一節意猶未盡的中考實驗考查試驗課

文章編號:1005-6629(2010)10-0026-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

根據江蘇省教育廳關于公布2010年全省中考物理化學生物學科實驗技能考查要求的通知，蘇州市化學學科開展了中考實驗技能考查的研討活動，在這次活動中聽取了吳中區一位教師的試驗課，課后各市、區的化學教研員很有觸動。筆者就這節課談幾點體會。

1 課題的設計值得回味

俗話說:“好的開頭等于成功的一半”。在講授新課之前，教師就應該考慮如何激發學生的學習興趣和求知欲望，使其一開始就有一個明確的探索目標和正確的思維方向，這是一堂成功課的前提，而課題的選擇就首當其沖。

這位教師設計的課題是“廢液的成分和處理——物質的檢驗和分離”，給人一種耳目一新、耐人尋味的感覺。這節課的整體思路是通過一套制取CO2的裝置引入，引導學生對反應后錐形瓶內的成分進行分析，從而展開實驗探究，在學生實驗過程中復習物質檢驗和分離的基本方法，基本的操作規范。課堂氣氛活躍，師生對話得到了充分的體現。

2 實驗的現象值得思考

“我聽說了，就忘記了，我看見了，就領會了，我做過了，就理解了。”美國華盛頓大學校園的這副條幅，突出了“做中學”的重要性;化學實驗便是“做中學”不可或缺的重要手段，實驗這一實踐活動不僅是獲取化學知識、培養學生能力的最佳選擇，更是在新課程改革教學中發揮著極其重要的作用。但是在實驗教學過程中，有時會出現“異常現象”。這會對學生造成認知沖突的失衡。教師若不及時加以正確的引導和解釋，學生會在知識上留下誤區，這樣勢必會影響教學效果。因此，教師需要找出產生異常現象的原因，深度挖掘“異常現象的”化學道理，這是培養學生實事求是、嚴謹認真、善于觀察、自主探究的科學素質的一種有效的方法和途徑。

[教師提問]:在盛有鹽酸和氯化鈣的混合液的試管中不斷滴加碳酸鈉溶液，可觀察到的現象是什么?

[學生預測]:因為在鹽酸和氯化鈣的混合液中滴加碳酸鈉溶液， 會發生如下反應: CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl， 2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O。所以，應該能觀察到有白色沉淀產生，并有氣泡產生。

[學生實驗]:在盛有鹽酸和氯化鈣的混合液的試管中不斷滴加碳酸鈉溶液，不振蕩，先觀察到有白色沉淀產生，沉淀在下降的過程中逐漸溶解，并有氣泡產生。如果振蕩，沉淀立即溶解，并有氣泡產生。當滴加的碳酸鈉溶液過量時，即使振蕩，產生的白色沉淀也不溶解。

[教師分析]:在鹽酸和氯化鈣的混合液中加入

碳酸鈉溶液，碳酸鈉先與鹽酸發生反應，當把鹽酸完全消耗后，再與氯化鈣反應生成碳酸鈣。其加入碳酸鈉溶液的體積與生成沉淀的質量的關系如圖1所示。

[筆者體會]:在鹽酸和氯化鈣的混合液中加入碳酸鈉溶液，我們通常認為碳酸鈉先與鹽酸反應，等鹽酸完全被中和后，碳酸鈉再與氯化鈣反應。事實并非如此，根據碰撞理論，在鹽酸和氯化鈣的混合液中加入碳酸鈉溶液時，如果CO32-遇到Ca2+發生有效碰撞，則生成碳酸鈣，如果CO32-遇到H+發生有效碰撞，則生成HCO3-或CO2氣體，這兩個反應是同時發生的，而沒有先后順序。但生成的碳酸鈣會在下沉的過程中遇H+而溶解。

3問題的分析值得質疑

巴爾扎克說:“打開一切科學的鑰匙都毫無疑問是問號，我們的大部分的偉大發現都應當歸功于它，而生活的智慧就在于逢事問個為什么。”愛因斯坦由于對人們經常談論而從未推敲過的時間和空間提出了疑問，經過不懈地努力，建立了相對論，用愛因斯坦的話說:“我沒有什么特別的才能，不過喜歡尋根刨底地追究問題罷了”。

質疑應該成為教育工作者必備的素質，我對這節課上教師提出的兩個問題有著自己的看法。

問題1:將鹽酸和氯化鈣的混合液變成主要含氯化鈣的中性溶液，如何不用其他試劑，加入氧化鈣或氫氧化鈣是否可行?

[學生分析]:可行，因為: CaO+2HCl=CaCl2+H2O， Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O，恰好完全反應后，溶液中的溶質就是氯化鈣。

[教師分析]:不可行，因為沒有其他試劑，無法控制它們恰好完全反應，加入氧化鈣或氫氧化鈣的量少，鹽酸不能完全被中和，加入氧化鈣或氫氧化鈣的量多，溶液中會有Ca(OH)2。 因此，只能加碳酸鈣，當碳酸鈣過量后，沉淀不溶解，過濾后，濾液就是主要含氯化鈣的中性溶液。

[筆者分析]:上課教師分析合情合理，但得到主要含氯化鈣的中性溶液是否只能加碳酸鈣呢?筆者認為加熱是最好的方法，因為氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低。

問題2:在鹽酸和氯化鈣的混合液中，不斷滴入Na2CO3溶液，溶液的pH如何變化?

[學生分析]:在混合溶液中加入Na2CO3溶液，發生反應:2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O。當Na2CO3溶液過量后，因為Na2CO3溶液呈堿性，所以溶液的pH大于7。溶液的pH與Na2CO3溶液的體積關系如圖2所示。

[教師分析]:在混合溶液中加入Na2CO3溶液，發生反應:2HCl+Na2CO3=2NaCl+CO2↑+H2O。當Na2CO3溶液過量后，Na2CO3溶液與氯化鈣繼續反應:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。此時，溶液的pH不變，保持為7，當Na2CO3溶液與氯化鈣反應完全后，繼續滴加Na2CO3溶液，因為Na2CO3溶液呈堿性，所以溶液的pH大于7。溶液的pH與Na2CO3溶液的體積關系如圖3所示。

[筆者分析]:上課教師的分析似乎很有道理，但他忽視了一點，當Na2CO3溶液與氯化鈣反應時，因為溶液中溶有二氧化碳，此時溶液的pH應穩定在5—6之間，而不是7，因此，教師畫出的圖像應作如下修正:

4 反饋的練習值得推敲

“鳥宿池邊樹，僧敲月下門。”成為千古經典，“推敲”也成為我們“精益求精”的代名詞。化學問題應該是嚴謹的，應該經得起推敲。

[反饋練習]:下面(見表1)每種物質中均含有一種雜質，加入相應的除雜試劑后能否達到除雜的目的。請你對每組消除物質中的雜質的方法給予評價。

[教師答案]:

組次1:不正確。因為加入H2SO4后雖除去CO32-，但又引入了SO42-。

組次2:不正確。因為CuSO4與Ba(OH)2 溶液反應生成了兩種沉淀Cu(OH)2和BaSO4，而無法分開。

組次3:正確。因為Fe比Ag活潑， Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag， 過濾出 Fe、Ag， 可得濾液Fe(NO3)2。

[筆者體會]:教師對實驗的評價僅局限于除雜的方法是否正確及正確與否的原因，并沒有對應采取什么恰當的除雜方法作出具體的說明。

組次1中，一般常見的方法有兩種，其一是沉淀法:加入適量的氯化鈣溶液，發生如下反應:CaCl2+K2CO3=CaCO3↓+2KCl，再過濾就行。其二是氣化法:可先加過量的鹽酸，鹽酸與碳酸鉀中和再加熱除去二氧化碳和氯化氫。這兩種方法中方法一無法控制加入氯化鈣溶液的量，通常會引入雜質離子Ca2+，方法二易操作，方法佳。

組次2中，除去Cu(OH)2 表面的CuSO4溶液，常用的方法是洗滌法，為了減少Cu(OH)2 的溶解并盡量將雜質除盡，在洗滌沉淀時常采用的方法有，⑴用少量的水(剛好浸沒沉淀)多次洗滌， ⑵用冰水洗滌。

另外筆者對組次2的問題背景表示懷疑，硫酸銅溶液和強堿性溶液混合會生成沉淀。當把少量硫酸銅溶液滴入到2 mL氫氧化鈉溶液中，會發生反應 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4，而當把少量氫氧化鈉溶液滴到2 mL硫酸銅溶液中時(硫酸銅過量)，則會發生反應4CuSO4+6NaOH=Cu4(OH)6SO4↓+3Na2SO4。這個反應中生成的Cu4(OH)6SO4是溶解度極小的淺綠色的堿式硫酸銅。由此可見， Cu(OH)2表面有CuSO4溶液的背景有點虛。

“一花一世界，一葉一如來。”一節課可以折射出一位教師的教學理念，教學風格，我們的教師也要在每節課后，有反思，有完善，更要有提升。