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教师必读:化学实验教学的探索与思考(3)
作者:刘怀乐    文章来源:《化学教育》2004年9月    点击数:    更新时间:2007-11-5

按语:一口气读完刘怀乐老师《对中学化学实验教学的实证探索和理性思考》这篇长文,洋洋洒洒、气势磅礴,一连串的发问发人深省、耐人寻味,道出了科学的真谛,道出了教育的精髓,道出了当前教学实际的弊病……本站连载此文,并冠以“教师必读”之名,想必也不为过了。

在教学中的问题意识(要能提出问题)是至关重要的,是革故鼎新的前提。问题只怕无,不怕有;只怕少,不怕多。2000多年前,伟大的诗人屈原写《天问》,他一口气提了172个问题,对于宇宙和人类历史提出了多方面的怀疑和质问。有人曾经问到爱因斯坦,他的那些重要的科学概念是怎样产生时,他回答说,这是由于自己“最不理解那些人们以为最可理解的东西”而产生的。高山仰止!在大师们光辉思想的激励下,我们对中学化学实验教学作了一些实证探索和粗糙的理性思考,想必一定是正确与错误并存的,抛砖引玉旨在供同行们切磋琢磨,共谋中学化学实验教学的革故与鼎新作出我们的贡献。(刘怀乐)

4.脱离实际

(1)理论实际

《化学教育》2003632页有一道促进学生深入思考的化学实验题:10mL2mol·L-1 CuCl2溶液中投入10gAl片。”

观察实验现象,引发学生联想,学生可以获得以下信息:①反应放热十分激烈,生成大量H2;②生成大量铜泥;③溶液由蓝绿很快变成棕黑色;④由于Al(10g)过量,溶液最后呈无色透明(AlCl3)

反应过程于下:

最初:3CuCl2 +2Al = 2AlCl3 +3Cu

CuCl2水解生成的H+2Al + 6H+ = 2Al3+ +3H2

平行反应

稍后:CuCl2 + Cu = 2CuCl

再后:CuCl溶解在CuCl2中生成Cu[CuCl2]2

CuCl2 + 2CuCl = Cu[CuCl2]2(深棕黑色)

读者注意,由于实验缺乏正确的理论指导,文章分析说是观察到的:①溶液绿色变淡继而产生蓝色沉淀;②溶液变黑,有Cu(OH)2分解生成黑色CuO沉淀;③Al片周围有白色CuCl沉淀。实验证明这3种现象实际上是不存在的,因而也是不可能观察到的。

(2)学生实际

《化学教育》2003620页“(6)在少许NaOH的酚酞溶液中逐滴加入氯水,到最后一滴突然褪色。

:这是中和反应还是氧化还原反应使其褪色?如何证明你的结论?”学生面对这种问题是何等艰难的选择!

从实验的角度考虑:在酚酞溶液中加入过量的氯水,酚酞被氧化破坏,再滴入NaOH,无显色反应发生;在NaOH溶液中加入过量氯水,NaOH被完全中和,再滴入酚酞,也没有显色反应发生。再有,—般说来,无机酸碱反应是快速反应,无机氧化还原反应也是快速反应,如何判断谁先谁后呢?

再从逻辑的角度考虑:红色的NaOH酚酞溶液褪成无色,要么是NaOH没有了,要么是酚酞没有了,还有就是两者同时没有了。还有什么可能呢?因此,我认为这种题脱离了学生实际,也没科学基础,对于培养学生“思维的逻辑性和创新能力”(原题要求)是一种误导。

(3)操作实际

把一块82g的极薄的纯铁片浸入428g硫酸铜溶液中,等反应完毕后(假定这时CuSO4里的Cu已全部析出),把附有Cu的铁片从溶液中取出并洗净、干燥,再称量得83.5g。问:

Fe片上附有多少Cu

②原CuSO4溶液的质量分数是多少?

评析题目叙述的操作过程与实际操作结果相差太大。首先,这82g“极薄”和“纯净”的Fe片就未必切合实际。82gFe2两,拾起来沉甸甸的;薄了,面积大。就以厚0.1cmFe片可达100cm2,这就不太方便在烧杯里实验了,更何况是“极薄”!在我们这样的基础化学实验室里,再强调个“纯净”既不符合实际(也不必要),还会招来有理说不清的麻烦(Fe反应速度慢)

其次,把“附有CuFe片取出、洗净、干燥⋯⋯”实际情况是,FeCuSO4溶液反应置换出的Cu很难附着在Fe片上。由于FeCu2+反应的同时,还有FeH+的反应,生成的H2Fe表面出来,大大阻止了CuFe片上的固附能力,大量Cu将不在Fe片上,而是以Cu泥的形式沉积在烧杯底部。既然如此,后续的操作还有什么意义呢?

读者只要稍加留心,脱离操作实际的实验题并不少见。

(未完待续)

注:本文摘自《对中学化学实验教学的实证探索和理性思考》《化学教育》20049

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