化學課程中白色粉末成分檢驗方法微探

摘" 要：文章從物質(zhì)的構(gòu)成粒子切入，基于對物質(zhì)知識的綜合認知，分析各離子的性質(zhì)，鑒別白色物質(zhì)的組成，以大課題綜合思路把物質(zhì)檢驗轉(zhuǎn)化為離子的檢驗，用歸類法梳理離子的性質(zhì)，關聯(lián)題目信息，用比較法推斷存在的離子，以期推動化學相關課程的開展與創(chuàng)新。

關鍵詞：微觀視角；創(chuàng)新思維；離子的檢驗

一、發(fā)展科學思維與科學探究解決實際問題

２０２２年４月，教育部印發(fā)《義務教育課程方案和課程標準（２０２２年版）》，于２０２２年秋季學期開始執(zhí)行。在貫徹落實課程標準的過程中，化學既要切實落實新課程標準，又要“雙減”提升質(zhì)量，這就需要不斷探索與實踐。化學教學中的作業(yè)設計體現(xiàn)了新課標發(fā)展學生科學思維、科學探究解決實際問題的能力，有效助力學生建立化學觀、掌握化學核心知識和技能，形成個性化的方法思路。最能體現(xiàn)學生化學科學綜合素養(yǎng)的一類練習是“一包白色粉末”的成分檢驗實驗。一部分學生不知道從哪里找點切入、用什么方法可以比較高效地進行解答，本研究以一例探索方法確定一般有效思路。長江作業(yè)同步練習冊本化學九年級下冊１２２頁第２９題：有一包白色粉末可能含有氯化鋇、碳酸鋇、碳酸鈉、氫氧化鈉和硫酸鈉中的一種或幾種，取一定量該粉末樣品加入盛有足量水的燒杯中，攪拌，靜置，觀察到燒杯中有白色不溶物。小鄭同學將燒杯中的物質(zhì)過濾，得濾渣Ａ和濾液Ｂ，取濾渣Ａ于試管中滴加過量的稀硝酸，觀察到濾渣全溶解，有氣泡產(chǎn)生。小楊同學進一步設計了如下實驗方案，確定白色粉末的組成。

針對上述實驗方案中各步驟的現(xiàn)象，小楊同學提出下列三種不同的假設，依據(jù)每種假設中不同的實驗現(xiàn)象，可得出不同的實驗結(jié)論。

依據(jù)假設一的現(xiàn)象，可確定原白色粉末中只含有碳酸鋇、碳酸鈉、氫氧化鈉四種物質(zhì)，則步驟二的現(xiàn)象是_________，步驟三的現(xiàn)象是____步驟三中發(fā)生任意一個化學反應的化學方程式：_____________________。

依據(jù)假設二的現(xiàn)象，原白色粉末可能的組成是___

____________（任寫一種可能的組成，用化學式表示）。

依據(jù)假設三的現(xiàn)象，原白色粉末可能的組成有___種。

這是一道化學實驗探究題，以離子的檢驗為載體，考察酸堿鹽物質(zhì)性質(zhì)知識，考察科學思維、科學探究的方法，旨在讓學生經(jīng)歷科學探究，增強實踐能力。

化學新課程標準中核心素養(yǎng)“科學思維”是在化學學習中基于事實與邏輯進行獨立思考和判斷，對不同信息、觀點和結(jié)論進行質(zhì)疑與批判，提出創(chuàng)造性見解的能力；是從化學視角研究物質(zhì)及變化規(guī)律；是從宏觀、微觀、符號相結(jié)合的視角探究物質(zhì)及其變化規(guī)律的認識方式。

“科學探究與實踐”明確要求“增進對科學探究的理解；發(fā)展科學探究能力；學習基本的實驗技能”。

二、從物質(zhì)的性質(zhì)與應用尋探究思路

大部分學生會從物質(zhì)性質(zhì)出發(fā)，根據(jù)題目所提供的實驗步驟想象聯(lián)想，推斷可能存在的物質(zhì)，由存在的物質(zhì)關聯(lián)對應的化學反應，再由化學反應及現(xiàn)象進一步推斷確定其他物質(zhì)是否存在，將結(jié)論帶入實驗步驟中，反復檢驗結(jié)論是否正確。這種基于習題提供的信息，一步一推理，反復檢驗結(jié)論、再次確認結(jié)果的準確方法容易上手，但正確率不高，原因是性質(zhì)相似的物質(zhì)較多，東扯西拉易混為一談，難度較大。解題思維也始終停留在淺層的物質(zhì)知識層面，未形成大課題綜合思維，知識上也未構(gòu)建綜合性的知識網(wǎng)絡。學生為解題而解題，未深入思考方法、技能技巧，個人的化學素養(yǎng)和能力水平停留在“見山是山，見水是水”的境界。

三、從科學思維尋創(chuàng)新思路

“科學思維基于實驗事實進行證據(jù)推理、建構(gòu)模型并推測物質(zhì)及其變化的思維能力。”把“見著知微”和“探微知著”相融合，基于對物質(zhì)知識的綜合認知，從微觀粒子切入，從物質(zhì)構(gòu)成的微觀視角進行思考。

教師可引導學生用比較法解讀Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４、ＢａＣｌ２、ＮａＯＨ、ＢａＣＯ３的構(gòu)成離子，通過分析陰離子和陽離子的性質(zhì)，去偽存真確定存在的離子，把物質(zhì)世界的微觀和宏觀統(tǒng)一起來認知理解。

（一）先分析對比陽離子

陽離子有Ｎａ＋、Ｂａ２＋，其中Ｎａ＋不能形成沉淀，能形成沉淀的只有Ｂａ２＋。故沉淀不考慮Ｎａ＋的存在，而形成的濾渣中一定含有Ｂａ２＋。

（二）分析對比陰離子

通過分析，從離子的視角分析已將物質(zhì)的檢驗轉(zhuǎn)換為離子的檢驗。化學新課程標準中核心素養(yǎng)“形成化學觀念，解決實際問題”的目標要求是能從元素、原子、分子的視角初步分析物質(zhì)的組成及變化，認識“在一定條件下通過化學反應可以實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化”的重要性；初步學會從定性和定量的視角研究物質(zhì)的組成和變化。

（三）比較水溶性

Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＯＨ、ＢａＣｌ２、ＢａＣＯ３均是白色晶體，從外觀和水溶性無法區(qū)分出來，其中僅ＢａＣＯ３不溶于水，用水溶法可檢驗，其他物質(zhì)則需從化學性質(zhì)視角進行檢驗區(qū)分，需要一一梳理各物質(zhì)的性質(zhì)。

科學探究學習目標的實現(xiàn)，是建立在對初中化學課程完整學習基礎之上的。發(fā)展科學探究能力目標要求“能對事實與證據(jù)進行簡單的加工與整理，初步判斷事實證據(jù)與假設之間的關系。能依據(jù)一定的標準對物質(zhì)及其變化進行簡單的分類”。鑒別是利用不同物質(zhì)的不同性質(zhì)進行鑒別，先要梳理清所學物質(zhì)的性質(zhì)。

１． Ｎａ２ＣＯ３的性質(zhì)

①Ｎａ２ＣＯ３的水溶液呈堿性，能使無色酚酞變紅色，能使紫色石蕊變藍色。

②碳酸鈉和碳酸鈣相似，跟酸起反應都能生成二氧化碳氣體。

四、反思邏輯須嚴密，對比排除離子干擾

查閱硫酸鈣在常溫下溶解度為０．２７－０．４ｇ/１００ｍｌ，室溫時氫氧化鈣的溶解度為０．１６５ｈ/１００ｍｌ。比較溶解度大小可知，滴加飽和澄清石灰水時，含有Ｎａ２ＳＯ４的溶液不一定產(chǎn)生沉淀，而含有Ｎａ２ＣＯ３的溶液一定產(chǎn)生沉淀。

問題２：加入氯化鎂或硝酸鎂溶液可否檢驗鑒別。同樣，查閱“部分酸堿鹽溶解性表”可知，ＭｇＳＯ４可溶、ＭｇＣＯ３微溶。欲證明含有Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４可先加入ＭｇＣｌ２或Ｍｇ（ＮＯ３）２溶液，再加Ｂａ（ＮＯ３）２溶液即可。

化學新課程標準發(fā)展科學探究能力目標要求學生“初步學會運用調(diào)查、資料查閱等方式收集解決問題所需要的證據(jù)”。通過兩個問題的思考，學生知道了查閱資料、收集有效證據(jù)的途徑和方法。教師通過探究活動，自然培養(yǎng)了學生梳理、加工信息的學習能力，引導其運用對比方法設計方案。

化學新課程標準中“科學探究與實踐”明確要求“增進對科學探究的理解；發(fā)展科學探究能力；學習基本的實驗技能”。教師應引導學生依據(jù)已有的知識和經(jīng)驗，對猜想或假設做初步論證。

參考文獻：

［１］ 本刊編輯部． 新版義務教育課程方案和課程標準印發(fā)［Ｊ］． 時事（初中），２０２２（０１）：８．

［２］ 于純． 演示實驗在初中化學教學的應用策略［Ｊ］． 數(shù)理化解題研究，２０２１（０２）：７５－７６．

［３］ 肖華． 初中化學關于物質(zhì)鑒別與檢驗專題復習策略［Ｊ］． 中學課程輔導（教師教育），２０１９（１０）：９３．

［４］ 錢亮亮． 優(yōu)化初中化學教學的三個著力點［Ｊ］． 中學生數(shù)理化（教與學），２０１８（０５）：５６．

（責任編輯：莫唯然）