钠与硫酸铜溶液反应的实验设计

钠与硫酸铜溶液反应的实验设计 在钠的性质教学中增加钠与硫酸铜溶液反应的演示实验,有利于学生巩固对钠的性质的认识。同时,使学生对初中学习化学的金属活动顺序有一个更全面、更科学的认识。然而,演示时将钠直接投入硫酸铜溶液中,由于钠与水的反应比较剧烈,产生大量的热使得刚生成的氢氧化铜分解成氧化铜。黑色氧化铜的生成既不利于观察蓝色絮状氢氧化铜沉淀,也不利于排除生成铜单质的可能。若在试管中完成该实验,产生的热量还会引发氢气的燃烧,造成安全隐患。下面介绍笔者经过大量尝试得出的钠与硫酸铜溶液反应的安全实验方法,供大家参考。1实验用品钠,2%硫酸铜溶液,煤油,试管,胶头滴管,镊子,小刀,滤纸,玻璃片。2实验步骤a.在盛硫酸铜溶液的试管中,加入煤油。b.再把黄豆大小的钠粒放入盛有硫酸铜溶液和煤油的试管中(图2)。3实验原理由于金属钠的密度介于煤油和硫酸铜溶液之间。因此,金属钠在煤油和硫酸铜溶液界面处与硫酸铜溶液中的水剧烈反应,生成的氢气把金属钠推回煤油中,钠与水的反应被暂时终止。随后,金属钠在重力的作用下又再次与硫酸铜溶液接触并剧烈反应。这样,金属钠在煤油中上下浮动,反应忽起忽停,缓和了反应. 例名称 钠与硫酸铜溶液反应的探究 及实施时间 2009-10 一、提出探究问题: 钠与硫酸铜溶液反应的产物 二、学生猜想假设: 1、钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和铜。 理由:金属活动顺序中，钠位于铜的前面，钠置换出铜。 案例中的精彩片段 2、钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化钠和氢气。 理由:钠和硫酸铜溶液中的水反应生成了氢氧化钠和氢气。 3、 钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜和氢气。 理由:钠先和硫酸铜溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气，铜离子再与氢氧 化钠反应生成氢氧化铜。 三、实验过程: 1、在烧杯内倒入适量的硫酸铜溶液。 2、用小刀切一块已吸干煤油的钠块，把钠块放在溶液中，观察现象。 四、从刚才的反应中，你都看到了那些现象, (学生交流活动) 五、让学生归纳反应原理: 2Na + 2HO = 2NaOH + H 22 CuSO+ 2NaOH = Cu(OH)+ NaSO 4 2 24 开放性实验探究:金属钠与稀硫酸铜溶液反应产物探究 1引入问题 通过《碱金属元素》的学习以及教师课堂演示实验，学生掌握了钠的物理性质及化学性质，了解钠与水反应的实验现象及反应产物。在此基础上，教师引导学生思考，活泼性质非常强的钠与硫酸铜溶液作用时，会得到什么产物?部分同学根据钠的金属活动性比铜强的知识，毫不犹豫地任务钠能置换出硫酸铜中的铜;也有部分同学会产生疑问:钠是先给水反应，还是先把铜置换出来呢?这时，通过教师引导，就形成了很好的探究“焦点”。 .2猜想与假设 教师可组织学生分小组展开讨论并对问题提出自己的假设。全班同学的猜想和假设主要为两大类。一是钠先置换出硫酸铜中的铜，生成产物问单质铜的红色沉淀和硫酸钠溶液;二是钠先与水反应，生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠在和硫酸铜反应，生成蓝色的氢氧化铜沉淀。 3提出实验 因为探究课题的开放性强，学生各个小组提出的实验方案五花八门。总结起来，主要部分基本相同:取绿豆大小的一块金属钠，用滤纸洗干煤油后，加入一大试管中，用分液漏斗向大试管中加入硫酸铜溶液。其中有的实验小组，为了验证实验中有氢气产生，还添加了其他实验装备。有代性的两类为:一是用导管将气体导入灼热的氧化铜试管中。二是在分液漏斗的顶端套一气球。 4实验探究，实验现象 通过分组实验，同学们主要得到了如下几种实现象。 项目 人数 猜想与假设 预测实验现象 实验现象 9组(32人) 生成氢氧化铜 产生蓝色絮状沉淀，并有氢气放出 产生蓝色絮状沉淀，并有氢气放出。 4组(16人) 生成氢氧化铜 产生蓝色絮状沉淀，并有氢气放出 产生蓝色絮状沉淀，沉淀中夹杂黑色固体，并有氢气放出。 3组(12人) 置换出铜 生成红色的氧化铜沉淀 产生蓝色絮状沉淀。 .5解释交流 当学生完成了实验探究之后，互相协作交流，最后得出结论。金属钠与硫酸铜溶液反应，首先是金属钠与硫酸铜溶液中的水反应，生成氢氧化钠，放出氢气，然后氢氧化钠在和硫酸铜反应，生成兰色的氢氧化铜沉淀。部分实验蓝色的氢氧化铜沉淀有黑色的固体物质为氧化铜。学生交流讨论后，认为，金属与水反应是剧烈的放热反应，放出的热量可使部分氢氧化铜分解产生黑色的氧化固体。那么为什么钠会先和水反应呢?对于这个问题，有2个学生在实验提出由于硫酸铜溶液中水分子的密度比铜离子大，此时相当于生成了水合硫酸铜，铜离子被水分子包围，因此钠先与水接触反应。 6教师评价 通过探究性实验，绝大部分学生掌握了实验的过程及现象，对产生现象的原理能提出合理的结实。通过批阅学生实验报告发现，同组成员论记录一栏大部分学生未填写，说明学生合作讨论意识还比较薄弱和不善于记录学生在自我评价部分写道:“说实话，我比较喜欢实验，更喜欢从实验中发现特情况去研究，当然，做实验自己的切记要细心，实验很多东西是无法挽回，象这引起的损失是不必要的”;“只要实验操作规范，有一定的知识基础，就能培养一个人的实验兴趣，找出实验方法”;“这次实验不仅锻炼我们的动手能力，而且能让我们自己通过实验来得出结论，能提高我们的兴趣实验操作比较强，知识基础比较好，对实验很有兴趣，实验方法还要进一步提高，希望可以有更多做实验的机会”;“我认为实验中，我们体现的动手能力差，而且从实验结果看，我的思维能力还不够周全，基础不够扎实;通过这次实验，不仅让我们增长了课外知识，还让我体验到对客观事实要严谨对待”，等等。学生的自我评价表明，所有学生都表示实验兴趣浓厚，建议以后多提供机会。大部分学生认为自己的知识基础较好，学生普遍对自己的实验操作及实验方法评较教低。同组成员评价部分，学生打分大多是“很好或较好”，没有层次性，彼此间评价较高，跟自我评价部分相矛盾。因此，学生对相互评价还没有建立正确的态度，评价失真。