小題大做探酸性

張 斌

（甘肅省會(huì)寧一中 甘肅 會(huì)寧 730700）

近日，筆者在高三第一輪復(fù)習(xí)“硫酸的性質(zhì)”教學(xué)中，通過(guò)組織學(xué)生個(gè)別板演、集體討論、歸納總結(jié)等形式很快完成了對(duì)硫酸酸性、吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性的再認(rèn)識(shí)。為了鞏固濃硫酸的強(qiáng)氧化性，選了一個(gè)很常見(jiàn)的小題，師生分析、討論、解答后，一位同學(xué)的提問(wèn)使課堂出現(xiàn)了意外，在一波三折的探究學(xué)習(xí)中，盡管教學(xué)沒(méi)按事先預(yù)設(shè)的方案進(jìn)行，但卻收獲了“無(wú)心插柳柳成蔭”的意外之喜。尤其是課后筆者查閱各種資料和一些高規(guī)格的考試題，并和同事們進(jìn)行討論交流時(shí)發(fā)現(xiàn)，課例中出現(xiàn)的對(duì)“酸性”理解的誤區(qū)，在中學(xué)化學(xué)老師中具有普遍性，于是撰文以期和同行們商榷。

一、課堂實(shí)錄

……

【例題】 向25mL 18.4mol/L 的H2SO4溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應(yīng)后，被還原的H2SO4物質(zhì)的量為（ ）

A.小于0.23mol B.等于0.23mol

C.0.23mol—0.46mol 之間 D.等于0.46mol

師生：一起分析：根據(jù)剛才內(nèi)容復(fù)習(xí)知道，銅和濃H2SO4發(fā)生如下反應(yīng)：Cu+2H2SO4（濃）=△ CuSO4+SO2↑+2H2O，由于銅片是足量的，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃H2SO4濃度逐漸下降，降到一定程度反應(yīng)就會(huì)停止，本題中H2SO4的物質(zhì)的量為：n=0.025L×18.4mol/L=0.46mol，如果這些硫酸全部反應(yīng)，做氧化劑被還原的占其中的一半，應(yīng)為0.23mol，但H2SO4消耗不完，因此被還原的H2SO4小于0.23mol。

師生討論結(jié)束后，本該進(jìn)行下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，但有學(xué)生提問(wèn)了。

生：老師，剛才分析題時(shí)說(shuō)參加反應(yīng)的硫酸有一半的顯了氧化性的被還原了，那另一半怎么了？

因?yàn)檫@樣的問(wèn)題新授課時(shí)討論過(guò)很多遍，所以筆者沒(méi)有仔細(xì)考慮學(xué)生產(chǎn)生這個(gè)問(wèn)題的癥結(jié)所在，便隨口將問(wèn)題轉(zhuǎn)給了全班學(xué)生。

師：同學(xué)們看，另一半的硫酸到哪兒去了？

生1：濃H2SO4和金屬反應(yīng)時(shí)既顯酸性又顯氧化性，既然一半顯了氧化性，那另一半當(dāng)然顯了酸性。

大多數(shù)學(xué)生附和，有些學(xué)生疑惑，做思考狀。

生2：（試探性的說(shuō)）我一直不理解這種說(shuō)法，該反應(yīng)中硫酸提供的SO42-是有一半在生成物CuSO4中，另一半被還原成了SO2，但能否說(shuō)參加反應(yīng)的H2SO4顯酸性和顯氧化性的各占一半，我很困惑，老師再解釋一下。

這時(shí)候筆者很奇怪，顯酸性和顯氧化性的各占1/2簡(jiǎn)單明了，以前闡述了好多次，怎么還困惑呢？ 由于無(wú)法再做深層次的講解，便又將問(wèn)題拋給了學(xué)生。

師：那么，請(qǐng)大家討論看，能否說(shuō)參加反應(yīng)的硫酸中顯酸性的和顯氧化性的各占一半？

（學(xué)生討論很熱烈，兩、三分鐘后，有人舉手發(fā)言）

生3：我們認(rèn)為，要澄清這個(gè)問(wèn)題，首先要從什么是酸性（學(xué)生語(yǔ)氣很重以示強(qiáng)調(diào)）的理解上來(lái)解決。所謂“酸性”就是酸的通性，剛才我們復(fù)習(xí)硫酸酸性時(shí)已經(jīng)涉及，但還要仔細(xì)琢磨，為什么不同的酸具有相同的性質(zhì)呢？ 因?yàn)樗兴犭婋x時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)離子全部是H+，這一結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)決定了性質(zhì)上的相似點(diǎn)，因此，我們認(rèn)為酸性是酸類物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)在H+上的性質(zhì)，既然該反應(yīng)中H2SO4中的H+全部生成了H2O，應(yīng)該說(shuō)參加反應(yīng)的H2SO4全部顯了酸性（強(qiáng)調(diào)是H+），其中一半的被還原（強(qiáng)調(diào)是SO42-），所以被還原的這一半顯了氧化性。

聽(tīng)了他的表述，筆者也恍然大悟，原來(lái)一直以來(lái)我對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有吃透，欣喜之余又想聽(tīng)聽(tīng)其他看法，便繼續(xù)引導(dǎo)。

師：同學(xué)們聽(tīng)懂他的觀點(diǎn)了嗎？

生4：老師，我同意他的觀點(diǎn)，但這樣一來(lái)，您前面寫(xiě)的化學(xué)方程式中就出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

她指著黑板上剛才復(fù)習(xí)H2SO4酸性時(shí)的一個(gè)方程式（BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl）說(shuō)，這個(gè)反應(yīng)中H+沒(méi)被消耗，所以它是硫酸的個(gè)性而非酸的通性，您剛才是把它作為酸的通性來(lái)舉例的。

一石激起千層浪，這下教室里熱鬧了，學(xué)生們不等我引導(dǎo)就開(kāi)始議論了。此時(shí)，我知道再也不能按既定方案教學(xué)了，干脆就讓學(xué)生好好表達(dá)一下自己的觀點(diǎn)。

師：（示意學(xué)生安靜）沒(méi)想到這個(gè)“小題”引出了大問(wèn)題，現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們暢所欲言，就“酸性”問(wèn)題繼續(xù)討論，并發(fā)表看法，讓別人聽(tīng)聽(tīng)你的高見(jiàn)。

幾分鐘后，學(xué)生陸續(xù)發(fā)言。

生5：化學(xué)的學(xué)習(xí)中一直強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)決定了性質(zhì)的相似點(diǎn)，結(jié)構(gòu)上的不同點(diǎn)決定了性質(zhì)上的遞變性或不同點(diǎn)。各種酸電離時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)離子全部是H+，這是結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)，所以表現(xiàn)了酸的通性，但硫酸之所以區(qū)別于其他的酸，就是它電離還產(chǎn)生了SO42-這一個(gè)性，因此我們要在結(jié)構(gòu)的共性和個(gè)性上認(rèn)識(shí)酸的通性和個(gè)性。

生6： 是啊，我們以前把BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl；Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑兩個(gè)反應(yīng)都當(dāng)做酸的通性了，事實(shí)上前一個(gè)反應(yīng)的本質(zhì)是SO42-+Ba2+=BaSO4↓，是含SO42-的物質(zhì)的性質(zhì)，而后一個(gè)反應(yīng)的本質(zhì)是CO32-+2H+=H2O+CO2↑，體現(xiàn)了酸的通性。所以我個(gè)人認(rèn)為把前者納入酸的通性是不恰當(dāng)?shù)摹ｎ愃频膯?wèn)題很多，現(xiàn)在應(yīng)該厘清了。

生7： 這個(gè)問(wèn)題不僅僅是濃H2SO4和Cu 等金屬反應(yīng)的問(wèn)題，其他強(qiáng)氧化性的酸如濃、稀硝酸和金屬反應(yīng)時(shí)，也既顯酸性又顯氧化性。

兩個(gè)反應(yīng)中，前者被還原的硝酸占參加反應(yīng)硝酸的1/2，后者占1/4，但兩個(gè)反應(yīng)中參加反應(yīng)的硝酸中全部H+都消耗了，不能說(shuō)前者顯酸性的硝酸占了總參與反應(yīng)的硝酸的一半，后者占了3/4。改寫(xiě)成離子方程式其實(shí)更清 楚。Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；3Cu+8H++顯然兩個(gè)反應(yīng)中酸全部消耗。

生9：這樣說(shuō)來(lái)，還原性的酸也有類似的問(wèn)題！ 請(qǐng)看Cl2的實(shí)驗(yàn)室制備中兩個(gè)典型的反應(yīng)原理。

兩個(gè)反應(yīng)中濃鹽酸都既顯了酸性又顯了還原性（強(qiáng)調(diào)和前面不一樣），但前者被氧化的HCl 占了參加反應(yīng)的HCl 的1/2，而后者占了5/8，但兩個(gè)反應(yīng)中參加反應(yīng)的HCl 提供的H+全部消耗。不能說(shuō)前者顯酸性的HCl 占總反應(yīng)的HCl 的1/2，后者占3/8。這兩個(gè)反應(yīng)改寫(xiě)成離子方程式也能清楚看到這點(diǎn)。

生10：以前學(xué)習(xí)了酸溶液和酸性溶液的區(qū)別，自以為對(duì)酸的通性搞清楚了，現(xiàn)在看來(lái)還是處于半懂的狀態(tài)，剛才討論收獲挺大的。類推一下，堿的通性其實(shí)也有類似的問(wèn)題，像下面這個(gè)反應(yīng)（板演）：

Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH，我一直當(dāng)堿的通性中鹽和堿的反應(yīng)來(lái)理解，現(xiàn)在看來(lái)有誤，因?yàn)槠浔举|(zhì)是Ca2++CO32-=CaCO3↓，該反應(yīng)沒(méi)發(fā)生在堿的本質(zhì)特征“OH-”上，應(yīng)該不能當(dāng)做堿的通性的代表，但以前沒(méi)想那么多。

生11：我們幾個(gè)還有如下猜想，先寫(xiě)在黑板上，老師和同學(xué)們?cè)u(píng)判一下是否有理。

四個(gè)學(xué)生上了講臺(tái)，每人在黑板上寫(xiě)下了一組方程式：

離子方程式：2Fe（OH）3+6H++2I-=2Fe2++I2+6H2O

寫(xiě)完之后該同學(xué)（生11）作了如下解釋：

我們剛才討論做了猜想，這些反應(yīng)都分兩步完成。第一、三組中，Ⅰ式強(qiáng)氧化性的酸H2SO4（濃）、HNO3（稀）把銅氧化成堿性氧化物CuO，而自身被還原成SO2、NO，堿性氧化物CuO 不能和酸共存，生成之后馬上被消耗，Ⅱ式便是堿性氧化物CuO 和酸反應(yīng)，兩式加和就是總方程式。明顯Ⅰ式中強(qiáng)氧化性酸被還原，但酸根離子和氫離子都被消耗，既顯酸性又顯氧化性，而Ⅱ式只是堿性氧化物和酸之間的復(fù)分解反應(yīng)，酸根離子沒(méi)被消耗，消耗的是H+，只體現(xiàn)了酸的酸性；第二組方程式把氧化性酸換成了還原性酸，原理一樣；第四組，氧化性的堿和還原性的酸反應(yīng)，第一步中和，酸顯酸性、堿顯堿性，但生成的Fe3+和I-不能共存，在中和的同時(shí)發(fā)生第二步反應(yīng)，加和起來(lái)就是總方程式。這樣想是否違背了客觀事實(shí)，請(qǐng)老師給予評(píng)價(jià)。

（這時(shí)下課鈴響了）

師： 本節(jié)課同學(xué)們對(duì)酸性的理解和探究的深刻程度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了老師的期望，但主要的觀點(diǎn)還比較零散，希望大家課后歸納、整理，咱們?cè)谳o導(dǎo)課上再做探討。

二、兩點(diǎn)反思

1.酸性問(wèn)題在中學(xué)化學(xué)課程體系中涉及知識(shí)點(diǎn)很多，但對(duì)于酸這類化合物體現(xiàn)在“酸根離子”和“H+”上的個(gè)性和共性問(wèn)題，很少有人去論證，好多老師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)酸的通性時(shí)把由“酸根離子”參與的反應(yīng)和由“H+”參與的反應(yīng)一概算作“酸的通性”，這是有誤的。本節(jié)課后筆者和同事們探討、查閱教輔資料和專業(yè)雜志，發(fā)現(xiàn)好多老師對(duì)于氧化性酸（或還原性酸）既表現(xiàn)氧化性（或還原性）又表現(xiàn)酸性時(shí)的比例問(wèn)題理解有誤，如《化學(xué)教學(xué)》2010年第3 期上刊登楊劍老師的《化學(xué)教學(xué)中課程資源的生成性策略》一文談到二氧化錳和濃鹽酸反應(yīng)時(shí)認(rèn)為一半的HCl 做還原劑，另一半作酸用［1］，這是值得商榷的。再如2011年甘肅省普通高中學(xué)業(yè)水平考試化學(xué)試卷選擇題第10 題也犯了同樣的錯(cuò)誤，題目如下：

下列反應(yīng)中酸只表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性的是（ ）

A.銅與熱濃硫酸 B.銅與濃硝酸

C.銅與稀硝酸 D.碳與熱的濃硫酸

很顯然命題人的意圖是考查學(xué)生對(duì)濃硫酸、濃硝酸強(qiáng)氧化性的理解，認(rèn)為D 選項(xiàng)中濃硫酸全部被還原只顯了強(qiáng)氧化性，在前三個(gè)選項(xiàng)中SO42-、NO3-部分被還原成了SO2、NO2、NO，還有部分在鹽CuSO4、Cu（NO3）2中出現(xiàn)顯了酸性，所以似乎正確答案為D。豈不知，四個(gè)反應(yīng)中H+都被消耗，所有酸都既顯氧化性又顯酸性，故該題無(wú)正確答案。

2.這是一節(jié)沒(méi)有完成教學(xué)任務(wù)的課，但筆者課后將提前預(yù)設(shè)的方案和實(shí)際的課堂教學(xué)過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比，本課如果按原設(shè)計(jì)的方案展開(kāi)，只是多了幾個(gè)訓(xùn)練題，針對(duì)高考完成這些訓(xùn)練題是必須的，但完成這些訓(xùn)練題對(duì)人的培養(yǎng)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這次“意外”所產(chǎn)生的效果，本節(jié)課學(xué)生探究學(xué)習(xí)時(shí)參與課堂的熱情、討論辨析時(shí)的語(yǔ)言組織、交流傾聽(tīng)時(shí)對(duì)別人的尊重、闡述觀點(diǎn)時(shí)采用的方式方法、猜想假設(shè)時(shí)的靈活多變、對(duì)概念理解的深刻程度以及對(duì)概念的類比延伸等等，都是我備課時(shí)沒(méi)預(yù)設(shè)到的。這就使我想到了高三的復(fù)習(xí)課，大多數(shù)老師都把課預(yù)設(shè)得十分緊湊，知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)、板塊與板塊、環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)之間過(guò)渡嚴(yán)謹(jǐn)，言簡(jiǎn)意賅，師生的大多數(shù)時(shí)間都在匆匆忙忙的知識(shí)點(diǎn)歸納小結(jié)、熱點(diǎn)難點(diǎn)的強(qiáng)化訓(xùn)練中度過(guò)。規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念A(yù)設(shè)使課堂程式化，缺乏生氣和樂(lè)趣，缺乏智慧的挑戰(zhàn)，師生的主觀能動(dòng)性得不到充分的發(fā)揮。其實(shí)把握住稍瞬即逝的生成性資源，耐著性子引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索問(wèn)題、歸納學(xué)法、揭示規(guī)律的創(chuàng)造性教學(xué)，更能使學(xué)生的潛能得到充分的挖掘，個(gè)性得到充分的張揚(yáng)，這是教育對(duì)老師智慧的呼喚。

［1］ 楊劍.化學(xué)教學(xué)中課程資源的生成性策略［J］.化學(xué)教學(xué).2010，（3）：35