铝与稀酸反应的实验探究，本文主要内容关键词为：，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
为了让探究性学习走进化学课堂，培养学生的科学探究意识，体验科学探究的方法，逐步改变学生的学习方式，我在教高二年级选修课时设计了一节化学课，引导学生对教材中关于“铝与稀硫酸和稀盐酸均可以反应放出氢气”的结论进行验证、质疑并得出合理结论。整个教学过程包括六个环节，即发现问题；明确研究任务；提出假设；验证假设；修正假设并得出最终结论；反思与小结、提出新问题。下面简述这节课的实施过程。
一、实验探究的教学实施
1.发现问题，明确探究任务
我让学生针对“铝与稀硫酸和稀盐酸均可以反应放出氢气”这句话发表意见。所有学生都认为结论是正确的，而且有的学生还通过离子方程式来说明了这段话的正确性。接着我就提示大家是否可以用实验来验证这段话的正确性。于是让学生们用铝片和没有浓度标签的稀硫酸和稀盐酸做分组实验，观察实验现象。实验现象完全出乎学生的预料：铝与稀硫酸、稀盐酸的反应有很大差异，铝片与稀硫酸几乎没有发生反应，不能产生氢气。这时，学生的思维开始活跃起来，一个极富挑战性的问题在老师的诱导下被学生发现了。我及时引导学生明确探究任务：“实验中稀硫酸与铝反应为什么不产生氢气？”
2.提出假设
学生经过小组讨论，对“实验中稀硫酸与铝反应不产生氢气的实验现象”提出了种种假设，例如：“硫酸中的氢离子浓度小于盐酸中的氢离子浓度。”；“若硫酸为1.5mol/L，盐酸为3mol/L，硫酸是二元酸，1.5mol/L的硫酸中，氢离子的浓度可能会小于3mol/L从而导致硫酸与铝反应的速度缓慢。”；“铝表面的致密氧化膜有保护作用。”；“Cl[-]对金属Al与H[+]反应有促进作用。”；“SO[2-][，4]对金属Al与H[+]反应有阻碍作用。”；“Cl[-]对氧化膜与H[+]反应有促进作用。”；“SO[2-][，4]对氧化膜与H[+]反应有阻碍作用。”
3.验证假设
学生针对每一种假设设计实验，验证假设的合理性。例如：
实验一：定量配制硫酸为1.5mol/L，盐酸为3mol/L，再与铝片反应，对比实验现象。
实验二：将硫酸的浓度增大到3mol/L，再和3mol/L盐酸与铝反应的实验进行对比试验。
实验三：用砂纸打磨铝片或先在小烧杯中用氢氧化钠溶液将铝片的氧化膜除去，再分别与1.5mol/L的硫酸和3mol/L的盐酸反应，对比实验现象。
实验四：铝片与下列试剂反应
4.得出结论
学生在实验后经过小组讨论，全班各组交流，他们得出了以下结论：
所加的酸 添加试剂 反应现象
对照1.5mol/L盐酸 无（作对照）
有较多气泡
A 3mol/L盐酸 固体硫酸钠 有较多气泡
B
1.5mol/L硫酸 固体氯酸钠 有较多气泡
C
1.5mol/L硫酸 固体硫酸钠 无明显现象
结论一：根据一、二两个实验可推知：氢离子浓度的大小对放出氢气的速度没有明显影响，也即氢离子浓度在该反应中没有起到决定反应速度的关键作用。
结论二：实验三中，用碱溶液除去铝表面的氧化膜后，两个反应现象相同，说明Cl[-]和SO[2-][，4]对Al与H[+]的反应无显著影响。
结论三：
A组盐酸加入Na[，2]SO[，4]后，反应未受影响，说明SO[2-][，4]对氧化膜与H[+]反应没有阻碍作用。
B组硫酸因加入NaCl，溶液与铝片的反应速率明显增加，说明Cl[-]对氧化膜与H[+]反应有促进作用。
C组硫酸中加入硫酸钠反应未出现明显变化，说明Na[+]对该反应没用明显影响。
总体结论：铝表面的致密氧化膜除了使其在空气中具有耐腐蚀的性能外，在酸中也具有一定的耐腐蚀性能，但与酸中H[+]所处的环境关系很大；某些阴离子（如Cl[-]）能促进H[+]破坏这种致密的氧化膜，使H[+]直接与铝原子接触迅速反应生成氢气。
铝与稀盐酸、稀硫酸反应现象之所以不同，是由于盐酸中的Cl[-]能破坏铝片表面的致密氧化膜，而硫酸中的SO[2-][，4]却没有这种能力。
上述实验探究活动，不仅使学生更深入的理解化学知识，而且在科学实验的探究过程中，体验了严谨的思维和探索的精神，激发了学生继续探究的兴趣。
二、教学体会
通过这节课所进行的探究学习的教学实践，我对在化学教学中实施实验探究有以下体会：
1.遵循螺旋式上升的认知规律，避免“一步到位”式教学
在指导学生提出假设和设计实验验证假设时，一定要与该年龄段学生的认知水平和认知规律相一致。学生解决问题的过程是一个“假设—验证—新的假设—再验证”的过程。这个过程是呈螺旋式上升的，即：初步假设到实验验证，再到进一步假设再到再次验证，直至得出最终结论。学生的认知也是遵循此规律螺旋上升、不断进步的。
2.注重科学探究意识的培养
经调查反映，在多数学生心目中，教材与教师有着绝对的权威，这对培养学生的探究精神是不利的，因此我们要培养学生科学探究的意识，教会学生不迷信教材，敢于挑战“权威”，真正具备“发现问题的意识”、“提出问题的能力”、“科学探究的方法”以及“严谨求实的态度”和“勇于创新的精神”，帮助学生逐步实现从“被动式学习”向“主动式学习”的转变。
3.注重科学探究方法的培养
科学的研究方法是得到正确结论的保障。在进行探究学习时，应让学生体验科学的研究方法。在这个案例中主要是利用了“设定单一变量”的科学研究方法。
首先引导学生分析得出影响实验结果的因素，然后应用“设定单一变量”的科学研究方法，确定自变量和应变量，既而进行实验并分析实验结果，最终得出相应结论。这样学生不仅了解了科学知识，最关键的是接触并亲自尝试了一种最为常见和重要的科学研究方法。当然，科学实验研究的方法还有很多种，我们要让学生在体验科学探究的过程当中，逐步掌握并有意识的运用科学研究的方法，开展探究学习。
总之，在进行探究学习课堂教学设计时，要本着“以学生为主体”的精神，以促进学生的发展为出发点，以培养学生的科学素养为目标，尊重学生的个性，遵循学生的认知规律，造就一批适应社会需要的高素质的人才。
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