2023-09-16 11:19
铁有两种化合价+2、+3，在发生置换反应后，铁经常用+2价，而不能用+3价，同时如果溶液中有Fe3+时一般会呈现淡黄色，而有Fe2+时常会呈现浅绿色。
单质铁与稀盐酸、稀硫酸或CuSO4溶液反应生成的都是+2价铁的化合物，简称“亚铁盐”，而不是+3价的铁盐。我们可记住下面的规律：单质铁参加的置换反应生成的是“亚铁盐”。
（2012年盐城中考）某化学实验小组实验结束时，将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，为回收金属和盐，同学们设计了如下实验方案：
请回答：
（1）滤液A和滤液B含有相同的溶质，其名称是__________；固体B的化学式为__________________________。
（2）写出步骤①其中一个反应的化学方程式____________________；步骤④发生反应的化学方程式为____________________。
（3）要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是_______________________。
（4）若实验过程中的物质损失可以忽略，要计算该废液中硫酸锌的质量分数，必须称量：废液的质量和_______________。
错解：不能正确理解金属活动顺序表和没有看清楚框图中的条件。
剖析：计算硫酸锌的质量分数的时候，需要的数据不清楚而造成错解。
正解分析：Zn排在Cu和Fe的前面，则Zn与CuSO4反应生成Cu和ZnSO4，Zn与FeSO4反应生成Fe和ZnSO4，则滤液A为ZnSO4；磁铁吸引铁粉，则B为Fe，固体C为Zn和Cu的混合物，加入稀H2SO4，Zn和稀H2SO4反应，Cu不与稀H2SO4反应；步骤④的滤渣中加入的稀硫酸，观察是否有气泡产生，判断稀H2SO4是否过量。
天平平衡后再加入物质探究平衡问题，关键要看天平两边的质量增加情况，这个过程常有气体产生，要考虑加入的固体质量减去气体质量才是增加的质量。
（2013年苏州模拟）一定条件下，在托盘天平的左右两盘上各放一只烧杯，均加入质量分数相同、体积相同的稀盐酸，调整天平呈平衡状态。下列实验操作，最终仍能使天平保持平衡的是（）
A.向左、右两烧杯中分别加入5.6 g Fe和1.8 g Al，两种金属完全溶解
B.向左、右两烧杯中分别加入质量相等的Al、Zn，两种金属完全溶解
C.向左、右两烧杯中分别加入相等质量的Fe、CuO，反应后盐酸有剩余
D.向左、右两烧杯中分别加入相等质量的Mg、Al，反应后两种金属均有剩余
错解：A、B、C
剖析：造成错解的原因主要是因为金属和酸反应产生气体或者金属有剩余被忽略而造成错解。
正解：D
正解分析：选项A中，加入两种金属反应都产生氢气，因为金属完全溶解，用金属Fe和Al分别计算氢气的质量为0.2 g和0.2g，则两边质量增加分别是5.6g-0.2g=5.4g和1.8 g-0.2 g=1.6 g，两边质量增加不相等，天平不平衡。选项B加入两种金属全部溶解，计算氢气应该用金属，相等质量的两种金属产生氢气的质量不相等，所以两边增加的质量不相等，天平不平衡。选项C相同质量的两种物质放入后Fe能产生氢气，而CuO不能产生气体，两边质量不相等，天平不平衡。选项D由题意可知两种金属均有剩余，用相同质量的稀盐酸计算出产生氢气的质量，增加的质量相等，天平两边平衡。
金属和酸反应产生氢气的图像，一方面考虑氢气的最终质量，首先明确计算氢气的质量要用金属还是酸来计算，注意分析题意，用完全反应的物质来计算氢气。另一方面开始反应时能体现反应快慢，也就是通过金属的活动性来判断开始的速度快慢。
相等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量m与反应时间t的关系如图，其中合理的是（）
错解：A、C、D
剖析：不能正确理解金属与酸反应速率的快慢与金属的活动性有关，同时还与金属的相对原子质量有关。不能正确理解曲线与横轴、纵轴之间的关系。
正解：B
正解分析：开始反应时的快慢，锌的金属活动性比较强，开始锌反应快，锌的图像在上面；最后看生成氢气的质量，因为题中用了足量的稀硫酸，计算氢气的质量应该用金属的质量，又因为铁的相对原子质量小，所以产生的氢气多，所以最后锌的图像又在下面，B图像符合。
含杂质物质参加反应进行有关计算时，错误之一：是常把不纯量直接代入化学方程式进行计算。错误之二：是常把杂质的质量分数当成纯度代入化学方程式进行有关计算。
造成错误的原因是：没有真正理解和正确应用质量守恒定律，为此应明确化学方程式中各物质之间的质量关系是纯净物之间的质量关系，是真正的“参加反应的”和“反应生成的”物质之间的质量关系。
（2013年沂水模拟）26g黄铜（Cu-Zn合金）与100g稀硫酸在烧杯中恰好能完全反应，反应测得烧杯中剩余物质的总质量为125.8g。
求：（1）黄铜中铜的质量分数。
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数。（计算结果精确到0.1%）
错解：用26g、100 g、125.8 g三个数量直接代入化学方程式中进行相关计算。
剖析：代入化学方程式中是混合物的质量。正解：氢气的质量为：26g+100g-125.8 g=0.2 g。设锌的质量为x。
Zn+H2SO4ZnSO4+H2
65161 2
x y0.2 g
65：x=2：0.2 g，解得：x=6.5 g
161：y=2：0.2 g，解得：y=16.1 g
黄铜中铜的质量分数为：（26 g-6.5 g）/26 g×100%=75%
反应后所得溶液中溶质的质量分数：16.1 g/（125.8 g-26 g+6.5 g）×100%=15.1%
答：黄铜中铜的质量分数为75%，反应后所得溶液中溶质的质量分数为15.1%。
正解分析：根据质量守恒定律可知，物质减少的质量就是生成氢气的质量，根据化学方程式可以进一步计算出Zn的质量，进而求出黄铜中铜的质量分数；根据氢气的质量，计算出生成物硫酸锌的质量，反应后所得溶液的质量应该是黄铜的质量与稀硫酸的质量减去生成氢气的质量，再减去铜的质量，进一步求出所得溶液中溶质的质量分数。
不能认为只要活泼金属就比不活泼金属易生锈。如Zn、Al比Fe活泼，但Zn、Al不易生锈，其原因是因为其表面有一层致密的氧化膜，阻止空气进一步与金属Al、Zn反应。对于金属资源要做到合理开发，保护金属资源的途径也是多样的，对多种途径了解不透会造成错解。
2009年2月12日，我外交部就法国某公司拍卖我国两件重要文物兔首和鼠首（如图），发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。目前我国正在积极追讨这两件文物。兔首和鼠首均为青铜器（铜、锡合金），表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈（铜锈俗称铜绿）。为了弄清铜绿的组成和铜生成铜绿的条件，某化学实验小组进行了如下探究：
I.探究铜绿的组成
【查阅资料】通过查阅资料知道：铜绿受热易分解。
【设计与实验】
（1）小芳从其他铜器上取下适量的干燥铜绿，按图所示装置进行实验。在实验过程中，观察到：试管口内有水珠出现，说明了铜绿中含有氢、氧元素；澄清石灰水变浑浊，说明了铜绿中含有____元素。
（2）小芳取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴入稀硫酸，充分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有______元素。
【实验结论】铜绿是由铜、氢、氧和碳元素组成的。
II.探究铜生成铜绿的条件
【查阅资料】铜绿的化学式是Cu2（ OH）2CO3，它受热会分解生成三种氧化物。铜绿分解的化学方程式为_____________________。
【猜想与假设】据铜绿的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与氧气及______共同作用而形成的。
【设计与实验】借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小梁设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如图所示（所用铜片洁净、光亮，试管内的“”为铜片）：
实验较长时间后，发现______试管中铜片最先生锈（填试管字母编号）。
【评价与改进】小区认为小梁设计的实验还不够完善，要得出正确的结论，还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是（用图表示亦可）____________。
【拓展与应用】小明发现从不同地点收集到的两个铜器（一个是纯铜做的，一个是青铜做的）中，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀。小明的分析是否全面？请你说明理由。
___________________________________。
错解：按照铁生锈的原理进行思考解题造成错解。
剖析：误以为铜生锈和铁生锈的原理是一样的。
正解：I.（1）碳、氧或C、O（2）铜或Cu
II.【查阅资料】Cu2（OH）2CO32CuO+H2O + CO2
【猜想与假设】水、二氧化碳或H2O、CO2（只写一个不正确）
【设计与实验】D
【评价与改进】把铜片置于装有干燥空气（或氧气和二氧化碳）的试管中，放置对比观察。或如图所示。
【拓展与应用】不全面，因为不同地点空气成分的含量不同，无法比较（或条件不同，无法比较）。
科学制定课堂教学目标
初中阶段的化学课程目标：落实知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标，根本目的是提高学生的科学素养。因此，在新课程实施中，教师要注意贯通三维目标之间的内在逻辑关联：知识与技能是载体，过程与方法是核心，情感态度与价值观是结果。即在教学中以基础知识为出发点，通过学生的学，寻求方法的突破，在学的过程中，追求情感的升华，教师在与学生一起探究知识的同时，形成健康的情感态度与价值观。
例如，化学方程式计算以往的教学：明确化学方程式体现各物质的质量比――引入化学方程式计算――知道化学方程式的计算步骤――规范解题格式――模拟训练――讲评纠错――进行应用。这样的教学设计虽然逻辑清晰，但注重的是知识与技能本身，没有将教学过程与方法做到有机结合，也没有将情感与价值观的培养融入教学之中，不能较好的实现教学目标，不利于综合素质的培养。关注三维目标达成的教学设计：①先激趣视频导入（展示“神舟七号”升空场面）②设计问题：“神舟七号”用长征系列火箭发射燃料是液氢，助燃剂是液氧，请同学们思考火箭点火时发生的化学反应，并写出相应的化学反应式。③尝试解答：现在已知火箭升空需要液氢100Kg，那么需要多少千克的液氧来使液氢完全燃烧？通过创设情景――学生阅读教材或查寻资料尝试解决――暴露问题――教师以学生的问题作为教学起点，展开不同环节的教学――师生归纳解题步骤、归范解题格式――形成应用。这样的教学设计让学生感受到知识的重要性，同时也知道知识来源于生活，只要大家在生活中多观察、多思考，就能感悟到化学学习价值，从而蒙发自主积极学习情感，另一方面关注过程学习，为教师提供关注学生思维进展的平台，使教学进程能满足学生思维发展的需要，不仅有效激发学生参与学习的热情也提高了课堂教学的实效性。
把握教材，理清线索
新课改以来，人们对学生的思维发展水平更加关注，相应地也调整了教学内容和教学设计。教材中教学内容的呈现思路是从学生的生活经验出发引入化学学科知识，再从化学拓展到社会；教学内容的呈现顺序由浅入深、重点难点作分散处理，使教学内容的编排有利于学生的学习。因此，准确地解读教材是实施有效教学的关键。在教学实践中做到“活用教材”，通过领悟教材中教学内容的呈现的线索，做到准确把握教材，在此基础上根据课程标准结合学生的实际学习过程要求，灵活机动地整合教学资源，合理编排教材内容，让学生学得懂、用的来，学得愉快，自己教的舒心顺畅。这样有利于减轻学生的负担，有利于学生的有效学习。
例如：沪教版“奇妙二氧化碳”教学，根据课标要求，笔者仔细揣摩教材的编写思路？琢磨出教材设置的明线为通过自然界中二氧化碳循环的奇妙变化、二氧化碳的三态变化、二氧化碳与水的反应、二氧化碳灭火等事实性知识，而知识承载的学科观点与思想方法，如元素化合物的学习思路“存在――组成――性质――用途――制取以及科学的物质观则内隐于其中，领会了教材的设置意图后，课上不再只是侧重化学知识的系统传授，而是充分让学生学习有趣、有用的化学，对于教材隐藏的暗线则采用点拨及让学生自我建构中获得体验，采取让学生自主归纳二氧化碳的性质、制法、用途及二氧化碳的功与过等，笔者惊喜地发现这样的教学设计不仅有利于掌握相关的知识，而且更有利于诸如类比、归纳、分析推理能力的培养、元素化合物按性质-制法-用途这一学习方法、领悟性质用途的关系，比按知识系统的教法效果更佳，因为这样处理显然更贴近学生的生活，有利于激趣，有利于让学生体验知识的形成过程。
发挥实验的多种功能
化学是一门实践应用性非常强的学科，实验是化学学科的重要学习内容，也是学生学习化学知识、了解化学方法的重要方式。然而在教学实践中，一些教师却因过多地强调实验操作的熟练性或只为验证某一个知识点而按部就班的完成教材中的实验步骤，而忽视了让学生体验化学实验现象中的奇观、实验教学中思维的启迪，实验教学功能单一，久而久之削弱了学生对实验的热情，觉得做实验也是件苦差事。
例如：沪教版教材关于“铜绿”的实验教学中，若没有理解教材栏目的设置意图，依次分析药品取用的操作要领、物质加热及酒精灯使用注意事项、铜绿分解现象描述、废液废渣的处理、实验用品洗涤与整理，甚至还补充了铜绿的化学式、铜绿受热与铜绿与酸反应的文字、符号表达式等。在众多所谓“理论”的掩盖下，化学的奇妙被淡化，学生感受到是化学实验不仅麻烦，而且还很危险。在化学教学中，要开发实验在教学中的更多作用，特别是要通过实验创设生动的学习情景，达到激发兴趣、启迪思维，重视实验后的归纳与整合。
教材是静态的文本，教师应结合自己对教育心理学，课程标准、学情、教材的理解，将教材内容赋予动态的、情景的、问题的，使之成为适合学生、适合自己教学风格的教学内容。
A. CH4和CO2B. SO2和CO
C. H2S和CO2 D. SO2和NO、NO2
2.下列物质的用途中，利用了其化学性质的是（）。
A. 用天然气作家用燃料B. 用铝制作电线
C. 用钢铁制成弹簧D. 用磁铁制成指南针
3. 下列不属于化石燃料的是（）。
A. 煤B. 石油C. 天然气D. 氢气
4. 物质的用途与其性质密切相关，下列叙述中错误的是（）。
A. 因为熟石灰能和酸发生反应，所以可用熟石灰改良酸性土壤
B. 因为甲醛能使蛋白质变性，起到防腐作用，所以甲醛水溶液可用于浸泡水产品
C. 因为洗洁精有乳化功能，所以可用来洗涤餐具上的油污
D. 因为氮气化学性质不活泼，所以可用于食品包装袋内防腐
5. 埋藏在地下墓穴中的青铜器锈蚀后会产生铜锈（又称铜绿）。
（1）铜绿的化学式是_________。
（2）青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键条件是_______________。
6. 按下图装置做实验时，可看到的现象是：B瓶中的石蕊试液变红色；F瓶中的澄清石灰水变浑浊；E管中的黑色粉末变红色；G处放出的气体可燃烧。据此，请写出A、B、C、D、E、F、G各处发生反应的化学方程式。
7. 某化学研究小组在探究硫粉燃烧的实验时，设计了如右图所示的实验装置。
实验步骤：①将燃烧匙内的硫粉点燃后，立即伸入盛有空气的集气瓶内，并塞紧橡皮塞，观察现象。②当火苗逐渐变小时，将分液漏斗的活塞打开，同时打开胶皮管上的弹簧夹并注入氧气，观察现象。
请简要回答下列问题：
（1）将注射器内的氧气推入集气瓶内后，发现硫粉燃烧变得剧烈，这种现象说明燃烧的剧烈程度与什么因素有关？
（2）分液漏斗内的氢氧化钠溶液、漏斗口的气球囊的作用分别是什么？
（3）写出所发生反应的化学方程式。
8. 某同学为了测定由氧化铜和氧化铁组成的混合物中各成分的质量分数，用氢气作还原剂，并用浓硫酸吸收反应生成的水。已知混合物的总质量是24g，实验前盛有浓硫酸的试管的总质量是130.5g，实验后变为l37.7g（假设反应已进行完全，且生成的水全部被浓硫酸吸收），请计算：
（1）有多少g氢气参加了反应？
（2）混合物中氧化铜的质量分数是多少？
（适合初中学生）
9. 已知氢化锂（LiH）属于离子晶体，跟水反应可放出氢气，下列叙述中正确的是（）。
A. LiH跟水反应后溶液呈中性
B. LiH是一种强氧化剂
C. LiH中的氢离子被还原
D. LiH是还原剂
10. 类推的思维方法在化学学习、研究中常会产生错误的结论，因此类推出的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几个类推结论中不正确的是（）。
A. Mg失火不能用CO2灭火，Na失火也不能用CO2灭火
B. 氢键的存在，导致水的冰点、沸点较高，HF的熔点、沸点在卤化氢中也较高
C. 不能用电解熔融AlCl3来制取金属铝，也不能用电解熔融MgCl2来制取金属镁
D. Fe与S直接化合生成FeS，Al与S直接化合也可以得到Al2S3
11. 某校化学实验小组同学设计了“乙炔的制取及燃烧性质验证”实验。
（1）实验装置见左图（夹持装置已略去）
①制取乙炔的化学方程式是______________。
②点燃乙炔前，需要验纯。简述检验可燃气体纯度的操作方法是_________________。
③在导管口c处点燃乙炔，观察到的现象是_______________。
（2）上图装置还可用于制取并收集少量其他气体。请帮助该小组同学完成下表。
（3）该小组同学用该装置进行实验，确定某饱和醇的结构。
①反应前，先对量气管进行第一次读数。反应后，待装置温度冷却到室温，再对量气管进行第二次读数。读数时，应注意的操作是________，并使视线与凹液面最低处相平。
②实验数据记录如下（表中读数已折合成标准状况下的数值）：
已知该饱和醇的相对分子质量为62。根据上述数据可确定该饱和醇是____元醇。
（适合高中学生）
2012年第 3 期答案
1. A2. A3. D
4.（1）硅（或Si或单晶硅）
（2）二氧化硅（或SiO2）
（3）硅（或Si）
（4）铝硅酸盐（或硅铝酸盐）
（5）具有Si-O键；具有与硅相连的烃基
5. A
6.（1）装置的气密性良 好
（2）红磷燃烧，产生白烟；活塞前沿停在约12 mL的刻度线上
（3）红磷燃烧，产生白烟；活塞先向上移动，后向下移动，活塞前沿停在约8 mL的刻度线上
（4）当夹紧弹簧夹用酒精灯加热时，如加热升温过快，会导致胶塞被冲开
7. D8. D
9.（1）0.1mol
（2）2.5c/a
“合理使用金属制品――金属的性质”项目是以“制作金属制品合理使用的宣传手册”为最终的项目作品。为了分析解决金属制品的使用问题，并制作项目宣传手册，将此项目拆解成了如下的主要任务：认识金属制品，发现问题研究金属的性质，金属制品材料的选择研究金属制品的腐蚀与防腐研究金属制品的选择和使用走进社区。
一、任务2整体介绍
1.任务2在本项目中的地位
要合理使用金属制品，学生需要知道金属制品的材料、成分以及金属材料所具有的化学性质。通过调研和观察日常生活中的现象，学生会发现金属制品容易被腐蚀。金属制品为什么会发生腐蚀现象？以此展开对金属的腐蚀和防腐问题的研究。之后针对金属制品的共性和特性以及腐蚀的原理，提出合理使用金属制品的方法和措施。
任务1认识金属制品，通过学习金属制品的成分和金属的性能探究金属的化学性质，建立研究金属化学性质的一般思路方法。任务2通过生活中的现象研究金属的腐蚀和防腐问题，引导学生将研究物质性质的思路方法迁移到研究金属的腐蚀问题上，通过调研，依据已有事实初步预测金属制品腐蚀的条件，然后通过实验进行研究，寻找证据，揭示金属制品腐蚀的实质。任务3在研究金属的腐蚀和防腐问题的基础上，总结出合理使用金属制品的方法。因此，任务2探究金属制品的腐蚀问题将任务1和任务3联系到了一起，起到了承上启下的作用。
2.任务2开展的具体活动。
该任务设置了3个活动，活动1认识铁制品的腐蚀现象，通过寻找日常生活中的铁制品的腐蚀现象，观察比较不同环境下铁制品的腐蚀程度，从而总结出铁制品腐蚀的主要因素，并设计实验进行验证，了解腐蚀的本质。活动2研究其他金属制品的腐蚀问题，通过研究其他金属制品的腐蚀问题，使学生意识到金属制品腐蚀的共性和差异性，巩固控制变量的实验方法及研究金属腐蚀问题的思路方法。活动3分析金属制品的防腐措施，在研究金属制品的腐蚀现象和实质的基础上，提出金属制品的防腐措施。
3.任务2的教学目标。
三、任务2活动2教学实录
【启动】
引入：上一节课我们探究了金属制品中的铁制品的腐蚀现象，学习了铁制品腐蚀的原因。那生活中除了铁制品，还有其他的金属制品，比如铝制品和铜制品，它们是否容易被腐蚀呢？
交流观点：组内回顾金属的化学性质，交流讨论，汇总观点。大部分学生都认为铝不易被腐蚀，因为铝表面形成了致密的氧化膜，阻止反应的进行。对于铜制品的腐蚀情况观点不一致。
信息检索：提供资料检索，让学生对自己的观点进行修正。铝在常温条件下与空气反应后产生致密的氧化膜阻拦内部继续反应，因此有耐腐蚀能力。但在酸性条件下无耐腐蚀能力。
【过程】
教师：俗话说“眼见为实”，下面我们就通过实验来验证一下铝制品是否容易发生腐蚀。做实验之前，我们首先要设计实验方案，请同学们以小组为单位来讨论实验方案。
交流方案：教师对学生的方案进行点评。有的小组设计的方案采用打磨和未打磨的铝片进行对照实验，但却忽略了酸的量的控制。有的小组是对酸的浓度做了对照实验。那么无论是哪种实验方案，我们都得注意变量的控制，这样得出的结论才是可靠的。
实验验证：学生进行分组实验，并交流，发现打磨的铝制品有气泡产生，而未打磨的并没有气泡产生。
结果讨论：通过实验我们发现打磨的铝表面产生了气泡，根据金属活动性顺序我们知道是铝与酸发生了化学反应。而未打磨的铝并没有反应现象产生，说明铝表面致密的氧化膜对铝起到了一定的保护作用。那我们先把实验放一放，过一会儿再观察未打磨的铝片有没有反应现象产生。
教师：如果也把铝片放入NaCl溶液中呢？观察照片，对比放入水中的现象。（教师提供实验图片，使学生体会到铝制品在NaCl溶液中腐蚀更严重。）接下砦颐窃倮囱芯客制品的腐蚀问题。铜制品到底容易发生腐蚀吗？（教师展示铜钱和在实验室所做的铜片的腐蚀现象。）
提出猜测：学生看到铜钱是绿色的，试管中的铜也是绿色的，学生也知道铜本身是紫红色的固体。因而能够推断出发生了化学反应。根据铜绿的化学式，并依据元素守恒及之前对铁制品的学习，学生不难猜测铜制品腐蚀的原因，是跟氧气和二氧化碳还有水发生了作用。
信息检索：提供资料，让学生修正观点。铜会缓慢地被腐蚀为碱式碳酸铜[Cu（OH）2CO3]，在酸性条件下稳定，不发生腐蚀。
教师：那你们能不能设计实验来验证是这些因素的作用呢？
学生：学生采用控制变量的方法进行了方案的设计。控制其他的条件不变，改变其中的一个或者两个条件来进行对照。落实控制变量的方法。
教师：那么我们如果也把铜片放入NaCl溶液中呢？观察照片，对比放入水中后的现象，证明NaCl溶液加快了铜制品的腐蚀。
教师：我们现在知道了铜制品容易与氧气、水和二氧化碳发生腐蚀，但是根据金属活动性顺序我们知道铜制品是不与酸发生反应的，所以铜制品在空气中容易发生腐蚀，但是不易被酸腐蚀。那我们回过头来观察一下未打磨的铝制品是否易被酸腐蚀？
学生：学生观察实验，发现未打磨的铝制品表面也产生了气泡。
教师：通过实验我们知道了铝制品表面致密的氧化膜对它起到了一定的保护作用，阻止了它与空气进一步作用，因而不易被空气腐蚀，但是这层氧化膜却容易被酸腐蚀，因而铝制品不宜长时间与酸接触。
【总结】
师生总结：经过上节课和到现在的学习，你们觉得腐蚀是铁、铜、铝的特性吗？
图片展示研究一类物质的基本方法。得出大多数金属制品都容易发生腐蚀，但由于性质不同，腐蚀的具体情况不同，例如腐蚀的环境、程度、发生的具体化学反应等。
四、核心活动教学实施策略
1.“调查分析：寻找铁制品的腐蚀现象”教学策略。
建立对腐蚀问题的感性认识。通过寻找日常生活中不同环境下铁制品的腐蚀现象，知晓铁制品腐蚀的危害，意识到防腐的重要性。铁制品的腐蚀对人类生产生活的影响可以概括为三个方面：一是安全问题，如大桥、飞机等，一旦出现腐蚀，可能会危及人的生命安全；二是人体健康，生锈的厨具等可能会对人体健康有一定的影响；三是经济问题，金属制品被腐蚀需要花费人力、物力、 财力来解决。
腐蚀因素的预测和实验方案的设计。强调学生做实验之前，一定要通过观察不同环境下的腐蚀现象及腐蚀程度，先归纳预测可能的腐蚀条件，再进行实验方案的设计，并提示学生思考当实验中有多个变量因素时，应该采取什么方法，从而掌握科学的探究方法。
2.“实验探究：证明铁制品腐蚀的条件”教学策略。
小组汇报要有理有据，分层进行，体会控制变量的科学方法。学生汇报小组实验时，要讲清楚他们的预测因素是什么，具体的实验方案是什么，以及实验现象和实验结论之间的关系，实验结论与自己的猜想是否一致等。引导学生体会实验方案的设计中所采用的控制变量的方法，明确什么是自变量，什么是因变量。
了解腐蚀的实质，丰富对铁的认识。通过分析归纳，体会到铁在常温下不与氧气发生反应，铁制品腐蚀是与水和氧气发生了反应，是对金属性质的进一步理解，也是对铁的性质的丰富和发展。学生认识到腐蚀的实质是发生了化学变化，并明确判断发生化学变化的依据，如铁生锈后表面有红色的物质生成，是因为铁发生了化学反应，生成了红色的氧化物。
建立研究金属腐蚀的思路方法。将研究一类物质性质的思路方法，迁移到研究金属腐蚀的问题上。通过铁制品腐蚀的研究，帮助学生建立研究金属制品腐蚀的基本思路，引导学生去研究其他金属制品的腐蚀问题，即通过调研，依据已有事实初步预测金属制品腐蚀的条件，然后通过实验进行研究，寻找证据，揭示金属制品腐蚀的实质。
3.“交流研讨：明确铜、铝制品腐蚀问题的观点”教学策略。
经历实验方案的设计过程，巩固控制变量的方法。在研究铝制品的腐蚀问题时，要让学生经历设计实验的过程，设计实验验证铝制品表面的氧化膜的防腐作用，体会研究金属腐蚀的思路方法和科学探究过程，即根据经验进行预测，设计实验方案，实验验证，分析现象，得出结论。在铜制品的腐蚀问题中，巩固通过多变量因素的控制设计出验证铜制品腐蚀条件的实验方案。
运用元素守恒观念，进一步体会腐蚀的本质。对于铜制品的腐蚀问题，通过形象直观的图片让学生认识到铜制品的腐蚀现象，并通过铜绿的化学式，让学生猜想铜制品腐蚀所需的条件，巩固元素守恒的观念，认识到腐蚀的本质是发生了化学变化。
总结提升，加深研究一类问题的思路方法。分析完铜铝制品的腐蚀问题，引导学生总结研究金属腐g问题的思路方法，根据已有事实，预测一类物质可能具有的性质，选取代表物进行实验探究，结合事实资料，归纳概括出一类物质所具有的共性和差异性。
4.“交流研讨：日常生活中金属制品的防腐措施”教学策略。
从腐蚀的实质出发讨论防腐措施。通过前两个活动，学生已经知道金属腐蚀的实质是发生了化学变化，所以学生刚开始想到的防腐方法就是阻止反应的进行。而要阻止反应的进行有两种方法：一种办法是使环境不满足该物质发生化学反应的条件，使该物质与其他反应物（水和氧气、酸性溶液、氯化钠溶液）隔绝，如保持干燥环境或使用干燥剂，刷漆、涂油等；另一种办法是使其他物质发生反应，即可以牺牲更活泼的金属，使其与环境中的物质发生反应，如轮船上的锌块等。通过分析生活中的一些金属制品的其他防腐措施，如门窗等，让学生总结出防腐的第三种措施，即改变金属材料，增强抗腐蚀能力，例如制备抗腐蚀能力更强的合金等。
5.“自主学习：大型金属制品的防腐措施”教学策略。
关键词：实验设计；情境创设；转换法；对比法；复习课
文章编号：1008-0546（2015）07-0050-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2015.07.017
一、背景分析
化学是一门以实验为基础的科学。著名化学界老前辈、化学史权威袁翰青说，学生不做实验是学不好化学的。戴安邦教授曾经指出：“搞化学实验，不管怎样增加，都不会过分。”这是他们在一生科学生涯中总结出来的精辟论断，同时也说明了化学实验在化学教学中所起的不可估量的作用。在化学教学中，实验是学生学习的前进动力，是学生学习兴趣培养的催化剂。尤其是在新课程改革中，更强调了实验的重要性。化学实验对于化学课程目标的全面落实具有重要的作用，在复习课中要围绕核心知识内容精选有关的实验内容，设计有科学探究意义的实验活动，应用化学知识探究和解决实际内容。学生科学探究中怎样进行实验设计以及设计什么样的实验进行科学探究是制约着学生进行科学探究的主要因素。
科学探究是化学新课标内容的一级主题，它既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标，必须落实到其他各主题的学习中。科学探究属于方法性内容、程序性知识，不能用准确的语言和符号来表达，长期以来没有作为狭义的知识出现，教材中也没有以文本形式体现，只是大量的具体探究实例。对于科学探究学习的评价，在目前的纸笔测试中也无法全面的对学生的科学素养进行评价，学生喜欢实验却缺乏科学探究的意识。掌握科学探究的一般方法可以提高学生的科学探究能力，促进学生的可持续发展。
基于这样的认识，在对人教版初中化学教材中有关内容进行归纳整合后并借鉴学生平时反馈情况的基础上，笔者开设了一节科学探究中如何进行实验设计的复习课。通过学生分组实验引出科学探究的一般要素，点出本节课要解决的问题：如何进行实验的设计。通过回归教材、总结归纳、尝试设计实验等环节层层深入，提炼出常用实验设计的方法，使科学探究的内容和方法明朗化、显现化。
本节课的目的是让学生：（1）从学生分组实验中不同实验装置类似实验原理出发，激疑进而展开猜想等活动引导学生了解科学探究的一般要素。（2）分析归纳实验设计的一般方法，再次认识教材中的许多实验设计。为此，笔者一方面借助于分组实验，动手实践的切身体验，将学生进一步置身于探索者、发现者的角色，引导学生了解常用实验设计方法的基础之上，交流讨论、合作探究完成实验设计；另一方面又借助于多媒体教学手段，将自然、社会、生物等各个领域中的相关知识有效整合进本课教学，充分放大知识点的应用，努力折射出枯燥的实验设计背后所散发的独特魅力。
二、教学案例描述
1. 情景1
将班级学生分组，每六人一小组完成两个兴趣小实验。
实验1：将注射器内的液体注入到锥形瓶中，振荡，观察现象。
实验2：将小气球内的液体注入到软塑料瓶中，振荡，观察现象。
实验3：将注射器内的液体注入到集气瓶中，振荡，观察现象。
师：你看到了什么现象？
生：展示装置并描述装置发生的现象。
师：三套装置产生的现象各不相同，它们的实验原理类似吗？
生：三套装置都是密闭的，由装置内压强减小引起装置中部分器材产生形变从而观察到明显的现象。
师：哪些液体和气体能让装置产生这样的形变呢？
生：互相讨论后回答。（1）氢氧化钠溶液和二氧化碳气体；（2）水与二氧化碳或二氧化硫或氯化氢气体；（3）水与氨气；（4）稀硫酸与氨气……
师：针对刚才老师的疑问，你们做出了猜想，接下来我们还需要设计实验、进行实验、验证猜想、得出结论、反思与评价等。这就是一般进行科学探究的要素。
师：刚才同学们的实验装置中的液体是氢氧化钠溶液，瓶内气体是二氧化碳。我们知道氢氧化钠与二氧化碳的反应无明显的实验现象，你能通过老师的实验设计明白其中的设计原理吗？（教师分步演示实验。见图2）
师：演示实验1、2、3步，此时能证明氢氧化钠可以与二氧化碳反应吗？
生：可以，先让二氧化碳与水反应，当反应不再进行时加入固体氢氧化钠，通过塑料瓶的变瘪程度可以判断出氢氧化钠能与二氧化碳反应。
师：象这种没有明显现象的反应，通过巧妙的实验设计，让隐性实验显现化。这种实验设计的方法可以归纳为转换法。
师：要证明一个化学反应是否发生，我们除了通过观察实验过程中伴随的明显现象外，还可以有什么方法呢？
生：检验是否有新的生成物。
师：演示实验4。
师：在设计实验验证化学反应能否发生时，不要忘记紧扣化学反应的本质有新物质生成，通过后续实验检验有新的生成物或检验反应物消失（减少）也是途径之一。
学以致用：提供氢氧化钠和碳酸钠分别在水和乙醇中的溶解度，让学生根据信息设计实验，证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。
学生分组讨论设计实验、分组汇报、评价实验方案、演示实验。
师：人教版九年级化学上下册教材中哪些实验设计用到了转换法？实验的目的分别是什么？
学生分组讨论，汇报。
生答：如分子运动看不见，可转换成可见的酚酞溶液的变红证明分子的运动，把微观粒子的运动宏观化。又如，探究空气中氧气含量的实验，该实验氧气的体积看不见也不易测量，可转换成水的体积进行观察，把间接的现象直观化。再如氢氧化钠溶液和二氧化碳的反应无明显现象，可转化成先在氢氧化钠溶液中滴入无色酚酞，然后再加稀盐酸至红色突然褪去，证明酸和碱之间确实发生了化学反应，等等。
2. 情景2
师：刚才同学们的分组实验中，密闭容器内的压强减小导致部分装置发生形变可以证明氢氧化钠能与二氧化碳反应吗？
生：氢氧化钠溶液中的水也可以和二氧化碳发生反应导致装置内的压强减小，所以仅通过密闭装置压强减小无法判断氢氧化钠能否与二氧化碳反应。
师：如何用这样的装置设计实验证明氢氧化钠能与二氧化碳反应呢？
生：将刚才装置中的氢氧化钠溶液换成等体积的水做对比实验即可。
师：很好！对比法也是我们常用的实验设计法之一。设计对比实验时关键要弄清楚实验的目的是什么？实验中的相同因素和不同因素分别是什么？下面请同学们回顾一下教材中哪些实验设计运用了这种方法？
生：互相讨论。
生答：⑴对人体吸入的空气和呼出的气体的探究；⑵探究二氧化锰对过氧化氢溶液分解速率的影响以及不同种类的催化剂对化学反应速率的影响；⑶木炭、硫磺、铁丝等分别在空气与氧气中燃烧；⑷探究燃烧的条件；⑸探究金属活动性顺序的实验等等
师：下面我们来讨论几个比较典型的对比实验（见表3）。
学生讨论归纳，教师引导纠错，深刻理解每个实验的目的及相同与不同的因素。
师：铁在潮湿的环境下会生锈，铜如果也置于潮湿的环境中是否也会生锈呢？
生：也会生锈，有铜绿生成。
学以致用：李明同学视力不好，戴了一副眼镜（铜制眼镜框），某日发现镜框上出现了绿色物质，通过学习知道，该物质是铜锈，主要成分是 Cu2（OH）2CO3（俗称铜绿）。
【提出问题】铜在什么条件下生锈？
【假设猜想】根据铜绿的化学式，猜想铜生锈可能是铜与 、 、 共同作用的结果。 猜想的依据是 。
【设计与实验】
师：实物投影学生设计的实验方案，与学生一起评价各种实验方案的优缺点，并确定最佳实验方案。
师：通过今天的学习，同学们对科学探究不再茫然，对实验设计不再无助。实验设计的能力有了一定的提高。在现实生活和今后的学习中要针对不同实验目的灵活运用多种实验设计方法进行科学探究。
三、教学反思
学生是课堂的主体、学习的主人，在课堂教学中只有将学生的兴趣激发出来，潜能挖掘出来，课堂才会有生命力。本节课通过分组实验步步设疑、创新实验设计激发思维、身边熟悉的变化层层剖析使得整节课上同学们个个兴趣盎然，纷纷献计献策设计实验方案完善实验方案。
思维是课堂生成的前提和内核，启发学生进行思维不但可以是枯燥难解的教学活动变得生动有趣，而且更易达成教学目标。如何在课堂上让学生保持持久的求知欲，这就需要教师分析学情，研究教材，精心设计课堂教学，引导学生在课堂中主动需要和探索新的未知知识。
1. 注重情境创设，助推学生的认知行为
教学情境的功能不只是导课。好的教学情境对学生的认知活动、情感活动和实践活动等都具有激发、推动、维持、强化和调整的作用，在教学的全过程中发挥着作用。本节课选着学生分组实验“密闭容器中液体和气体混合”的情境，在教学进程的不同阶段出现，起到了三个作用：一是引入新课，激趣质疑；二是利用实验情境突出实验装置设计的巧妙性，引出了实验设计的方法――转换法；三是承上启下的过渡到另一种实验设计的方法――对比法。一组兴趣实验的情境创设串起整节课的主干知识，让学生通过亲自实践形成感性认识，在剖析实验原理、归纳实验设计方法的过程中促进学生进行思维联想，便于学生对知识进行重组和改造，帮助学生知识的同化和顺应，最终促进学生理性认知的发展。
2. 改进实验设计，彰显实验的方法功能
《义务教育化学课程标准》明确要求科学探究氢氧化钠的性质，氢氧化钠与二氧化碳的反应是一个无明显现象的重要反应。从各类教参资料及近几年中考实验命题来看，设计该实验一般采用对比的方法或直接检验生成物的方法。笔者重新设计实验：在塑料瓶中充满二氧化碳气体，倒入半瓶蒸馏水（在瓶口挂上装有片状氢氧化钠固体的塑料小药瓶）振荡，观察实验现象；倒置塑料瓶，让氢氧化钠与剩余的二氧化碳反应，观察现象；用注射器注入稀盐酸，观察现象。将该实验与学生分组实验对比分析，总结出两种常见实验设计方法，突破了本节课的教学重点和认知难点。
优化整合的实验起到了构建新知、形成概念、运用知识、培养探究能力等多种功能。
3. 注重知识迁移，全面发展科学素养
学习的最终目的不是将知识储存于大脑中，而是要将知识灵活运用于不同的实际情境中，解决现实生活中的各种问题。为了提高学生综合应用知识的能力，教师需要帮助学生夯实“双基”，将所学的知识条理化、系统化，构建知识体系。通过知识的迁移和综合运用，把科学思维的方法教给学生，提高学生应用化学知识和科学方法解决实际问题的能力与技巧，为学生的可持续发展奠定必要的基础。
参考文献
