談“溶液的配制與分析”教學中的幾個盲點

摘要：從有效數字、實驗細節、問題表達、知識情境4個方面剖析了“溶液的配置與分析”教學中存在的盲點。認為沒有一節課是完美的，對每節課進行剖析與反思，有利于教師的專業成長，更有利于課堂教學效益的提升。

關鍵字：有效數字；實驗細節；問題表達；知識情境

文章編號： 1005–6629(2012)5–0033–02 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

為了進一步促進蘇州市高中化學教師業務水平發展，提升化學教師素養，2011年9月22-23日在江蘇省木瀆高級中學舉行了蘇州市中學化學教師優質課評比活動，共有13名教師參加了這次比賽，筆者有幸成為這次比賽活動的評委。這次比賽是一次群英會，參加比賽的教師素質都比較高，亮點很多，但在光芒的背后也暴露了一些問題。

本次比賽分3組進行，筆者擔任的是高一組的評委，高一組的課題是蘇教版“溶液的配制與分析”，就這個課題，筆者想談一談教師在教學中的幾個盲點。

1 盲點1——有效數字

分析化學中有效數字旨在檢測工作中實際上能夠測量到的數字，它由全部準確數字和一位不確定的可疑數字組成。儀器的測量精度不同，它們所能給出的有效數字的位數就不同，測定的相對誤差也隨之不同。例如，當使用滴定管移取25 mL液體時，表示該液體的實際體積是（25.00±0.01）mL，如果使用量筒量取25 mL液體，則表示該液體的實際體積是（25.0±0.1）mL，兩種量液儀器的測量精度相差10倍。科學地保留實驗數據的位數是一件很重要的事，不能隨便增加或減少。

本節內容有如下計算：

計算：配制100 mL 0.100 mol·L^-1 Na₂CO₃溶液所需碳酸鈉固體的質量為 g

一位比賽教師的板書如下：

m(Na₂CO₃)=0.1 L×0.1 mol·L^-1×106 g·mol-1=1.06 g≈1.1 g

這位教師其實就是忽略了有效數字問題，現在需要配制的是0.100 mol·L^-1 Na₂CO₃溶液，而不是0.1 mol·L^-1 Na₂CO₃溶液，因此要求儀器的精度就比較高，量100 mL溶液就需要容量瓶，而不能是燒杯，稱1.06 g Na₂CO₃固體就需要精度高的電子天平或分析天平，而不能采用精度低的托盤天平。教材上說：“用天平正確稱取碳酸鈉固體”，這位教師想當然地認為天平就是托盤天平，由此可見對有效數字地忽視程度。正確的板書如下：

m(Na₂CO_{3)=0.100 L×0.100 mol·L^-1×106 g·mol^-1= 1.06 g}

2 盲點2——實驗細節

細節決定成敗，我們化學教師在演示實驗時，大的方面一般不會錯，但細節方面就有待精雕細刻，筆者試舉3例。

2.1 如何檢查容量瓶是否漏水？

方法：往瓶內加入一定量水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立過未，觀察瓶塞周圍是否有水漏出。如果不漏水，將瓶正立并將瓶塞旋轉180°后塞緊，仍把瓶倒立過來，再檢查是否漏水。經檢查不漏水的容量瓶才能使用。

在整個檢查容量瓶是否漏水的操作過程中，加一定量的水是關鍵，絕大部分比賽教師只是加了少量的水，占容量瓶體積的五分之一都不到。具體要加多少水，首先要弄明白檢漏的原理，它本質是利用水產生的一定壓強來檢漏的，如果水壓達不到一定的值，即使漏水可能也檢查不出，所以為了保證實驗的成功，我們通常往容量瓶中注入2/3容積的水。另外將瓶塞轉180°是為了看瓶塞是否軸對稱，如果不對稱，就漏水，密封不好。

2.2 如何洗滌玻璃棒？

為了減少實驗誤差，將溶質盡可能地轉移到容量瓶中，要用蒸餾水洗滌燒杯內壁和玻璃棒2~3次。但洗滌玻璃棒的過程中，不少教師將玻璃棒拿出燒杯，這是實驗操作不允許的，因為在玻璃棒沒有洗滌干凈前將玻璃棒拿出燒杯，玻璃上的液滴如果流下，就會產生實驗誤差，導致配制溶液的物質的量濃度偏低。

2.3 如何進行溶液的混合？

把洗滌燒杯的溶液注入容量瓶后，加蒸餾水至瓶體積的三分之二；此時要搖動容量瓶，使溶液混合均勻。由于容量瓶瓶頸細，不能用玻璃棒攪拌，故用手握住瓶頸搖動，切不可蓋上瓶塞上下翻動。因為不同濃度的溶液，密度也不同，在等質量的情況下，體積是不一樣的；而等體積的時候，質量也是不一樣的，這樣就會影響加到刻度線時的值。部分老師沒有這個操作，有些教師雖然做了，但加入蒸餾水沒有至瓶體積的三分之二。當定容結束后，應蓋好塞子，用左手食指按住瓶塞，另一只手五指托住容量瓶底，將其倒立（注意不要用手掌握住瓶身，以免體溫使液體膨脹，影響容積的準確），使瓶內的氣泡上升到頂部，邊倒轉邊搖動。如此反復15-20次，使瓶內溶液充分混合均勻。但有些教師反復的次數只有2-3次，還有些教師直接用手掌握住容量瓶，這些操作都是不規范的，都會給實驗帶來誤差。

3 盲點3——問題表達

在教學過程中經常遇到所用習題存在各種各樣問題，其中習題缺乏嚴謹性是比較常見的問題。有些習題語言表達模糊、含混甚至是使用有歧義。而一份內容科學嚴謹、邏輯嚴密、表達嚴謹的好習題是學生夯實基礎和培養能力的保證。這次比賽中有位教師設計了這樣一道題：

問題：配制480 mL 0.4 mol·L^-1的NaOH溶液需稱NaOH g

學生的計算過程如下：

m(NaOH)=0.48 L×0.4 mol·L^-1×40 g·mol^-1=7.68 g

教師的計算過程如下：

m(NaOH)=0.5 L×0.4 mol·L^-1×40 g·mol^-1=8 g

教師的理由是沒有480 mL的容量瓶，所以只能選用500 mL的容量瓶，因此用0.5 L代入計算。

聽了好像很有道理，但我細想之后又覺得很沒有道理。理由有兩條，其一，題目要求是配制480 mL溶液，而不是實驗室需要480 mL溶液；其二，0.4 mol·L^-1的NaOH溶液本來就是粗配，根本不需要容量瓶。如果要考查學生對容量瓶規格的掌握情況，筆者建議將問題做如下修改：

問題：實驗室需要480 mL 0.400 mol·L^-1 NaCl溶液，在配制0.400 mol·L^-1 NaCl溶液時，至少需要稱量NaCl多少克？

計算過程如下：

m(NaCl)=0.500 L×0.400 mol·L^-1×58.5 g·mol^-1= 11.7 g

4 盲點4——知識情境

在情境教學和任務型教學中，我們都會人為地控制輸入知識，使學生在“情境”中操練或在“任務”中“感知、體悟”。但教師在教學中設置的情境必須真實，脫離真實情境并簡化所學知識，往往只能達到刻板的、不完整的、膚淺的理解。保證學習情境真實，學生主體構建的知識才可靠。在對物質的量濃度概念進行加固理解時，設計了如下一道題：

問題：16.0 g CuSO₄加入1 L水中，問：所得溶液的物質的量濃度是多少？

教師的答案是0.1 mol·L^-1（筆者認為如果情境真實，也應該是0.100 mol·L^-1）。計算過程沒有值得討論的，關鍵是問題的情境值得商榷。配制一定物質的量濃度的硫酸銅溶液，我們一般用膽礬晶體。因為無水硫酸銅為白色或灰白色粉末，在空氣中極易吸收水分，吸濕性很強，無水硫酸銅要儲于干燥庫房中。而膽礬是硫酸銅結晶物，以CuSO₄·5H₂O形式存在，不會和空氣中的水分子結合，配制溶液的時候誤差較小，所以都是以膽礬來配制硫酸銅溶液，而實驗室中保存的硫酸銅都是以膽礬形式在保存。如果要用無水硫酸銅配制，還需將硫酸銅晶體先加熱脫水?？梢娕渲埔欢ㄎ镔|的量濃度的硫酸銅溶液，如果用無水硫酸銅，一是不簡便，二是誤差大。

沒有任何一節課是完美無暇的，對它們進行系統的回顧、梳理，并對其作深刻的反思、探究和剖析，“思之則活，思活則深，思深則透，思透則新，思新則進?！?/p>

參考文獻：

[1]田長明.化學教師：請唱出屬于自己的“青花瓷”[J].化學教學，2011，（2）：20~21.

[2]田長明.試題分析——講評之中見真功[J].化學教學，2011，（5）：23~24.