慎重总结,锤炼用语

2020-01-08 19:16
科学咨询 2020年30期
关键词:分液外层原子

苏 珉

(重庆市涪陵巴蜀中学 重庆 408000)

义务教育阶段的化学教育,要激发学生学习化学的好奇心,引导学生认识物质世界的变化规律,形成化学的基本概念;引导学生体验科学探究的过程,启迪学生的科学思维,培养学生的实践能力;引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系,理解科学的本质,提高学生的科学素养[1]。在此课程标准指导下所编订的人教版初中化学教材具有很强的逻辑性与科学严谨性。但有些教师,尤其是像笔者这样的新教师在对教材研读不够精细的情况下,容易在日常教学过程中或多或少地给学生造成一定的学习上的困扰。笔者结合自己在鲁能巴蜀中学和涪陵巴蜀中学共4年的教学经历中犯过的错误,以及其他同仁教学过程中的所见所闻,与各位同仁进行分享探讨。

一、氧化反应的定义

2012年6月重庆第1次印刷的人教版教材第35页内容如下“它们都是物质与氧发生的反应。这类反应属于氧化反应[2]。”2015年初上讲台的我对于这个概念没有仔细研读,给学生讲的是“物质与氧气发生的反应,就是氧化反应”。当时在鲁能巴蜀的一次集体教研活动中,听到了前辈们说到概念中的“氧”与“氧气”仅一字之差,但有区别。“氧”在这里应指“氧元素”,比“氧气”的范围更广并且和高中的“氧化还原反应”接轨。此外,“是”与“属于”也是完全不能划对等的概念,“是”相当于等同,而“属于”则是包含关系。然而在2019年7月重庆第8次印刷版本中,该内容改为“它们都是物质与氧气发生的反应。这类反应属于氧化反应[2]。”笔者认为教材小小的这么一点改动,对于学生而言更好理解了。新版本教材中说物质与氧气发生的反应属于氧化反应,其实是说物质与氧气发生的反应不等于氧化反应,而是包含在氧化反应的范畴内。旧版教材中关于氧化反应的定义,给教师的课堂处理上会带来不小的麻烦。例如CO2与H2O反应能生成H2CO3,可能就有学生认为CO2和H2O中均有氧元素,因此符合教材中氧化还原反应的定义。然而事实是,无论是初中化学阶段还是上升到高中化学阶段,这个反应既不属于氧化反应,也不属于氧化还原反应(凡涉及有电子转移或偏移的反应就是氧化还原反应)[3]。教材版本更新后学生和教师在处理此类问题时就容易许多,只需要在反应物中去找是否有氧气的存在即可。

二、不同原子间的区别

在2018年涪陵区进行了一次跨校联合教研活动。会上观摩了一位经验丰富的教师上了一堂原子的结构的复习展示课,课程设计巧妙、知识点衔接自然、课堂氛围良好。但在回家翻阅听课笔记时,课件上的一句总结引起了我的注意。“不同原子间的本质区别是质子数不同。”这句话乍一眼看上去是正确的,因为教材中第59页原文中写到“元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。”因此会认为质子数不同,就是不同类的原子。但是这句话反过来看就非常值得商榷,不同的原子就一定是因为质子数不同吗?举个很简单的例子,氢元素有3种同位素——氕、氘、氚。这三种原子具有相同的质子数,但它们的中子数不同,因此它们属于相同的元素,但属于不同的原子。试想如果它们都是同一种原子,那么在选取相对原子质量的标准时为何又非要明确规定是含6个质子和6个中子的碳12原子?因此,同仁们在处理此类问题时,可以讲解为“两个原子核内质子数不同,则一定是不同元素的原子”[4]。

三、最外层电子数与元素化学性质有何联系

教材第60页原文如下“元素的化学性质与其原子的核外电子排布,特别是最外层电子的数目有关。”然而,有教师在讲这个地方时总结为“原子的最外层电子数相同,则元素化学性质相同”,当然“相同”不能等同于“相似”,这里必定不能用“相同”一词。还有教师总结道“原子的最外层电子数相同,则元素化学性质相似”或“元素的化学性质由原子的最外层电子数决定”。笔者认为,这里用“决定”一词有些不妥,并且前后并没有绝对的逻辑关系。“决定”应该是指只要最外层电子数相同,那么元素的化学性质一定相似,然而事实上却并不是。例如氦原子和镁原子具有相同的最外层电子数——2,然而它们的化学性质相差却较大。氦化学性质很稳定,通常不容易参与化学反应;而镁化学性质较为活泼,在化学反应中容易失去2个电子。因此,在讲到如何判断元素化学性质是否相似时,有教师可能会这样讲“先看是否同为金属元素或非金属元素,然后再看最外层电子数。因此,同时为金属元素或非金属元素时,最外层电子数相同则两种元素的化学性质相似”。这样的判断方法确实不错,但这样的总结显得有些冗长复杂,初中学生在理解和应用这条结论时存在一定的困难。本人结合自己的经验,在学生已建立起最外层8电子为稳定结构(只有一个电子层时2个为稳定结构)的基础上,将判断元素化学性质是否相似归纳为“为了达到稳定结构,所需得失电子情况完全相同则元素的化学性质相似”。例如氧元素和硫元素,它们的原子为了达到稳定结构都需要得到2个电子,因此得失电子情况完全相同则化学性质相似。再如氦和镁元素的原子,它们为了达到稳定结构,氦既不需要得电子也不需要失去电子而镁则需要失去2个电子,故它们的元素化学性质不相似。当然这样的总结也有一定的局限性,氢原子就是一个比较反常的特例。按照最外层2个电子为稳定结构的理论,氢原子易得到1个电子变成H-,然而事实上尽管H-虽也存在但H+显然更常见。

四、一氧化碳还原氧化铜的实验现象该如何描述

这个问题对教师而言,看起来显得有些低级,但本人在参与全区统考的阅卷过程中,与同仁们发现学生对一种实验现象的描述存在疑问。学生描述一氧化碳还原氧化铜实验的现象:“氧化铜由黑色变为了红色,且有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成”。这个描述看上去回答得很完整,然而第一句话就存在疑问。“氧化铜由黑色变为了红色”难道说氧化铜还能有黑色和红色两种颜色吗?红色的不应该是铜吗?因此这个实验现象的描述应该更改为“固体由黑色变为红色,且有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成”,这样的用语就会显得更为科学、严谨。

五、分液漏斗能否控制化学反应速率

这个问题还是笔者大学室友给我的灵感。记得一次在与他通话交流教学的过程中,他谈到他所在的地区大连的化学教研员在给他们培训交流时问了一个问题——分液漏斗真能控制化学反应速率吗?我们在不少题目中会遇到类似这样的问题,给你一套有分液漏斗的装置,问你该气体发生装置具有的优点?我们毫无疑问地会填上“控制反应速率”。然而在高中化学人教版教材必修2中影响化学反应速率的因素在反应原理不变的情况下仅仅与是否有催化剂、反应温度以及反应物的浓度有关。分液漏斗并没有能力改变是否有催化剂、反应温度计、反应物浓度这三个条件,它能改变的只是滴加液体试剂的速率。而液体滴加的速率变慢,尽管滴加进反应容器中的液体试剂反应的速率不变,但类似于龟兔赛跑中的兔子跑一阵休息一阵即反应一阵,停止反应一阵,因此最后收集到的气体的速率就因此受到了影响。因此,准确地说分液漏斗改变的是滴加液体的速率,进而影响收集到气体的速率。

以上5个实例是笔者在不算长的教学生活中遇到的问题,在这里分享出来提醒自己及同仁在教学过程中一定要慎重给学生总结规律,尤其是总结课本上没有的规律时,一定要反复锤炼自己的用语,做到尽可能科学、严谨无漏洞。遇到教学上的疑问,可多向身边的同仁们尤其是前辈们请教。只有多反思、多讨论,我们的教学才会更好。

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