黃云霞

（江蘇省南通中學(xué) 江蘇南通 226001）

改驗(yàn) 證 性實(shí)驗(yàn)為探 索 性實(shí)驗(yàn)
——從一道高考題說起

黃云霞

（江蘇省南通中學(xué) 江蘇南通 226001）

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)統(tǒng)稱為化學(xué)實(shí)驗(yàn)。它在化學(xué)教學(xué)中占有十分重要的地位，是化學(xué)教學(xué)中不可分割的組成部分，每一位高中學(xué)生都應(yīng)具備一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。研究高考?shí)驗(yàn)題可以看出高考對(duì)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕疽?，?duì)化學(xué)教師開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)有諸多啟示。

一、原題和分析

1.原題：酯是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、粘合劑及印刷、紡織等工業(yè)。乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制法常采用如下反應(yīng):

請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題:

（1）欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有:、 等。

（2）若用左圖所示的裝置來制備少量的乙酸乙酯，產(chǎn)率往往偏低，其原因可能為: 、等。

（3）此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑，可能會(huì)造成、 等問題。

（4）目前對(duì)該反應(yīng)的催化劑進(jìn)行了新的探索，初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑，且能重復(fù)使用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示（乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合）。

反度1應(yīng)468 / 2 000℃0選溫 擇同轉(zhuǎn)性一 化7999 7224反1率....0 8365應(yīng)0 ( % %時(shí))表選間示擇9 111 反8 000性. 0007應(yīng) ( %生)成反間的應(yīng)2346 / 產(chǎn)h時(shí) 物同轉(zhuǎn)是一化乙反8899 0723率酸應(yīng).... 2830 ( 乙溫%)酯度選和擇1111水0000性0000 (%)

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列 （填字母）為該反應(yīng)的最佳條件。

A.120℃，4hB.80℃，2hC.60℃，4hD.40℃，3h

②當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到120℃時(shí)，反應(yīng)選擇性降低的原因可能為 。

2.解題思路

該題取材于人教版化學(xué)（必修2）演示實(shí)驗(yàn)，意在考查學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕疽?。整個(gè)試題的設(shè)計(jì)遵循思維由淺入深的原則。

（1）轉(zhuǎn)化率的問題實(shí)際上是對(duì)平衡移動(dòng)原理的具體應(yīng)用。怎樣提高轉(zhuǎn)化率呢？根據(jù)平衡移動(dòng)原理，只要增大反應(yīng)物的濃度或減少生成物的濃度即可。

（2）在制取乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)中，若要提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，采取的措施主要有:增大乙醇的濃度（乙醇和乙酸的濃度遠(yuǎn)大于1∶1）；使用濃硫酸（吸收反應(yīng)生成的水以減小生成物的濃度）；邊加熱邊蒸餾（減少生成物乙酸乙酯的濃度）。可采取了這些措施，為何產(chǎn)率還很低呢？如果做實(shí)驗(yàn)時(shí)留心，就會(huì)發(fā)現(xiàn)氣味很重，說明有一部分有機(jī)物揮發(fā)了，這是冷凝裝置的冷卻效果不好引起的。從物理性質(zhì)分析:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸點(diǎn)都不高（常壓條件下分別為:78.5℃、117.9℃、77.5℃），所以在加熱的過程中，溫度早就超過了它們的沸點(diǎn)。此外，乙醇和濃硫酸在加熱條件下能發(fā)生一系列反應(yīng)，如分子間脫水生成醚、分子內(nèi)脫水生成烯、嚴(yán)重脫水被碳化等，這些副反應(yīng)的發(fā)生自然也是產(chǎn)率較低的原因之一。

（3）制備的實(shí)際產(chǎn)率不高是否與濃硫酸作為催化劑有關(guān)呢？濃硫酸有很強(qiáng)的脫水性，因而乙醇肯定有一部分會(huì)被損耗；而環(huán)保問題一直是我們很重視的，因此反應(yīng)中產(chǎn)生的酸性廢液會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響；另外，要善于利用題目解題目（善于挖掘題中信息），第（4）小題就有提示:“初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑，且能重復(fù)使用”，而濃硫酸能重復(fù)使用嗎？顯然不能。

（4）本小題其實(shí)是前三小題的自然延續(xù)，既然濃硫酸做催化劑會(huì)造成很多問題，就有必要開發(fā)新的催化劑。第①小問根據(jù)表格來處理數(shù)據(jù)；第②小問依然要會(huì)讀表，但更重要的是要會(huì)聯(lián)系已有的知識(shí)解決實(shí)際問題。

二、幾點(diǎn)思考

實(shí)驗(yàn)試題一直是高考化學(xué)科考查的 “重頭戲”。本題從實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)方法和探究方向等方面對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改編?？v觀整道題，可以發(fā)現(xiàn)有這樣的特點(diǎn):知識(shí)點(diǎn)低、能力要求高、問題切口小、思維容量大等，真正達(dá)到了考查實(shí)驗(yàn)的目的。從這道題我們也可以得到如下的啟示:

藥士歉然一笑，回道：“小姐錯(cuò)了，孕者脈相為滑脈，即脈往來流利，應(yīng)指圓滑，呈連珠滾玉盤之狀，并非是兩個(gè)脈。此女子脈相特殊，體內(nèi)如有兩顆心臟，同跳同止，頻率一致，但她的心子，確實(shí)只有一顆，這種怪相，我也從來未曾遇見過?！?/p>

1.將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探索性實(shí)驗(yàn)

一般，我們?cè)谛抡n結(jié)束后會(huì)安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)，以起到鞏固教材知識(shí)點(diǎn)和練習(xí)實(shí)驗(yàn)操作技能的作用，這屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。而探索性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究、得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)識(shí)活動(dòng)。

與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相比，探索性實(shí)驗(yàn)具有明顯的優(yōu)越性:①學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情和興趣被充分地激發(fā)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)要求，自己動(dòng)腦，自己動(dòng)手去完成實(shí)驗(yàn)，它不僅能激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的濃厚興趣，還常常會(huì)別出心裁，或者提出教師事前根本沒有想到的各種問題。②有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本品格。實(shí)驗(yàn)前學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果，這就要求他們認(rèn)真、正確地操作。③有利于發(fā)展智力，不去記現(xiàn)成的結(jié)論，打開了學(xué)生的思考空間，培養(yǎng)了多方面的能力。

例如，關(guān)于“原電池”的教學(xué)，可以采用“提出問題→做出假設(shè)→驗(yàn)證假設(shè)→獲得結(jié)論→交流應(yīng)用”的模式，引導(dǎo)學(xué)生展開科學(xué)探究:將光亮的銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后一同插在稀硫酸中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

提出問題:銅片上為什么會(huì)有氣泡產(chǎn)生？

做出假設(shè):①這種環(huán)境下，銅與稀硫酸反應(yīng)了；②鋅與稀硫酸反應(yīng)的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片。

驗(yàn)證假設(shè):①繼續(xù)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，溶液不呈藍(lán)色；②取少量反應(yīng)液，向其中滴加足量的氫氧化鈉溶液，未見有藍(lán)色沉淀生成；③在銅片與鋅片之間連接一個(gè)電流計(jì)，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；④將鋅粒和一小塊銅片共同浸在盛稀硫酸的試管中，收集并檢驗(yàn)生成的氣體。

獲得結(jié)論:①銅與稀硫酸不起反應(yīng)；②鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片；③裝置中發(fā)生的反應(yīng)仍為鋅與稀硫酸的置換反應(yīng)；④該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

交流應(yīng)用:電極反應(yīng)式的書寫；原電池的形成條件。

通過這樣的方式來實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅對(duì)原有知識(shí)的掌握更加牢固，并且掌握的層次有了大大的提升。

2.剖析某個(gè)典型實(shí)驗(yàn)，掌握一類實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容

如通過實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣的分析，可歸納總結(jié)出操作內(nèi)容:①儀器的選擇、連接和固定；②裝置氣密性的檢查；③藥品的取用；④氣體的凈化和干燥；⑤氣體的收集和放置；⑥裝置的拆卸。都應(yīng)該使學(xué)生明白這些實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和理論依據(jù)。

3.重視細(xì)微，強(qiáng)化文字表達(dá)能力

實(shí)驗(yàn)題不易得分的原因之一是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的描述和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋欠準(zhǔn)確。學(xué)生的心態(tài)是認(rèn)為懂了就可以了，眼高手低，常常犯動(dòng)腦不動(dòng)手的毛病，最后導(dǎo)致了因不嚴(yán)謹(jǐn)而丟分的現(xiàn)象。其實(shí)，盡管對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的熟練理解、對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的熟練掌握是形成良好實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ幕A(chǔ)，但沒有準(zhǔn)確的文字表達(dá)，將會(huì)影響到學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)研究能力的發(fā)展。所以我們必須認(rèn)真抓好學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)題的文字表述能力的訓(xùn)練。我的做法是:（1）要求學(xué)生動(dòng)手寫，寫方案、寫步驟、寫現(xiàn)象、寫結(jié)論等；（2）加大點(diǎn)評(píng)力度，在課堂上把學(xué)生好的作品及不好的作品都投影出來，學(xué)生來評(píng)好在哪里，不好又在哪里；（3）教師做總結(jié)。在此過程中，學(xué)生既動(dòng)腦又動(dòng)手，積極性很高。由于充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，能使他們?cè)谠u(píng)價(jià)中獲得正確的、深刻的認(rèn)識(shí)，從而使學(xué)生在思維的嚴(yán)謹(jǐn)性和表達(dá)的準(zhǔn)確性方面得到鍛煉和提高，也使學(xué)生解實(shí)驗(yàn)題的能力得到了進(jìn)一步的提高。

1008-0546（2010）07-0065-02

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10.3969/j.issn.1008-0546.2010.07.031