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        巧用實(shí)驗(yàn)解決學(xué)生化學(xué)認(rèn)知沖突

        2017-11-27 03:00:29申玢彥
        數(shù)理化解題研究 2017年25期
        關(guān)鍵詞:溴水異?,F(xiàn)象苯酚

        申玢彥

        (湖南省邵東縣第一中學(xué),湖南 邵陽 422800)

        巧用實(shí)驗(yàn)解決學(xué)生化學(xué)認(rèn)知沖突

        申玢彥

        (湖南省邵東縣第一中學(xué),湖南 邵陽 422800)

        化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),中學(xué)化學(xué)的學(xué)習(xí)受學(xué)生知識水平和認(rèn)知能力的限制,僅從理論上來解釋某些問題學(xué)生不能理解,即使當(dāng)時(shí)記住了,也無法長久鞏固,如果采用實(shí)驗(yàn)探究法,由學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論,將使問題迎刃而解.

        化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;認(rèn)知沖突

        人教版選修5《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》第54頁的實(shí)驗(yàn)3-4:向盛有少量苯酚稀溶液的試管里逐滴加入飽和溴水,邊加邊振蕩,觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.學(xué)生在演示時(shí)出現(xiàn)了異?,F(xiàn)象,下面對出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象進(jìn)行探究.

        一、問題的提出

        為什么同樣的試劑,出現(xiàn)了不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,問題出在哪?筆者引導(dǎo)各組找尋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異常的原因,并設(shè)法驗(yàn)證.

        課前將學(xué)生分成八個(gè)小組,針對實(shí)驗(yàn)中的異?,F(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決.將實(shí)驗(yàn)室事先準(zhǔn)備好的八組實(shí)驗(yàn)用品分發(fā)給每個(gè)小組,上課時(shí)讓學(xué)生分組探究苯酚與溴水的反應(yīng).實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:

        第1組:無白色沉淀產(chǎn)生;第2組:生成白色沉淀;第3組:無白色沉淀產(chǎn)生;第4組:生成白色沉淀;第5組:生成黃色沉淀;第6組:生成白色沉淀;第7組:生成黃色沉淀;第8組:先生成白色沉淀,后又變成黃色沉淀.

        二、異常現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析

        通過實(shí)驗(yàn)、組內(nèi)交流,了解到1組、3組沒有產(chǎn)生白色沉淀的原因是:取了約3mL苯酚溶液,只滴加了5滴濃溴水,可能是溴水不足所致.5組產(chǎn)生黃色沉淀的原因是:取了約1mL溴水向其中滴加10滴苯酚溶液所致.7組產(chǎn)生黃色沉淀的原因是:沒有逐滴滴加溴水,而是連續(xù)加了2滴管(約40滴)溴水到苯酚溶液中所致.8組的操作按實(shí)驗(yàn)要求逐滴加入飽和溴水,生成白色沉淀后,因擔(dān)心苯酚未反應(yīng)完,繼續(xù)滴加溴水導(dǎo)致白色沉淀變成黃色沉淀,可能是溴水過量所致.2、4、6三組的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí),取了約1mL的苯酚溶液,逐滴滴加溴水,觀察到出現(xiàn)明顯的白色沉淀就停止滴加溴水.

        綜合上述情況,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生異?,F(xiàn)象的原因,對于無沉淀產(chǎn)生的,學(xué)生推測可能是溴水加入量不足,一種觀點(diǎn)認(rèn)為生成的三溴苯酚沉淀太少未達(dá)到沉淀的量,另一種觀點(diǎn)認(rèn)為生成的三溴苯酚溶于剩余的苯酚,因而看不到沉淀.對于產(chǎn)生黃色沉淀的,學(xué)生們推測可能是溴水過量太多所致,也有兩種不同的觀點(diǎn),一種觀點(diǎn)認(rèn)為過量的溴溶于三溴苯酚中呈黃色(此前已學(xué)過溴溶于溴苯),一種觀點(diǎn)認(rèn)為過量的溴將三溴苯酚氧化生成了新的物質(zhì)呈黃色,因?yàn)楸椒硬环€(wěn)定已被空氣中的氧氣氧化,三溴苯酚中仍含酚羥基,溴水中的溴單質(zhì)、次溴酸都是強(qiáng)氧化劑.

        三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

        向?qū)W生介紹三溴苯酚的溶解性知識:易溶于某些有機(jī)溶劑,微溶于水,常溫時(shí),在水中的溶解度為0.1g.然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,要求學(xué)生嚴(yán)格按規(guī)范操作.

        實(shí)驗(yàn)1 取苯酚稀溶液1mL,向其中逐滴滴加飽和溴水,分別記錄剛產(chǎn)生白色沉淀和剛產(chǎn)生黃色沉淀的飽和溴水滴數(shù).現(xiàn)象:滴入溴水3滴,剛好產(chǎn)生白色沉淀,滴入溴水27滴,白色沉淀剛開始變黃色.

        實(shí)驗(yàn)2 取實(shí)驗(yàn)1的黃色沉淀少量,向其中滴加苯酚溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄.現(xiàn)象:黃色沉淀不變白色.

        實(shí)驗(yàn)3 取1mL飽和溴水,向其中滴加苯酚溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄.現(xiàn)象:先生成黃色沉淀,后逐漸變成白色沉淀.

        實(shí)驗(yàn)4 取實(shí)驗(yàn)3的白色沉淀,向其中滴加飽和溴水,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄.現(xiàn)象:白色沉淀又變成黃色.

        實(shí)驗(yàn)5 取苯酚的苯溶液1mL,向其中滴加飽和溴水,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化過程中的溴水用量.現(xiàn)象:滴入溴水21滴,產(chǎn)生白色沉淀.

        苯酚與溴水反應(yīng)實(shí)驗(yàn),要觀察到白色的三溴苯酚沉淀,所用苯酚溶液必須為稀溶液(濃度一般約0.05~0.1mol/L現(xiàn)象明顯),溴水為飽和溴水,逐滴加入,觀察到產(chǎn)生明顯的白色沉淀立即停止滴加.溴水滴加太少,生成三溴苯酚的量比較少,且又溶解在苯酚中,所以看不見白色沉淀.溴水滴加太多,生成的三溴苯酚被氧化成黃色的2,4,4,6—四溴環(huán)己二烯酮,故析出的白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色沉淀.反應(yīng)為:

        四、教后反思

        1.苯酚與濃溴水反應(yīng)如果不親自做實(shí)驗(yàn),記住教材上的結(jié)論,或者觀看實(shí)驗(yàn)視頻,也許什么事都沒有,但如果讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)就會出現(xiàn)上述種種問題,學(xué)生僅有的知識無法解釋其中的原因,教師解釋了,學(xué)生沒有感性認(rèn)識終究無法理解.在此,巧妙地設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),輕易地解決了問題.

        2.平時(shí)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)試劑量的概念的形成.實(shí)驗(yàn)中沒有明確規(guī)定用量時(shí),一般的液體試劑取1~2mL,固體試劑鋪滿試管底部即可,這些只有在不斷的實(shí)踐中才能形成,依靠“講實(shí)驗(yàn)”或“看實(shí)驗(yàn)”是無法獲得的,教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)盡可能地讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn).

        3.要正確理解“苯酚和溴反應(yīng)很靈敏”這句話.人教版選修5教材第54頁寫到:“苯酚與溴的反應(yīng)很靈敏,可用于苯酚的定性檢驗(yàn)或定量測定”.不能絕對化,實(shí)際上,作為檢驗(yàn)苯酚的方法也存在一定的缺陷,如甲苯和苯酚的混合物中,用溴水檢驗(yàn)苯酚的存在不一定可行,因三溴苯酚溶于有機(jī)溶劑.同樣,不能認(rèn)為能使?jié)怃逅噬a(chǎn)生白色沉淀的物質(zhì)就是苯酚,苯胺與溴水反應(yīng)也有同樣的現(xiàn)象.

        [1]人民教育出版社, 課程教材研究所,化學(xué)課程研究開發(fā)中心. 化學(xué)選修5-有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)[M](第2版).北京:人民教育出版社,2007(2) .

        [2] 李子春.解讀苯酚與溴水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)[J].中學(xué)化學(xué)教與學(xué),2004(1).

        [3]劉戎.宣昭林.苯酚與溴水作用的實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].白城師范學(xué)院學(xué)報(bào),2005(3).

        [4]程小東.一個(gè)題目引發(fā)的“抗議”[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2013(5).

        [責(zé)任編輯:季春陽]

        G632

        A

        1008-0333(2017)25-0090-02

        2017-07-01

        申玢彥(1968,7-),女,湖南邵東,湖南省邵東縣第一中,碩士,高級教師,從事化學(xué)教學(xué).

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