敢于質疑培養創新

2007-12-31 00:00:00湯偉張茹英

化學教學 2007年10期

文章編號：1005－6629(2007)10－0005－02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：C

有一道題：在一燒杯中盛有10ml、2mol L^-1的H₂SO₄溶液，同時有一表面光滑的塑料小球懸浮于溶液中央，向該燒杯里注入0.4mol L^-1的Ba(OH)₂溶液至恰好完全反應，此實驗過程中：

(1)燒杯里觀察到的實驗現象有___________

(2)實驗過程中所發生的化學反應的離子方程式__________。

解析：此試題傳統的答案為溶液中產生沉淀，小球沉到燒杯底部，離子反應式為：Ba²⁺+2OH^-＋2H⁺+SO^-2₄=BaSO₄+2H₂O，若認真做此實驗，上述實驗現象描述欠科學性，因為燒杯中液體變化為：溶液→懸濁液→水，其密度變化是先變大后變小，故小球是先上浮最終下沉，而非直接沉到燒杯底部。

說明：中學化學實驗題中還有許多類似問題我們易犯想當然性錯誤，如苯酚常溫下是固體，而CO₂通入苯酚鈉溶液中，生成的苯酚是油狀液體而不是固體，此時分離苯酚常采用分液法而非過濾法，碘單質常溫下是固體，而Cl₂通入KI溶液中，生成的碘是分散于水中的液體狀態而非固體沉淀，此時分離碘常采用萃取法而非過濾法。

目前中學教材中還有許多實驗欠科學性，如人教版高三化學第六單元“化學實驗方案的設計”中驗證乙二酸受熱分解產物的實驗，教材中裝置如圖。

若我們在教學過程中注重培養學生的創新精神，學生則會敢于質疑，會發現教材中的實驗設計不科學，不安全及思維不嚴密。如草酸熔點低，融化后會流到管口，易凝結成固體，堵塞導管口，造成安全事故，設計不安全。草酸蒸汽與石灰水反應可生成草酸鈣白色沉淀，干擾CO₂的檢驗，設計不科學。另外上述設計也不能檢測出CO、H₂O等產物。

為更好培養學生創新精神，下面我們再舉兩道實驗題供練習。

練習一：某同學為測定一定質量的鈉與水反應產生的氫氣體積，設計了右圖裝置進行實驗。

(1)實驗開始時，欲使鈉與水接觸反應，應如何操作?_____________________。

(2)反應開始時，試管中能觀察到的現象是___________。

(3)已知有關物質的密度 ρ(K)： 0.86g·cm^-3，ρ(Na)： 0.97g·cm^-3，ρ(煤油)： 0.8g·cm^-3。如果將鈉換成相同大小的鉀進行上述實驗，結果鉀反應完所用的時間比鈉反應完所用的時間___________(填“長”或“短”)，其原因是___________。

答案：(1)按住橡皮塞，將大頭針向上提。(2)鈉在水和煤油內上、下跳動，并不斷減少至消失，同進有氣泡產生。(3)長。鉀的密度比鈉小，產生少量氣體即可使鉀上浮進入煤油中，且鉀的密度與煤油接近，在煤油中停留時間長。

點評：關于鉀與鈉分別與水完全反應，所消耗時間的長短應以實驗為依據，上述傳統答案認為鉀反應完畢所用時間較長，其理由是合理的，若學生有創新精神，敢于質疑，借助實驗，會發現金屬反應完畢所用時間長短與金屬質量的大小，煤油體積的多少均有關系，故上述問題(3)的答案應為兩種情況，第二種為：短。相同體積的鈉與鉀，因鉀的密度小，故鉀的質量少，且鉀比鈉與水反應更活潑，反應更快。

練習二：下面是某化學學習小組的同學進行研究性學習的過程，請你參與并協助他們完成相關學習任務。

［研究課題］探究草酸晶體受熱分解的產物

［查閱資料］該小組同學通過網絡查詢，獲得草酸及草酸晶體的一些相關知識：