巧用實驗解決學生化學認知沖突

申玢彥

(湖南省邵東縣第一中學，湖南 邵陽 422800)

巧用實驗解決學生化學認知沖突

申玢彥

(湖南省邵東縣第一中學，湖南 邵陽 422800)

化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，中學化學的學習受學生知識水平和認知能力的限制，僅從理論上來解釋某些問題學生不能理解，即使當時記住了，也無法長久鞏固，如果采用實驗探究法，由學生親自實驗得出結(jié)論，將使問題迎刃而解.

化學實驗現(xiàn)象；化學實驗驗證；認知沖突

人教版選修5《有機化學基礎(chǔ)》第54頁的實驗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，觀察并記錄實驗現(xiàn)象.學生在演示時出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，下面對出現(xiàn)的異常現(xiàn)象進行探究.

一、問題的提出

為什么同樣的試劑，出現(xiàn)了不同的實驗現(xiàn)象，問題出在哪？筆者引導各組找尋實驗現(xiàn)象異常的原因，并設(shè)法驗證.

課前將學生分成八個小組，針對實驗中的異常現(xiàn)象引導學生設(shè)計實驗解決.將實驗室事先準備好的八組實驗用品分發(fā)給每個小組，上課時讓學生分組探究苯酚與溴水的反應(yīng).實驗結(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?，F(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析

通過實驗、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組的操作按實驗要求逐滴加入飽和溴水，生成白色沉淀后，因擔心苯酚未反應(yīng)完，繼續(xù)滴加溴水導致白色沉淀變成黃色沉淀，可能是溴水過量所致.2、4、6三組的學生在實驗時，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，進一步引導學生分析產(chǎn)生異?，F(xiàn)象的原因，對于無沉淀產(chǎn)生的，學生推測可能是溴水加入量不足，一種觀點認為生成的三溴苯酚沉淀太少未達到沉淀的量，另一種觀點認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，學生們推測可能是溴水過量太多所致，也有兩種不同的觀點，一種觀點認為過量的溴溶于三溴苯酚中呈黃色(此前已學過溴溶于溴苯)，一種觀點認為過量的溴將三溴苯酚氧化生成了新的物質(zhì)呈黃色，因為苯酚不穩(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)、次溴酸都是強氧化劑.

三、實驗驗證

向?qū)W生介紹三溴苯酚的溶解性知識：易溶于某些有機溶劑，微溶于水，常溫時，在水中的溶解度為0.1g.然后引導學生設(shè)計了如下幾個實驗驗證，要求學生嚴格按規(guī)范操作.

實驗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.

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

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

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

實驗5 取苯酚的苯溶液1mL，向其中滴加飽和溴水，記錄實驗現(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)實驗，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)如果不親自做實驗，記住教材上的結(jié)論，或者觀看實驗視頻，也許什么事都沒有，但如果讓學生做實驗就會出現(xiàn)上述種種問題，學生僅有的知識無法解釋其中的原因，教師解釋了，學生沒有感性認識終究無法理解.在此，巧妙地設(shè)計驗證實驗，輕易地解決了問題.

2.平時在實驗教學中應(yīng)注重培養(yǎng)學生對實驗試劑量的概念的形成.實驗中沒有明確規(guī)定用量時，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踐中才能形成，依靠“講實驗”或“看實驗”是無法獲得的，教師在教學時應(yīng)盡可能地讓學生動手做實驗.

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或定量測定”.不能絕對化，實際上，作為檢驗苯酚的方法也存在一定的缺陷，如甲苯和苯酚的混合物中，用溴水檢驗苯酚的存在不一定可行，因三溴苯酚溶于有機溶劑.同樣，不能認為能使?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,化學課程研究開發(fā)中心. 化學選修5-有機化學基礎(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)實驗[J].中學化學教與學,2004(1).

[3]劉戎.宣昭林.苯酚與溴水作用的實驗的改進[J].白城師范學院學報,2005(3).

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

[責任編輯：季春陽]

G632

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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，從事化學教學.