的小木立即息灭,并证明产生的是二氧碳(CO2)。
  3、马上用镊子把包好Na2O2的棉花夹住放在上述(大理石和滴加1mol/L的HCl)试小管口(10×15)上观察现象。随着大理石和滴加1mol/LHCl反应进行;产生的二氧碳(CO2)延试管壁上升与Na2O2反应的进行,棉花便开始燃烧,实现用二氧碳(CO2)把棉花点然梦想;且实验成功率很高能达到家90%以上。
  4、把反应燃烧后的棉花放在准备好的石棉网上,用镊子掀开便可看到碳酸钠(Na2CO3)的卢山真面目,为下步学习碳酸钠(Na2CO3)奠定了实践基础。同时也认识了Na2O2由淡黄色粉末状固体与二氧碳(CO2)反应后变成了现在的白色的Na2CO3粉末。
  5、同时也知道了过氧化钠(Na2O2)与二氧碳(CO2)反应生成碳酸钠和氧气是一个放热反应,为今后化学反应及其能量变化的学习奠定很好的实践基础。
  6、再次为学生今后进行探究性学习,和对书本中的实验进再探究和改进,起到一个抛砖引玉的作用。
  五、新课程的化学实验教学存在问题探析与共勉
  新课改和国家普实验收后,高中化学新课程将化学实验的地位提升到一个新的台阶,对化学实验教学的要求很高。这种改革对于教师和学生来说,都是全新的尝试。目前中学教师对于新课程标准的化学实验教学的设计有诸多意见,反映存在着很多的问题,主要如下:
  1、中学教学资源,实验设备严重不足。
  2、中学学生人数太多,教师少,课时少,教师难以指导学生开展探究活动。
  3、新课程提倡利用社区学习资源的教学,要求学校、教师、学生与社会紧密联系,教学与生产、生活实际挂钩,开展研究性学习和科学探究活动,客观上难以开展。
  尽管新课程改革后对于化学实验教学的实施来讲,困难重重。但是只要教师肯钻研教材。及时更新自己的教学理念,将教学目标提升到培养学生科学素养的高度上来,在有限的教学资源中,开拓进取,顺应新课改所倡导的精神,将实验教学的方式革新,使新课程的化学实验教学道路越走越宽;诸如二氧碳(CO2)不能燃烧也不支持燃烧,我们通过实验探究学习,就让很多不可能的事情变成现实,通过化学实验教学让学生更深刻的掌握化学知识,让化学更好的为人民服务。