實驗異常現象帶來精彩課堂

一、主題與背景

新教材教育理念的鮮明特點在于：“以學生發展為本”，“以學生學會學習為本”，教材僅僅是學生發展的“文化中介”，是師生進行化學對話的話題，是引導學生認知發展、生活學習、人格建構的一種載體。新課程觀認為，教學是師生互相交往，共同發展的互動過程，抓住教學中的帶有探討性的問題，讓學生就某一問題各抒己見，并通過學生之間、師生之間的多邊交流，使學生在教師的指導下為解決某個問題進行探討、實驗、辯明是非真偽以獲取知識。教師教學不再是將教材分解成知識和技能要點，然后傳授給學生，而是要引導學生成為學習的行動者，不斷地提出問題，不斷地自主探索，不斷地親身體驗，不斷地解決問題。本案例以KI溶液與雙氧水溶液反應為研究對象，實踐新課程所提出的讓學生自主學習、自我發展的理念。

二、情景描述

氧化還原反應的課堂上，在進行證明I-具有還原性時，學生選擇了氯水、溴水、雙氧水、酸性高錳酸鉀等氧化劑與之反應，并用淀粉溶液進一步證明有碘單質的生成。

實驗結束后，學生在匯報實驗現象和結論時，出現兩個“異常”情況：一是有兩組學生興奮地報告說，將雙氧水加入到碘化鉀溶液中出現黃色，加熱后，黃色褪去，說明雙氧水的漂白性。另有一組學生報告說第一次實驗時加了很多的雙氧水也沒有出現黃色，重新做的時候才出現黃色。他們經過討論認為可能是第一次試驗時滴管沒有洗過造成的，因為前面實驗中曾用過氫氧化鈉溶液，所以他們認為是生成的碘單質又和氫氧化鈉反應（類似于氯氣和氫氧化鈉的反應）造成的。

對于第一種情況，有學生認為雙氧水的漂白是對有機色素，而不是對無機物。大家陷入了沉思，也有幾個同學在低聲爭論，在老師的鼓勵下，有同學小心翼翼的提出，是不是在加熱條件下，雙氧水的氧化性增強，將碘離子氧化到高價了。“那你認為會是什么物質呢？”“就象IO3—之類的物質”，“如果是IO3—，那又能如何證明？”。由于在練習中學生做過可以利用IO3—+5I—+6H+=3I2+3H2O來證明含碘鹽中有IO3—存在。于是大家馬上動手，在已褪色的溶液中滴入KI和稀H2SO4，果然重新出現黃色。此時同學們已經感到成功的喜悅了，思維也變得更活躍了。

對于第二種情況，筆者提示能不能利用實驗來證明的確是I2和NaOH反應而使其褪色的呢？同學們馬上想到可以在碘水中加入氫氧化鈉，看能否快速褪色。實驗的結果出乎大家的預料，碘水的顏色基本沒有什么變化，經過較長時間，或經過加熱才能看到顏色的褪去。那又可能是什么原因呢？筆者再次提示，溶液的酸堿性對物質的氧化性和還原性的強弱有影響，如高錳酸鉀的氧化性在酸性條件下比在中性和堿性條件下要強。于是學生設計了以下幾個實驗：

1.在KI溶液中滴入幾滴稀NaOH溶液，再滴入H2O2，結果基本上看不到黃色出現，繼續滴加足量KI溶液，出現黃色。2.在KI溶液中滴入H2O2，出現黃色，再滴入幾滴NaOH溶液，馬上褪色，繼續滴加足量KI溶液，出現黃色。3.在KI溶液中滴入幾滴稀H2SO4溶液，再滴入H2O2，仍有黃色出現。

至此，同學們得出以下結論：在加熱和堿性條件下，雙氧水的氧化性較強，能將I—氧化到IO3—，在酸性條件下僅能氧化到I2，進一步分析可知，物質的氧化性溫度、酸堿性等外界條件都有關系。

三、問題討論

事后，筆者查了有關書籍，酸性條件下E°（H2O2/

H2O）=1.776V，E°（I2/I-）=0.535V，E°（IO3-/I-）=1.085V，堿性條件下E°（IO3-/I-）=0.261V。如果按照標準濃度應該說在酸性條件下雙氧水也能將I—氧化到IO3—，實際在使用30%H2O2和0.1mol/LKI溶液時根據能斯特方程可知，僅能得到I2。而在堿性條件下，將I—氧化到IO3—，是很容易實現的。因此，嚴格地說，在堿性條件下，不是雙氧水的氧化能力提高，而是I—的還原性增強。

四、課后反思

目前高中學生特別是高三學生存在的情況是：有相關的知識，有一定的實驗技能，對問題有相當的敏感性，能獨立地發現問題和提出問題，但是在解決問題的能力上存在明顯的不足。另外，學生之間也存在明顯的差異，少部分思維活躍的學生能很快地提出問題、提出解決方案，造成大部分學生還沒有進行充分的思考，當連續遇到困難時，會很快地失去信心，參與熱情受到影響。因此教師一方面要對學生進行多次類似的訓練，以提高他們的思維能力，另一方面不要急著肯定或否定學生的想法，而是以中立的立場看待，讓更多的學生能有充分的思考空間和時間。

教師對教學過程中的突發事件應有相當的應付能力和敏感性，能及時捕捉教學切入點。課堂上常會出現上述類似的由學生“創設”的問題情境。如果教師善于以敏銳的眼光捕捉在教學過程中出現的這些時機，引領學生進行探究性學習，就能激發學生強烈的探究欲望，讓學生在探究學習中體驗樂趣、培養學生的探究能力。