立足化学实验培养探究能力

1、立足化学实验，培养探究能力【摘要】通过实验探究发现，氮气、二氧化碳均能支持镁的燃烧， 从而拓展燃烧概念，认识到不能用镁代替磷测定空气中氧气的体积分数。【关键词】实验探究镁带燃烧 氮气二氧化碳一、设计思路以探究性学习为手段培养学牛的探究能力是课程改革的迫切需要，也 是化学学科教学特点的充分体现。通过科学实验探究活动，有利于深化学 科知识，提高操作技能，激发学习兴趣，发展科学素养。在“测定空气中氧气的体积分数”的实验中，不少学生根据“镁能与 氧气反应并生成固体氧化镁”的实验爭实，误认为“可以使用镁带代替红 磷”。另外，一些选拔性试题里还经常出现镁在二氧化碳屮燃烧、镁在氮 气中燃烧等一系列问题，很多

2、学生因为思维定势的干扰，答题情况也很不 理想。综上，笔者设计了 “探究镁带的燃烧”这一校本课程，以帮助学生拓 展燃烧的概念，认识测量氧气含量实验中耗氧物的选择标准，体会化学物 质的特殊性和化学性质的相对性，同时培养学生敢于质疑、大胆探索的科 学品质。本探究活动以发现问题和解决问题为主线，以设计实验和动手操作为 中心，以培养创新精神和实践能力为目标，充分体现了探究的自主性、合 作性、悬念性、生成性和实践性。二、学习目标根据新课程理念和教科书的相关内容，并结合所教学生的接受能力， 确定本活动的学习目标如下：通过镁在氮气、二氧化碳屮的燃烧实验， 拓展燃烧的概念。通过实验探究活动，认识化学实验的重耍性

3、，学习科 学探究的基本方法。培养勇于探索、敢于创新的思维品质；保持学习化 学的兴趣，激发探究的欲望。三、探究过程师演示：镁带在空气中燃烧的实验；学生观察实验现象。师：我们已经知道，镁带能在空气中燃烧生成固体氧化镁。那么，镁 带能否用来测定空气中氧气的体积分数呢？镁带还能否在其他气体中燃 烧呢？今天我们就采用实验的手段，來探究与镁带燃烧有关的一些问题。板书课题：探究镁带的燃烧。1发现问题。师：镁带能否代替红磷，用于测定空气中氧气的体积分数呢？生1:完全可以使用。因为镁带容易燃烧，而且生成物只有固体，没 有生成气体。师：这个同学说得很有道理，英他同学如果没有不同的意见，下面就 利用镁带（化学纯）代

4、替红磷测定空气屮氧气的体积分数。师强调：实验注意事项（如实验前要将止水夹夹紧橡皮管，镁带点燃 后伸入集气瓶内要迅速，橡皮塞要转动一下以便塞紧等）。【分组实验】学生按照图1装置进行实验。主要操作：把30cm长的镁带弯折成适宜的长度后用大头针固定在橡皮塞的反面，然后在酒精灯上 将镁带引燃，立即伸入125ml集气瓶内，同时塞紧橡皮塞；镁带燃烧结束, 等到集气瓶冷却后打开止水夹，观察水吸入集气瓶的情况。教师巡视、参 与、指导，学生汇报实验现象和测定结果。生2：我们观察到镁带在集气瓶内剧烈燃烧，发出强光，冒白烟，产 生白色固体。师板书：2mg+02 2mg()生3：打开止水夹后水进入集气瓶内，水面最终在

5、2/5刻度处。生4：我们小组的实验，倒吸的水最终在3/5刻度处。【小结】每个小组测定的氧气的体积分数都大于1/5。2 提出猜想。师提问：为什么大家使用镁带代替红磷，测量值都大于1/5呢？生1:可能是装置漏气。师反问：我们所冇小组的测定结果都大于1/5,这应该不是实验装置漏气造成的。如果不是实验装置漏气，那可能是什么原因呢？生2：我猜是镁带的质量有问题。师释疑：我们使用的镁带是正规厂家生产的，而一且包装盒上也有产品 检验合格的标志。尤其是，我们刚才做镁带在空气中燃烧的实验时，观察 到的燃烧现象很正常。所以，镁带的质量没冇问题。师启发：集气瓶中是空气，空气中除了氧气，还含有哪些气体？生3：主要是氮

6、气。生4：如果装置气密性好，而进入的水又这么多，那我猜只能是镁与空气中的氮气反应了。师点评并过渡：这位同学的猜想很有道理，那我们如何证明这个猜想 是合理的呢？生5：想办法弄一瓶氮气來，试验镁带能否在氮气屮燃烧。师点评：你真了不起，这个验证方案切实可行。3.实验验证。师：我们的化学实验室里没有现成的氮气，怎么办？如何利用已学的 知识制取少量的氮气呢？生1：我认为，可以利用红磷燃烧耗尽集气瓶内的氧气，剩余的气体 几乎是氮气。师点评：你太有才了，这个办法科学严谨，可以使用。【要求】为了防止磷燃烧污染环境，同时防止集气瓶内的气体受热逸 出，我们打算“先把磷密闭在集气瓶内”，然后引燃磷。【讨论】如何采用

7、简便的方法引燃密闭容器内的磷。教师巡视、参与、 释疑；学生讨论，组长汇报结果。生2：使用白磷，因为白磷着火点低，容易引燃，而且耗氧彻底。生3：可以利用凸透镜聚光，穿透玻璃瓶壁，照射白磷，从而引燃白 磷。生4：在橡皮塞屮插入一根长短合适、能上下移动的玻璃棒；将玻璃 棒烧热后，立即用橡皮塞封闭集气瓶口，再按下玻璃棒即可引燃白磷。师小结并过渡：同学们引燃白磷的方法新颖、巧妙、可行。下面我们 一起來组装实验装置，并用它制取氮气。【分组实验】大部分学生按照图2-a装置进行实验。主要操作：按图 装配好实验用品，然后利用太阳光（或红外灯泡）聚光照射白磷；白磷燃 烧结束，等到集气瓶冷却后，打开止水夹放水。教师

8、巡视、参与、指导、 释疑，学生汇报实验结果。生5：白磷剧烈燃烧，瓶内充满了浓厚的白烟；白烟是五氧化二磷的 固体小颗粒。师板书：4p+502 2p205生6：进入瓶内的水约占集气瓶容积的1/5,剩余4/5的气体几乎都 是氮气。师：下面同学们就用自己制取的氮气，验证镁带能否在氮气里燃烧。【提示】另取一个大小合适的橡皮塞，把30cm长的镁带弯折成适宜 的长度后，用大头针固定在橡皮塞的反面。【分组实验】学生按照图3装置，验证镁带能否在氮气里燃烧。主要 操作：将镁带在酒精灯上引燃后，拔掉集气瓶口上原来的橡皮塞，再迅速 将燃着的镂带伸入集气瓶内（镁带继续燃烧使学住激动不已）。教师巡视、 参与、指导，学生汇

9、报实验现象和实验结果。生7：镁带在氮气里剧烈燃烧，发出白光，产生淡黄色固体。师：淡黄色固体叫氮化镁。师板书:3mg+n2 mg3n24 得出结论。师：从镁带能在氮气中燃烧，你能得出什么结论？生1：测定空气中氧气的体积分数，不能使用镁带。生2：燃烧不一定要有氧气参加；氮气在一定条件下也能支持燃烧。生3：如果镁带失火，不能使用氮气扑灭。生4：在测定空气中氧气的体积分数时，选择耗氧物的标准应该是“可 燃物仅与氧气反应且生成固体物质”。师：同学们的观点非常正确。5.拓展延伸。师：性质活泼的镁带还能在其他气体中燃烧吗？比如二氧化碳气体。 生1：不会燃烧，因为二氧化碳是灭火剂，不能支持物质的燃烧。生2：可

10、能会燃烧，因为氮气通常也不能助燃，而镁带却在其中燃烧 to师：实验是化学的最高法庭，孰是孰非让实验来说话。【演示】教师用堆蝎钳夹持一段镁带在酒精灯上引燃后，迅速伸入集 满二氧化碳的集气瓶内（镁带的继续燃烧再一次使学生惊奇、惊呼）。学 生观察，并汇报实验现象。牛3：镁带在二氧化碳屮继续剧烈燃烧，发出白光。生4：集气瓶的内壁上有白色固体和黑色固体。师：白色固体是氧化镁，黑色固体是炭粒。板书：2mg+c02 2mgo+c师：由这个实验，你能得出哪些结论？生5： 定条件下，二氧化碳也会支持物质的燃烧。生6：镁带厂失火，不能使用二氧化碳灭火。生7：再一次说明，燃烧不一定要有氧气参加。师小结：镁带不仅可以在空气中剧烈燃烧，还可以在氮气、二氧化碳中燃烧；其实，任何剧烈的发光、放热的化学反应都属于燃烧。师板书：剧烈的发光、放热的化学反应都属于燃烧。6 反思与评价。教师对学生在本次探究活动屮的出色表现和探究成果给了高度评价；