陈珊兰
摘要:人教版普通高中课程标准实验教科书化学选修4《化学反应原理》在第三章第四节“难溶电解质的溶解平衡”中安排了实验3-4和实验3-5两个实验来组织对“沉淀的转化”知识的探究。这两个实验现象较为明显,但要得出教材中“一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现”的结论,直观性却不是很强。基于这种设计的“直观性不强”缺陷和实验3-5与实验3-4设计思路的一致性,我们对实验3-4做了改进,改进后,“沉淀转化”现象更直观,更有利于学生形成“一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现”的化学观念。
关键词:实验3-4 改进 现象更直观
一、问题的提出
人教版普通高中课程标准实验教科书化学选修4《化学反应原理》在第三章第四节“难溶电解质的溶解平衡”中安排了实验3-4和实验3-5两个实验来组织对“沉淀的转化”知识的探究。
实验3-4:向盛有10滴0.1mol/L AgNO3溶液中滴加0.1mol/L NaCl溶液,至不再有白色沉淀生成。向其中加入0.1mol/L KI溶液,观察、记录现象;再向其中滴加0.1mol/L Na2S溶液,观察并记录现象。(教材表格略)
实验3-5:向盛有1mL 0.1mol/L MgCl2溶液的试管中滴加1~2滴2mol/L NaOH 溶液,有白色沉淀生成,再滴加2滴0.1mol/L FeCl3,静置。观察并记录现象。(教材表格略)
教学实践证明,按照实验3-4进行操作,会发现在试管中出现的现象是:先有白色沉淀出现,在此固体混合物中滴加KI溶液,立即出现黄色沉淀,再向新得的固液混合物中滴加Na2S溶液,又出现黑褐色沉淀。这三种颜色依次加深,这使得我们较为容易观察到反应的发生,可以说这两个实验为培养学生实验操作技能提供了较好的素材,也为学生形成化学知识和学科思维能力创造了有利的条件,但要得出教材中“一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现”的结论,直观性却并不是很强。基于这种设计的“直观性不强”的缺陷和实验3-5与实验3-4设计思路的一致性,我们对实验改进的尝试只针对实验3-4。
二、两次实验改进及其相关说明
(一)教学改进尝试一
教学中教师通过投影提供如下信息:
1.AgSCN是比AgCl更难溶的白色沉淀,AgI是比AgSCN更难溶的黄色沉淀,Ag2S是比AgI更难溶的黑色沉淀。
2.提供药品:0.1mol/L AgNO3溶液、0.1mol/L NaCl溶液、0.1mol/L Na2S溶液、0.1mol/L KI溶液、0.1mol/L KSCN溶液、0.1mol/L Fe(NO3)3
3.仪器:试管若干、试管架、废液杯、长滴管
然后指导学生按方案进行分组实验。
方案1:(1)向2mL 0.1mol/L AgNO3溶液中加入两滴0.1mol/L KSCN溶液,观察现象,并用化学方程式表示;(2)用长滴管移取上层清液于另一支试管中,往其中滴加几滴0.1mol/L Fe(NO3) 3溶液,观察现象,并思考上述现象说明了什么?
方案2:(1)向2mL 0.1mol/L NaCl溶液中加入1mL0.1mol/L AgNO3溶液,观察现象,并用化学方程式表示;(2)继续加入几滴0.1mol/L KI溶液;(3)再滴入几滴0.1mol/L Na2S溶液,观察各有什么现象,并用化学方程式表示,思考这些实验现象说明了什么。
改进说明及效果分析:方案1的设计是通过滴加少量KSCN溶液,观察AgSCN白色沉淀的生成,使实验数据更丰富,由于KSCN溶液少量而AgNO3溶液过量,向提取的上层清液中再滴加0.1mol/L Fe(NO3) 3溶液以检验SCN-的存在,从而得出结论:SCN-未反应彻底,也可以理解为AgSCN沉淀在体系中确实存在溶解平衡。方案2的设计依然是教材实验3-4的思路。课堂上学生分组完成了这两个实验,可以说整个实验数据更为丰富,现象明显,给了听课教师一种新的感觉,反响很好。我认为这种尝试起到了培养学生创新的意识和能力的作用,但如果说要由实验现象得出直观性结论的话,依然值得改进。
(二)教学改进尝试二
我在另一节“沉淀的转化”内容教学时,将全班学生分为6个小组,组织完成三个实验。这三个实验分别是:(1)教科书P64实验3-4;(2)尝试(一)中的方案1;(3)增加实验内容:向盛有6mL 0.1mol/L AgNO3 溶液的试管中滴加0.1mol/L NaCl溶液,至不再有沉淀生成。将所得混合物在GT10-1型高速离心机中使难溶物沉降,将固液混合物转移到过滤器中,又小心加蒸馏水浸润沉淀2-3次,将沉淀稍烘干,转移至另一试管中,在黑色纸板背景前观察;再向沉淀上滴加3mL 0.1mol/L KI溶液,观察记录现象。
改进说明及效果分析:第(3)个实验中加大了AgNO3 溶液的用量,目的是使实验能产生足够量的沉淀以便于观察和转移,所得沉淀也必须洗涤,以去除沉淀表面Ag+。向纯净的白色沉淀AgCl上滴加KI溶液,在黑色纸板背景前立刻可以看到生成黄色沉淀,实验现象明显。结合前面3组实验,我们发现,实验(1)让学生构建了“物质溶解性可能不同,AgCl、AgI、Ag2S三种物质在水中溶度积渐次变小”的知识;实验(2)让学生形成“难溶电解质在水中存在溶解平衡”的观念;实验(3)通过借助离心机快速获得沉降物并进行后续实验让学生真正直观体验到沉淀确实是可以转化的,而且转化方向的规律是:“一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。”
三、对两次改进的简单思考
对实验3-4的改进是通过取清液和取沉淀进行后续实验的两种方法,使得学生的实验体验更丰富,实验现象更直观,更利于形成化学知识、观念和方法。教学中我们如果能抓住教材设计的不足,进行大胆的尝试,既能提升教师的素养又能开发教学资源,是非常有益的工作。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003.
[2]普通高中课程标准实验教科书·化学1·教师参考用书.北京:人民教教育出版社,2007(3).
[3]普通高中课程标准实验教科书·化学2·教师参考用书.北京:人民教教育出版社,2007(3).
(责编 赵建荣)