巧用教材練習題 優化初高中化學實驗銜接
——由一道教材課后練習題引發的思考

馮姍

（浙江省春暉中學，浙江上虞 312300）

習題教學是教學中比較重要的環節，能將學生應掌握的知識以問題的形式較直觀、個性化展現，作為一種信息反饋，可以檢驗、了解、評價學生的學習質量和水平[1]。蘇教版必修一專題二從海水中獲得的化學物質的第二專題鈉、鎂及其化合物練習與實踐中10（6）現有某碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物樣品，請設計兩種實驗方案測定其中碳酸鈉的質量分數。兩種實驗方案的要求，給學生一定的發揮空間，利用此處，進行實驗教學，進行一次良好的教學和學習體驗。根據學生作業情況，在實驗室內完成第二部分教學工作。

1 提出方案，有的放矢

方案的設計初中的基礎尚佳，不足之處是清晰及完整程度，在實驗室內，面對即將開始的實驗操作，學生自然會將不完善之處補足。根據物質的基本物理和化學性質，經過整理和歸類，初步提出相應的測定方案。

1.1 固體法，通過固體物質的質量進行組分分析

（1）方案甲，固體差量法：稱取一定質量的混合樣品質量m1，加熱至恒重，稱量質量m2，通過質量差△m，計算碳酸氫鈉的質量。

（2）方案乙，固體物質轉化法：稱取一定質量的混合樣品質量m1，加入足量稀鹽酸至無氣泡生成，蒸發結晶，冷卻，稱量固體物質質量m2，根據兩處質量列方程組進行組分計算。

1.2 氣體法，通過測定氣體質量進行組分分析

方案丙，稱取一定質量的混合樣品質量m1，加熱，將生成的氣體依次通過濃硫酸（裝置A）和足量澄清石灰水(裝置B)中，加熱至裝置A中無氣泡，稱量AB裝置的增重，計算固體物質的組分。

1.3 沉淀法，通過測定沉淀質量進行組分分析

方案丁，稱取一定質量的混合樣品質量m1，溶于適量蒸餾水配成溶液，加入足量氫氧化鋇溶液，靜置、過濾，根據沉淀質量計算固體組分。

1.4 溶液測定法，通過溶液中物質轉化進行組分分析

方案戊，稱取一定質量的混合樣品質量m1，溶于適量蒸餾水配成溶液，稱量溶液總質量m2，通入足量二氧化碳至溶液質量不再變化，稱量溶液總質量m3，根據兩次溶液質量變化計算碳酸鈉質量，進而計算碳酸氫鈉的質量。

2 比較分析，優化選擇

整體上利用碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要物理和化學性質：碳酸氫鈉受熱分解形成碳酸鈉、二氧化碳、水，碳酸鈉、碳酸氫鈉某些條件下可以形成碳酸鹽沉淀，碳酸鈉溶液可以與二氧化碳形成碳酸氫鈉。綜合比較分析幾個方案不難發現以下值得思考的問題。

（1）甲乙對比，測量對象均為固體，甲反應環境單一，只要保證分解完全，可直接求得碳酸氫鈉質量。乙加入稀鹽酸，既要保證物質轉化完全，又要保證最終稱量固體中無其他干擾物質，另外，乙方案的計算對于高中學生也是一個難點，需要列方程組，根據元素守恒進行計算。方案中均涉及固體物質恒重的稱量方法，這是區別于初中科學的一個細節問題。

（2）甲丙對比，同樣反應原理，甲測定對象始終為固體物質，丙關注生成產物，需要測定數據多，涉及實驗儀器較復雜，影響因素多，如何保證物質全部分解，生成產物被完全吸收都是高中區別于初中需要關注的細節。

（3）丁關注碳酸根離子可以形成沉淀的特點，在交流討論中可以引導學生思考加入試劑氫氧化鈣溶液，氫氧化鋇溶液與氯化鈣、氯化鋇溶液之間的差異，實驗模擬，比較優化（見表1）。

表1 沉淀法（方案丁）加入試劑比較分析

（4）方案戊，學生可以逆向思維，從物質的相互轉化角度進行方案設計值得肯定，但需測量數據較多，干擾因素大，碳酸鈉完全轉化形成碳酸氫鈉的時間較長，判斷較難。

3 結合考試，升華知識結構

通過實驗方案的設計，將碳酸鈉及碳酸氫鈉的相互轉化補充完整并靈活運用，結合不同方案補充實驗中需要注意的問題，周整而不瑣碎，通過比較優化形成實驗方案設計的良好習慣，為今后學習服務，為考試中較陌生的實驗題鋪墊。

教材是重要的學習資料，也是學選考的命題依據之一，浙江省2018年4月考中28題儀器的選擇改編于教材上專題三8題氫氣收集裝置選擇，29題計算源于專題一9的改編。教學中關注并適度挖掘課后練習題，對于學生整體知識結構的完善大有裨益，對于考試方向的預測也有幫助，學生不會覺得學習與考試割裂，學習會更有方向感，考試也更有成就感。

4 縱觀學情，提升核心素養

高一學生仍處于適應期，需要慢慢蛻變，告別初中整體科學的學習體系，有甄選性保留初中所學，部分完善，部分懷疑進而重建，逐漸形成適合于高中化學的學習方法。如碳酸鈉在學習中需要補充對碳酸氫鈉這種鹽的認識，從組成和性質上分別了解，并結合物質的性質完善初中舊識。需要懷疑的是，該鹽既可以與酸反應、又可以與堿反應，需要從組成上重新認識碳酸氫根。

（1）有利于加強變化觀念與平衡思想，物質的變化是有條件的，固體碳酸氫鈉間可以直接加熱得到碳酸鈉，但沒有加熱條件，沒有固體環境該反應較難進行，即方案設計時，將碳酸氫鈉分解可以直接對固體物質進行加熱，而從碳酸鈉轉化得到碳酸氫鈉，需要在溶液中進行。

（2）實驗探究與創新意識。能依據探究目的提出多種方案設計，在多種方案共存時，優化實驗方案，完成實驗操作，能對觀察記錄的實驗信息進行加工并獲得結論；能和同學交流實驗探究的成果，提出進一步探究或改進實驗的設想。

利用一道小題打開化學學習的大門，更好、更快、更真切地體會高中化學的學習方法，適應化學學習，提升化學核心素養。

[1]劉知新.化學教學論[M].北京:高等教育出版社，1997.

[2]彭慶國.高中化學教學中學生學習興趣的培養[J].教書育人,2014(7):52.

[3]石敏.關于案例教學在高中化學教學中的應用[J].高考：綜合版,2014(3):64.

[4]向延海.高中化學教學中創新教育策略探討[J].中學時代,2014(16):35.