李志明
化學是一門以實驗為基礎的科學,要讓學生學好化學,首先要了解化學學科的這一特征,并引導學生通過實驗去學習化學。課堂演示實驗是老師引導學生學好化學的主要途徑,但做為一名化學教師,誰不曾遇到過演示實驗出現意外的時候,也許都曾有過!那么如何做到遇而不避,借機引導,讓實驗探究定格教學的精彩瞬間,恐怕不是每一位化學教師都能做到的,一般都是給學生草草解釋一下了事。筆者認為教育教學的目的是:授之以漁,而不是授之以魚。所以,演示實驗出現意外的時候,如果老師能借機展開相關的實驗探究,對學生而言無疑是一次絕佳的教育學習的機會,通過實驗探究讓他們體驗科學探究的過程,學習運用以實驗為基礎的實證研究方法;通過實驗探究培養學生養成學而會思、思而有惑、有惑必解的學習習慣。每一位化學老師都知道實驗的體驗和成功,能有力地激發學生學習化學的興趣。下面,筆者結合自己參與組內聽評課時的一次經歷談一點想法。
一、問題提出
在一次組內聽評課上,執教教師與學生一起完成有關“過氧化鈉與水反應”的演示實驗時,為了證明產物中有氫氧化鈉生成,向反應后的溶液中滴入幾滴酚酞溶液,觀察到溶液局部變紅色隨之又褪色。絕大多數學生顯得很好奇,但老師的解釋是剩余的過氧化鈉體現漂白性所致,可是筆者觀察到溶液是澄清的,這就說明沒有淡黃色的過氧化鈉固體剩余,那這樣的解釋合理嗎?作為一次聽評課,授課老師可能考慮的是課堂教學的完整性,沒有展開過多的實驗探究。其實,授課老師若能借機引導,用相關的實驗探究反應的本質,豈不是一堂更精彩的課。為此,筆者在課下做了如下實驗。
二、實驗探究
實驗1:把水滴入盛有少量過氧化鈉固體的試管中制得澄清的溶液,然后向反應后的溶液中滴入幾滴酚酞溶液,觀察到溶液局部變紅色后又褪色。
實驗2:取實驗1中的溶液少許,用0.1級筆式pH計測其溶液pH為10.1,這說明溶液呈堿性。
實驗3:向實驗1所得溶液中加入適量的二氧化錳固體并加熱,觀察到立即產生大量氣體,用帶火星的木條放在試管口,觀察到帶火星的木條復燃,這說明實驗中生成的氣體為氧氣。
實驗4:對于實驗3中的溶液充分振蕩后靜置,取上層清液少許,用0.1級筆式pH計測其溶液pH仍為10.1,然后滴入幾滴酚酞溶液,觀察到溶液變紅色卻不褪色。
三、原因分析
我們知道,在普通高中課程標準實驗教科書《化學必修1》的教師教學用書的P55中有說明:“過氧化鈉易潮解,與水或稀酸作用時生成過氧化氫并放熱,過氧化氫不穩定,立即分解放出氧氣。”所以,過氧化鈉與水反應的過程應表示為:Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH,2H2O2=2H2O+O2↑,那么實驗1中滴入酚酞溶液后溶液局部變紅色說明反應確實生成氫氧化鈉,但褪色應該是反應生成的過氧化氫的強氧化性漂白作用所致,并非是剩余的過氧化鈉。當然,實驗3中加入適量的二氧化錳固體對過氧化氫分解起催化作用,使其分解產生了氧氣和水。另外,產生的水雖然對氫氧化鈉溶液造成了稀釋,但溶液濃度的微小變化用0.1級筆式pH計無法準確的測量,所以兩次實驗測得的溶液pH為10.1在誤差允許的范圍里。
四、實驗結論及教學反思
上述過氧化鈉與水反應的探究實驗表明該反應的實質是Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH,2H2O2=2H2O+O2↑,而我們通常所寫的:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑就不能反映出該反應的本質。那我們從氧化還原反應的角度分析得出還原產物為NaOH的說法是不合理的,因為該反應Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH不是氧化還原反應,而2H2O2=2H2O+O2↑屬于氧化還原反應。為此,筆者也查閱了高考中考查過氧化鈉的試題設置,往往都會避開關于氧化還原反應的分析,所以筆者建議我們在講授有關過氧化鈉的知識時,應讓學生理解清楚反應的本質。
說明:此文為省級“十二五”規劃課題《新課程背景下高中化學高效課堂建設的探索性研究》(課題號:GS[2015]GHB0717)的研究成果。