立足實驗事實，培養科學素養
——對2017年安徽中考化學第15題的一點思考

劉效俠

（淮南實驗中學）

一、前言

2017年中考已經落幕，各個學校的學生分數已經出來了，從改卷到看學生的分數大家都在討論著，其一：是對15題的一些疑惑；其二：是今年的滿分人數明顯減少。本人參加了近十幾年的中考改卷工作，對大家討論的問題也進行了一些深刻的反思。我認為化學作為一門自然科學，一定要立足實驗事實，才能培養學生的科學素養。

二、原題

15.（8分）某興趣小組用圖1裝置進行實驗時發現，燒杯中飽和石灰水先變渾濁，后逐漸澄清。

（1）寫出甲裝置中發生反應的化學方程式_____________；石灰水變渾濁是因為生成了_____________。（填化學式）

（2）為探究“飽和石灰水渾濁后變澄清的原因”，該小組同學開展了如下活動：

【查閱文獻】碳酸鈣（碳酸鈉等）與二氧化碳、水反應生成可溶于水的碳酸氫鈣（碳酸氫鈉等）

【提出假設】假設1：揮發出的HCl使渾濁變澄清；

假設2_____________：。

圖1

圖2

【設計實驗】為除去CO2中的HCl，小華在圖1中甲、乙裝置之間增加圖2裝置，裝置的連接順序是甲→_______→______→乙（填字母序號）；其中存放的試劑合理是_________（填選項序號）。

A.濃硫酸 B.NaOH溶液

C.飽和 Na2CO3溶液 D.飽和 NaHCO3溶液

【實驗現象】飽和石灰水渾濁后，繼續通入足量CO2，沉淀部分溶解但最終并未完全澄清。

【得出結論】由以上探究可得出的結論是______________。

【注意：答對第（3）小題獎勵4分，化學試卷總分不超過60分。】

（3）該興趣小組在老師的指導下，用pH傳感器測得圖1燒杯中溶液的pH隨通入時間的變化曲線如圖3。

①AB段pH不變的可能原因是_____________；

D點所得溶液的成分除H2O外還有_____________。

②BC段發生的化學方程式主要有_____________。

圖3

三、質疑

1．用濃鹽酸石灰水會變渾濁嗎？

從經驗來看，大家認為濃鹽酸有揮發性，石灰水不會變渾濁。

我帶著學生做了這樣一組實驗：分別用不稀釋的濃鹽酸、濃鹽酸和水按1∶1稀釋的、濃鹽酸和水按1∶2稀釋的和石灰石用圖1裝置進行實驗，發現石灰水都會先變渾濁，繼續通氣會變澄清。看來不經過實驗驗證的理論分析有時是不可靠的。那為什么會與大家的猜測不一致呢？猜想是否與相同條件下二氧化碳的溶解度比氯化氫小得多有關，通出來的氣體中二氧化碳的含量遠大于氯化氫氣體，所以是可以看到渾濁的。

2.二氧化碳使石灰水變渾濁繼續通氣能否使渾濁完全變澄清呢？

大家認為能變澄清。因為 CO2+H2O+CaCO3=Ca（HCO3）2，碳酸氫鈣易溶于水。而事實上我們向飽和石灰水中吹氣，變渾濁后是不能完全變澄清的。我用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫氣體后再通入石灰水中，最終也是不能完全變澄清的。我們平時說的又變澄清了，是和之前的渾濁相比的，如果和之前的澄清石灰水比是不夠澄清的。這又怎么解釋呢？猜想：碳酸氫鈣是易分解的，它的溶解度是不穩定的，和溫度、壓強和氣流的沖擊都有關系，Ca（HCO3）2=CO2+H2O+CaCO3當正反應和逆反應（碳酸氫鈣的分解）達到某一平衡時，正反應就不再繼續，所以不能完全地變澄清。

3.AB段pH開始時不變嗎？

有人認為，濃鹽酸有揮發性，不可能pH開始時不變，這個我也和學生用實驗驗證了，僅就學校現有的條件用pH試紙來測也能看到溶液開始時pH確實沒變，題目中用傳感器測可能更為準確。

這三個質疑都來自于濃鹽酸的揮發性。因此我特地做一個濃鹽酸揮發性的實驗，在試管里倒入少量濃鹽酸，塞上帶導氣管的橡皮塞，導氣管的另一端伸入硝酸銀溶液中，震蕩試管，導管口有氣泡，但硝酸銀溶液沒變渾濁。這也可以證明開始時石灰水的pH沒有變化。

辯證的懷疑和批判意識是科學精神的內在要求。其實，書本上的東西和權威們的說法，都是在當時當地的客觀情況下得出的結論。如果愛因斯坦不突破牛頓關于時間和空間的觀念，就不可能提出相對論。敢于懷疑，善于懷疑，才會去鉆研、去創新。所以，我們要鼓勵學生解放思想，大膽猜想，大膽向教師質疑問難，樹立肯疑、敢疑和善疑的優秀品質和科學素養。

四、反思：立足實驗事實，培養科學素養

1.立足實驗事實，理解化學概念

化學是一門以實驗為基礎的科學，很多結論的得出是來自于實驗的事實，尤其對剛接觸化學的學生，他們還沒有更多的抽象思維，老師更是要利用實驗來開啟學生的思維空間。比如對于燃燒的認識：蠟燭在盛有空氣的集氣瓶中燃燒一會就熄滅了。為什么熄滅了呢？學生很容易答：“沒有氧氣了。”這種說法準確嗎？老師接著放一點白磷在集氣瓶中，學生發現白磷燃燒了或有白煙，所以說沒有氧氣了是不準確的，應該說氧氣濃度很低了。那么是不是沒有氧氣就一定不會燃燒呢？老師接著可以演示把鎂條點燃后伸入盛有二氧化碳的集氣瓶中，學生發現鎂條繼續燃燒，于是發現沒有氧氣也可以燃燒，這樣來認識燃燒的定義會更加清晰。通常說的一般物質的燃燒是指可燃物與氧氣發生的發光放熱的劇烈的化學反應，化學上廣義的燃燒是指發光放熱的劇烈的化學反應。

2.立足實驗事實，尋找科學方法

科學合理的方法可以收到事半功倍的效果，一個實驗事實理清了，不管問題怎樣問你都會回答的。再看加分部分，二氧化碳通入石灰水一會，溶液的pH變小，這里發生了怎樣的變化呢？pH變小堿性減弱，堿性減弱有兩種情況，一是堿溶液被稀釋了，二是堿被反應了而又沒生成堿性物質。顯然這個屬于第二種情況。二氧化碳和氯化氫氣體都可以和堿溶液反應，pH等于7時恰好完全反應pH小于7時，通入的氣體剩余。按這個實驗的事實來分析，加分題對優秀生來說是可以取得滿分的。這個只要老師在平時的實驗教學中對學生多加引導，讓學生用科學的方法來分析問題，相信學生會有提高。

3.立足實驗事實，正確處理一般性和特殊性

化學物質種類繁多，分類的方法在化學學科中尤其重要。元素的分類、物質的分類、化學反應的分類等使化學學習變得輕松有條理，但一定讓學生知道同類的共性和個性，也就是一般性和特殊性，沒有完全絕對的東西。比如試卷的第9題：

下列實驗事實不能作為相應觀點的證據是 （ ）

?選項 實驗事實 觀點A 鐵絲在氧氣中燃燒后質量增大 化學反應前后質量守恒B 水電解可得到氫氣和氧氣 分子是可分的C 少量白糖加入水中，不久“消失”了 微粒是不斷運動的D 5mL苯和5mL冰醋酸混合后體積大于10mL 微粒間存在間隔

這個題目，一些老師也選擇D，認為教材上證明分子之間有間隔是體積變小。那大多數物質熱脹冷縮，水結冰后體積卻會變大；大多數固態物質溶解度隨溫度升高而增大，熟石灰相反。混合后體積變大為什么不可以呢？鐵絲在氧氣中燃燒質量變大，這個反應是遵守質量守恒定律的，但質量變大不能證明質量守恒。如果裝置密封總質量不變，可以證明質量守恒，不變才證明守恒，反之，守恒才能解釋鐵絲在氧氣中燃燒后生成物質量變大。在教學過程中一定注意要讓學生知道一般性和特殊性的關系。

五、結語

大考也好，小考也好，既是對學生的檢測，也是對老師的檢查，檢查在教學中我們還有哪些不足，需要作何改進。葉瀾教授說：“一個教師寫一輩子教案不一定成為名師，如果一個教師寫三年反思可能成為名師。”我們不一定要成為名師，只要對教學中遇到的問題，考試中遇到的問題去深入思考，加以改進，我想對一個教師來講是有利于自己成長的，更是對學生的一種負責和對學科的一種敬重！

哈佛大學校長陸登庭在北京大學講壇上講了這樣一段發人深省的話：“在邁向新世紀的過程中，一種最好的教育就是有利于人們具有創新性，使人們變得更善于思考、更有追求的理想和洞察力，成為更完善、更成功的人。”作為科學課之一的化學課，既有它趣味的一面，也有它神秘的一面，是培養學生創新精神的最好素材；而作為科學課的化學教師，一方面要立足科學事實，培養學生的科學素養，另一方面也要鼓勵學生大膽質疑，勇于創新。