“铝跟氢氧化钠溶液反应的实验”探究 - 东莞中学教育科学研究网站.docVIP

“铝跟氢氧化钠溶液反应的实验”探究 广东省东莞市东莞中学 饶小梅 电话铝跟氢氧化钠溶液的反应是说明铝作为一种金属但具有非金属性的有力证据。现教材（化学?必修1?人民教育出版社?2004.5）为了说明铝的非金属性，设计了该实验，但在实际操作中成功率不高。为了提高该实验的效果，达到教学的目的，我在教学时将铝跟氢氧化钠溶液的反应的实验改为科学探究。这不仅是在学习方法上的改进，而且是引导学生不断将实验装置进行改进，使实验效果进一步提高。在实施科学探究的同时，学生的学习兴趣、分析和解决问题的能力、创新能力、绘图能力都得到了培养。 一、现教材中“铝跟氢氧化钠溶液的反应”的实验内容介绍 很多金属能与酸起反应，但大多数金属却不能与碱起反应，铝遇到碱时能不能发生反应呢？ 实验：在1支试管里加入10 mL浓NaOH溶液，再放入一小段铝片，观察实验现象。过一段时间后，用点燃的木条分别放在试管口，有什么现象发生？ 反应的化学方程式：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ 二、“铝跟氢氧化钠溶液反应的实验”科学探究 对“铝跟氢氧化钠溶液的反应”的问题探究中，首先应考虑的问题是：铝能不能跟氢氧化钠溶液的反应？设计一套简易实验装置验证。 我们首先根据Al元素在周期表中所处的特殊位置，推测其具有的特殊性质。据分析可得：铝处于典型金属元素向非金属元素的过渡位置，其性质应既体现金属性，又体现非金属性。这说明铝可以跟氢氧化钠溶液反应的。在实验室可用试管进行该反应：在试管中先放入适量的氢氧化钠溶液，考虑到为了使产生的现象明显一些，应使用较浓的氢氧化钠溶液。然后往试管中加入铝片，有明显气泡冒出，证明铝能跟氢氧化钠溶液反应，为了进一步验证产生的气泡，用点燃的木条放在试管口，观察有什么现象发生？整套装置就是现教材“铝跟氢氧化钠溶液的反应”装置（如图1）。再考虑与活泼金属镁进行对比，可以多增加一个对照实验。 在具体的实验操作中，遇到了下面这个问题：用点燃的木条放在铝跟氢氧化钠溶液反应的试管口，不能点燃里面产生的气体。是气体本身不能燃烧，还是实验效果不好？我们经过反复实验，终于找到问题所在：一是试管开口太大，难以集中气体燃烧，二是氢氧化钠溶液浓度不够，产生气体太少。我们在图1装置的基础上进行改进。 我们在试管口塞上带尖嘴导气管的胶塞，这样能集中气体进行燃烧。接着试着加大氢氧化钠溶液的浓度。首先用10%的氢氧化钠溶液，不能点燃气体；改用20%、30%、40%的氢氧化钠溶液，甚至是饱和的氢氧化钠溶液（浓度约50%），依然不能点燃气体。后来在饱和的氢氧化钠溶液中再加入几片氢氧化钠固体，即过饱和氢氧化钠溶液，这样产生的气体量相当大，马上能点燃气体，火焰呈淡蓝色，用干冷小烧杯罩在火焰上方，片刻烧杯内壁有水珠生成，证明该气体是氢气，实验效果不错。整套装置如图2。 在图2的基础上作进一步的改进，使实验效果好而且安全。在试管口换上带弯的导气管的胶塞，导气管再连接一条带尖嘴的导气管。将铝跟氢氧化钠溶液反应产生的气体导入到蒸发皿的肥皂水中，吹出许多氢气泡，再用燃着的火柴去点燃，可发出爆鸣声。这一实验所用时间短且很安全。装置如图3。 演示该实验时要注意：加热一会后再将导管插入肥皂水中，过早插入吹起的是空气泡。肥皂水不宜太稀，否则吹起的氢气泡太小，点燃时难以有较大的响声。 三、“铝跟氢氧化钠溶液的反应” 实验科学探究活动的几点提示 1．要发挥学生进行探究的主动性 化学实验科学探究不是指某一实验如何完成，而是让学生在类似于科学家的探究活动中获得知识与技能，形成科学的态度与价值观。因此，探究活动方案设计中，要注意创造一定的问题情境，培养学生的问题意识，让学生自己发现问题、提出问题，激发学生强烈的求知欲望和学习积极性，引起学生的探究兴趣，尽可能让学生自己对问题的答案做猜测，自己设计方案来检验猜测的合理性，进行主动地探究，以得到结论。 比如，“铝跟氢氧化钠溶液的反应” 实验中，我将演示实验改成学生实验，让学生按照课本的实验要求进行实验，结果没有一个学生做成功这个实验，学生产生了疑问，提出了问题，于是我就让学生就此问题作出假设，然后进行实验设计和实验操作。实验设计时对反应物的状态、浓度、反应条件、仪器的选用、装置的合理性和安全性等方面进行分析论证。 2．在探究活动实施中要发挥教师的指导作用 探究学习活动要求教师与学生保持积极的联系。教师要面向学生，而不仅是面向学科。教师一方面要鼓励学生自由地提出各种假设或预见，另一方面可以用发展性思维和探索性思维的方式来引导和训练学生。 在“铝跟氢氧化钠溶液的反应” 实验科学探究活动中，教师与学生的重要活动包括内容如下表： 学生活动 教师活动 根据Al元素在周期表中所处的特殊位置，推测其具有的特殊性质 引导学