1、問題的提出 化學實驗中“意外”現象的出現是常有的事，“意外”現象卻能較大程度地激起學生的“好奇心”和求知慾，因勢利導利用“意外”現象帶來的意外情景能獲得“意外”的收穫。 人民教育出版社出版的《全日制普通高階中學教科書必修加選修化學》第3冊P26安排了關於HNO3氧化性的1個實驗，在盛有新制FeSO4溶液的試管中滴入2滴KSCN溶液，觀察現象，然後再加入幾滴濃HNO3，溶液的顏色有什麼變化？實驗結果是不言而喻的，但是將紅色溶液放置1會兒則發現溶液由紅色快速變為藍色併產生紅棕色氣體。這1“意外”現象被許多同學發現，激起了莫大的好奇心與求知慾望，對此我們設計了KSCN與HNO3反應的探究性實驗與研究性學習的教學活動。 紅色絡離子的形成反應為：。溶液紅色消失說明了什麼問題呢？是溶液中過量的Fe2+還是其它什麼離子與NO3-反應產生了紅棕色的NO2除外，還有什麼物質生成呢？請同學們查閱資料結合已有知識設計1套實驗方案探究其中的原因。 2、實驗方案的探究 紅色消失說明Fe(SCN)n(3-n+)+離子被破壞，紅棕色NO2的產生說明某些離子與HNO3發生了氧化還原反應。為了排除Fe2+的干擾，同學們設計了諸多方案。經過比較、分析，我們取其下列的方案。為保護環境、特准備了1套尾氣吸收裝置見圖，供學生選用。 方案1加過量的HNO3是為了把Fe2+完全氧化以排除其干擾，還有的方案中直接用FeCl3溶液代替溶液，以防止Fe2+干擾，在比較方案時經理性分析，可排除Fe2+的干擾(因Fe2+與HNO3是1個快反應，不會等到紅色溶液褪色時才產生NO2)。 方案2、3、4直接用KSCN與HNO3作用，這是同學經過分析認定不是Fe2+而是SCN-與HNO3反應的結果而直接用實驗驗證。這是思維活動的1次飛躍。方案5和方案6設計意圖是什麼呢？顯然，這是用實驗驗證Fe(SCN)n(3-n+)+或SCN-還原性相對強弱的，這是思維活動的更進1步的飛躍。 3、實驗探究 方案1：在含FeSO4、KSCN的溶液中滴入濃硝酸，溶液變為紅色，產生少量的NO2，當滴入1定量的濃硝酸後，突然劇烈反應，產生大量氣泡(NO2氣體等)，溶液由紅色變為黃色。繼續滴入濃硝酸，則產生無色氣體，氣體由上而下逐漸變為紅棕色，說明反應中有NO氣體產生。 方案2：實驗開始時無明顯現象，1段時間後溶液慢慢變紅色至深紅色，突然激烈反應產生大量氣泡，放出紅棕色氣體，而溶液紅色消失變為淺綠色，溶液的溫度升高(放熱)。反應平靜後，振盪試管，則產生無色氣體並伴有白霧，再振盪再反應，不振盪則看不到明顯變化，若加熱則發生同樣的現象；若此時再滴入KSCN溶液，發現溶液立即變紅色並快速消失，同時產生大量氣體和白霧，溶液變為淺藍色最後變為無色。將氣體通入過量的石灰水中，石灰水變渾濁，向反應後溶液中滴入BaCl2溶液，產生白色沉澱。 方案3：實驗現象與方案2略有不同的是，HNO3滴入1定量後反應停止。 方案4：在KSCN中滴入少量稀HNO3時，溶液中有少量氣泡產生，過較長1段時間後可發現淺黃色沉澱生成。 方案5：分別加入過量氯水、溴水，溶液的紅色均消失變為黃色，而加入碘水時溶液的顏色基本不變。 方案6：溶液由無色變為淺紅色。 由於實驗現象多變(奇)，學生興趣盎然，強烈的`激發了學生的求知慾望。 4、結果分析，理論探究 SCN-對高3學生來說還是1種陌生的離子，對其結構和性質還不瞭解。然而根據上述實驗結果結合化合價和共價鍵理論，引導學生分析、探究可推出其結構和部分性質。 首先引導學生回憶C、S、N的原子結構和共價鍵的相關知識，鼓勵同學大膽推測SCN-的結構，結果寫出了的兩種結構式：-S—C≡N、S＝S＝N—。 然後分析兩種結構中C、S、N3種元素的化合價，推測其氧化性、還原性。在兩種結構中碳元素均最高價正4價，故其無還原性；而硫元素、氮元素均呈最低價，它們均具有還原性，都應能被HNO3氧化，其反應方程式為： 與稀HNO3反應為： SCN—+2H++2NO3—=2NO↑+KHSO4+HCN↑ 溶液的溫度升高，說明上述反應為放熱反應。隨溫度不斷升高，反應速率加快至劇烈反應。與實驗現象吻合。 隨反應物濃度變小，反應速率變小至觀察不到明顯現象；當振盪或加熱給其能量，反應加快，又看到明顯現象。 實驗方案2，HNO3過量繼續滴入KSCN溶液，則繼續反應由於反應放熱，溶液的溫度升高，反應劇烈。 實驗方案3，由於KSCN已反應完，繼續加入HNO3則不再反應。 實驗方案4，因HNO3濃度降低且量少，故反應緩慢，且S2—只停留在被氧化成S階段。 實驗方案5現象可引導學生進行分析歸納。 5、探究中幾個問題的處理 限於中學階段的侷限性，不可能把所有問題都11弄清楚。實驗中產生的白霧是什麼？我們讓學生利用課餘時間查有關資料結合已有知識解決。KSCN遇HNO3、氯水為什麼變紅的問題可作為後續研究的課題，以激起學生更長久的求知慾，增強他們繼續學習的內部動力。 6、探究的結論與啟示 通過本次的實驗探究和研究性學習，可得出以下幾點重要結論： ①SCN—具有較強的還原性其還原能力介於Br—和I—之間。 ②用SCN—間接檢驗Fe2+時，氯水、HNO3等強氧化劑不能過量。 ③與SCN—反應使溶液變紅的不1定是Fe3+。 該探究實驗試劑少，操作簡單均為試管操作易行。事後，學生感言：看似簡單的實驗，但反應產物、實驗現象卻隨反應條件、試劑濃度、試劑相對量的不同而不同，化學變化真是奧妙無窮。
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