走出初中化學(xué)教學(xué)中的幾處認(rèn)知誤區(qū)*

陸裕峰　嚴(yán)西平　朱衛(wèi)東

（1張家港市南豐中學(xué)　2蘇州市立達中學(xué)）

走出初中化學(xué)教學(xué)中的幾處認(rèn)知誤區(qū)*

陸裕峰1嚴(yán)西平2朱衛(wèi)東1

（1張家港市南豐中學(xué)2蘇州市立達中學(xué)）

教材中的某些知識點隨著版本的更新和認(rèn)識的深化會發(fā)生些許變化。教師要及時發(fā)現(xiàn)這種變化，主動探求這些變化后面隱藏著的深層次的化學(xué)原理。教學(xué)中更要積極適應(yīng)和發(fā)揮能動性，不應(yīng)讓“教學(xué)惰性”再延續(xù)下去。

初中化學(xué)教學(xué)；認(rèn)知；誤區(qū)

一、碳酸鐵究竟是否存在

在練習(xí)書寫化學(xué)式時，有的教師不加注意，把碳酸鐵、碳酸銅、碳酸鋁等也作為書寫的對象。對照2013版滬教版教材P127附錄四可知，這些化合物溶解性表征為“—”，即“這種物質(zhì)不存在或遇到水就分解了”（2012年以前的版本中認(rèn)為是“不”，即難溶物，這應(yīng)該是編者的錯誤）。為此我們僅以碳酸鐵為調(diào)查對象，查閱了盡可能多的手冊，包括Wagman的《化學(xué)熱力學(xué)性質(zhì)的數(shù)據(jù)編選》（1981年版），Kerters的《溶解度數(shù)據(jù)叢書》（1990年版），Barin的《純物質(zhì)熱力學(xué)數(shù)據(jù)手冊》（2003版）等都沒有查到有關(guān)碳酸鐵（Ⅲ）的數(shù)據(jù)，如果其確實存在或者能制備得到的話，那么作為常見的無機物，上述重要手冊沒有理由不收錄其中？值得注意的是，化工產(chǎn)品名錄中的“碳酸鐵”并非含有三價鐵離子，而是碳酸鐵（Ⅱ）（即“碳酸亞鐵”）的商品名，兩者完全不是一碼事。外文資料中的“Carbonateiron”對應(yīng)的化學(xué)式就是FeCO3，尚未有對應(yīng)“Fe2（CO3）3”的物質(zhì)見諸報端。退一步講，即使碳酸鐵（Ⅲ）能夠通過固相合成得到，只要露置在空氣中就會發(fā)生強烈的“雙水解反應(yīng)”:3CO32-（aq）+2Fe3+（aq）+3H2O= 2Fe（OH）3（s）+3CO2（g）。有學(xué)者通過計算認(rèn)為［1］，此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為4.02×1045，徹底不可逆，即完全水解到底，如果將碳酸鐵（Ⅲ）投入水中，得到的應(yīng)該是氫氧化鐵沉淀而非不溶于水的碳酸鐵。類似地，碳酸銅、碳酸鋁即使有也會發(fā)生“雙水解”而不復(fù)存在。所以我們認(rèn)為這些練習(xí)書寫化學(xué)式時，一定要將這些并不存在的物質(zhì)剔除，不要誤導(dǎo)學(xué)生，應(yīng)該讓他們意識到“書寫真實的化學(xué)式”才有意義！

二、蔗糖溶液不能導(dǎo)電嗎

在2014年蘇州中考化學(xué)卷中，有這么一問“蔗糖溶于水，溶液很難導(dǎo)電，是因為的緣故”。這道題絕大多數(shù)考生回答非常輕松:蔗糖以分子形式溶于水。不少老師也認(rèn)為回答正確。但是看了閱卷的參考答案都說沒想到，原來還必須回答另一個因素:水的導(dǎo)電性非常微弱！是啊，這些教師的意外其實并不意外。2012年以前版本的教科書中描述的是“蔗糖溶液不導(dǎo)電”。為什么教材都變了而這些教師卻沒有認(rèn)真研讀呢？說穿了還是“教學(xué)惰性”在作祟！在這些教師的潛意識中，還是讓學(xué)生單純地“看圖識記”:蔗糖分子被水分子包圍，分散開來，形成蔗糖溶液，其中沒有離子，不會導(dǎo)電的。這其實就是一種“形而上學(xué)”的片面認(rèn)知。師生都把注意力放在“分子”上了，難怪會忽視溶劑——水的微弱電離了。為了讓學(xué)生直觀地了解這一事實，我們利用電導(dǎo)率傳感技術(shù)，測定了蒸餾水和食鹽水中的電導(dǎo)率（見圖1），學(xué)生清楚地看到原來蒸餾水并不是所謂的“純水”啊，它里面也有像食鹽能電離出極少量的離子呀。這時他們恍然大悟:怪不得蒸餾水的導(dǎo)電性只能說微弱！所以我們認(rèn)為在每一輪的教學(xué)前，一定要先仔細(xì)對照一下新舊版本的教材中有沒有變化？特別是描述性的語句，關(guān)鍵詞有沒有發(fā)生改變？為什么要變呢？教學(xué)中該怎么應(yīng)對呢？

三、二氧化碳不能用排水法收集嗎

說起來這是老生常談的爭論性話題了。其實國外（日本、英國、新加坡等）的教材中插圖畫的就是排水法收集二氧化碳。而國內(nèi)現(xiàn)行的主流教材中只有2013版滬教版提到“通常采用向上排空氣法收集”。于是在教師群體中也分成了兩個陣營:一種認(rèn)為兩種收集方法都可以；還有一種認(rèn)為既然書上這么講了，就應(yīng)該遵照教材規(guī)定。我們認(rèn)為后一種觀點嚴(yán)重地制約了學(xué)生的質(zhì)疑精神，也把教學(xué)目的直接導(dǎo)向了應(yīng)試。“實驗是化學(xué)的最高法庭”。近些年我們不斷的探究，用實驗不斷地驗證前一種說法的合理性［2］。可喜的是，2015年北京東城一模（使用人教版教材）的試卷中也出現(xiàn)了同樣的題材:

結(jié)合教材中關(guān)于二氧化碳收集方法的描述：二氧化碳能溶于水，一般不用排水法收集。某化學(xué)小組分成兩組進行實驗，研究是否能用排水法收集二氧化碳的問題。

［查閱資料］二氧化碳不溶于飽和碳酸氫鈉溶液。

［實驗］

圖1　

圖2　

室溫下，用圖1所示裝置向試管內(nèi)長時間通入二氧化碳；用圖2所示裝置，收集一瓶二氧化碳。用pH計測得室溫下三種液體的pH，記入下表。

由a3數(shù)據(jù)可知，用圖2所示裝置收集二氧化碳時，二氧化碳在水中溶解的量很小。

根據(jù)上述結(jié)論，推測a1、a2和a3由小到大的順序是a2＜a3＜a1。

［反思與交流］飽和碳酸氫鈉溶液的作用是除去揮發(fā)出的HCl。

［實驗結(jié)論］用圖2所示裝置，可以收集二氧化碳。

圖4　用pH估計排水法收集時的溶解損失

我們按照上題圖示，也用pH傳感器做了驗證性的數(shù)字化實驗，結(jié)果見圖4，與上題非常吻合。所以我們認(rèn)為“二氧化碳能溶于水”與“能用排水法收集”并不矛盾。前者需要長時間通入或充分接觸才能達成，而后者氣泡很小且在很短時間（約2～3s）就從管口逸出到水面，溶解量應(yīng)該很小。兩種關(guān)系好比“熱力學(xué)”與“動力學(xué)”，前者是一種可能性，而后者是一種現(xiàn)實性。教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生正確理解相關(guān)知識的前提或限制性，培養(yǎng)他們?nèi)嬲J(rèn)知能力，積累學(xué)習(xí)化學(xué)的核心素養(yǎng)，這才是教授“二氧化碳能用排水法收集”的意義所在！

［1］吳麗萍，王文林.關(guān)于溶解性表的修正和一些應(yīng)用的說明.化學(xué)教育［J］，2006，（7）：56

［2］夏梅芳，嚴(yán)西平.基于數(shù)字化實驗的化學(xué)探究教學(xué)案例.化學(xué)教學(xué)［J］，2013，（3）：41-42

1008-0546（2015）10-0017-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2015.10.007

*中國化學(xué)會基礎(chǔ)教育規(guī)劃課題（HJ2014-0014）階段性研究成果。