高中化學(xué)實驗教學(xué)中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)途徑研究

張躍暉

(福建省永春第一中學(xué) 362601)

當(dāng)前的教育觀念較以往有很大的改變，不僅使學(xué)生掌握扎實的化學(xué)實驗知識，而且越來越注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升，使學(xué)生認(rèn)識到實驗在化學(xué)學(xué)科以及問題研究中重要作用，自覺的養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣，促使其終身受益.

一、注重傳授實驗技巧

科學(xué)素養(yǎng)包括了解科學(xué)的研究方法.高中化學(xué)實驗教學(xué)中，為使學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法應(yīng)注重實驗技巧的傳授.教師可以結(jié)合具體的實驗，為學(xué)生講解實驗技巧，使其掌握高效的研究方法，給其以后作相關(guān)的化學(xué)實驗帶來良好啟發(fā).如實驗教學(xué)中可為學(xué)生講解以下習(xí)題.

例1 實驗中可使用無水FeCl3和氯苯(無色液體，沸點132.2℃)制備少量的無水FeCl2，并測定無水FeCl2的產(chǎn)率.

實驗原理：

實驗裝置：如圖1所示，檢查器密性后，向三頸燒瓶A中加入16.76g無水FeCl3和22.5g氯苯.

圖1

回答以下問題：

(1)裝置C中裝有____(填試劑名稱)其作用為____.

(2)啟動攪拌器，在約126℃條件下劇烈攪拌30min，物料變成黑色泥狀.加熱裝置A最好選用____；

A.酒精燈 B.水浴鍋 C.電磁爐 D.油浴鍋

(3)繼續(xù)升溫，在128～139℃條件下加熱2h，混合物顏色逐漸變淺，黏度降低.在步驟中加熱溫度已經(jīng)接近或超過氯苯沸點，但氯苯實際上卻非常小，原因為____.

(4)繼續(xù)加熱1h后冷卻，在隔絕空氣條件下過濾出固體，用洗滌劑多次洗滌所得固體，置于真空中干燥得到成品.若D中所得溶液恰好與25mL 2.0mol·L-1的NaOH溶液完全反應(yīng)，則實驗中FeCl2的產(chǎn)率約為____(保留三位有效數(shù)字).

解答該題需要明確實驗原理，結(jié)合實驗裝置特點進(jìn)行分析、解答.對于問題(1)，由于FeCl2、FeCl3易水解，因此，實驗中應(yīng)加干燥裝置，即，C中裝無水氯化鈣，以阻止水蒸氣進(jìn)入A中.(2)中為更好的控制溫度應(yīng)選D.(3)中認(rèn)真觀察實驗裝置可知，其含有球形冷凝管，具有冷凝回流液體的作用，會使氯苯冷凝、回流.(4)由化學(xué)方程式計算出FeCl2的產(chǎn)率約為97.0%.

二、講解新穎實驗例題

教學(xué)中應(yīng)注重講解新穎的實驗例題，使學(xué)生親身感受科學(xué)的研究過程，積累更多的經(jīng)驗與技巧.如教學(xué)中可講解以下例題.

例2 為探究AgNO3溶液與Na2SO3溶液的反應(yīng)設(shè)計實驗進(jìn)行探究，具體內(nèi)容為：取4mL 0.1mol/L的AgNO3溶液，滴加5滴0.1mol/L的Na2SO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀后，測得溶液的pH為5.繼續(xù)滴加Na2SO3溶液，白色沉淀逐漸增多而后消失，測的混合溶液的pH為9.已知Ag2SO3為難溶于水的白色固體；Ag2SO4為微溶于水的白色固體；AgOH為白色固體，但常溫下不穩(wěn)定，容易分解產(chǎn)生棕褐色固體.

(1)測得0.1mol/L的Na2SO3溶液的pH=10，用離子方程式解釋原因為____；

(2)實驗猜想，①可能含有Ag2SO3；②可能含有Ag2SO4，理由為____；③可能含有AgOH.產(chǎn)生的白色沉淀放置一段時間后未發(fā)生明顯變化，排除猜想③.

圖2

測得沉淀C質(zhì)量小于沉淀B，試劑1和試劑2分別是____、____，說明白色沉淀是Ag2SO3和Ag2SO4的混合物.

三、創(chuàng)設(shè)實驗問題情境

在教學(xué)中教師需要注重創(chuàng)設(shè)相關(guān)的實驗問題情境對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，提高其運用所學(xué)實驗知識解決實際問題的意識與能力.如訓(xùn)練時可設(shè)計如下問題.

例3從含有少量鐵的銅銀合金廢料中回收銀和銅，實驗工藝如圖3：

圖3

下列說法正確的是( ).

A.粗銅溶于過量稀硝酸過濾、低溫干燥得純銅

B.電解時用粗銅作陰極，硝酸銀溶液為電解質(zhì)溶液

C.用稀硫酸處理渣料時主要發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

D.從濾液B中可以提出綠礬(FeSO4·7H2O)

由已知條件可知A的描述并不能得到純銅，錯誤.粗銅為陽極，純銀為陰極，B項錯誤.由實驗工藝可知渣料的主要成分為氧化銅還含有少量的氧化鐵.兩種物質(zhì)均能和稀硫酸反應(yīng)，但化合價并未發(fā)生變化，C項錯誤.濾液B中的溶質(zhì)為硫酸亞鐵，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可得到綠礬，D項正確.