如何理性解读和使用新课程教材中的实验资源——新制氢氧化铜氧化醛基的反应原理探讨,本文主要内容关键词为:氧化铜论文,新课程论文,理性论文,原理论文,教材论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
笔者查阅了现行4种版本(人教、上科、苏教和鲁科版)的高中化学新课程教材和教师教学用书,凡属于乙醇催化氧化反应的实验,其操作都是用2.0%的硫酸铜溶液和10.0%的氢氧化钠溶液反应配制的混合物作氧化剂,在加热的条件下氧化醛基。该实验始于人教版高中教材,至今已有数十载,是一个易成功、教学效果好的传统经典实验。但近年来在一些专业期刊的研究中,有作者研究指出“反应方程式
现象与结论:用10.0%的NaOH溶液制得的混合氧化剂中出现较明显的光亮通路,而用20.0%的较浓NaOH溶液制得的混合氧化剂溶液透明澄清,无光亮通路。实验证明按教材方法配制的弱氧化剂“新制的氢氧化铜”属于混合分散系〔分散质含,可能也含有微量的
等〕,具有胶体分散系的性质。
实验2:使歧化的醋酸最低浓度实证探索
1.的制备。氧化亚铜的制备方法步骤(⑥傅献彩主编,《实用化学便览》,南京:南京大学出版社,1989:695):
(1)迅速称取12.0 g NaOH(A.R.)溶于48.0 mL热蒸馏水(约60℃)中,澄清后用两层滤纸过滤,密封静置;溶解19.0g胆矾(A.R.)于110 mL热蒸馏水中;溶解4.8 g葡萄糖(A.R.)于8.0 mL蒸馏水中。
(2)将溶液与葡萄糖溶液混合并保持温度32~35℃,加入上述过量NaOH溶液搅拌,静置约1h后,待
完全沉淀,用倾析法以蒸馏水洗涤沉淀于布氏漏斗中吸滤,重复作至滤液pH=7,干燥。
2.使歧化的醋酸浓度探索。取
粉末5份,每份约0.15 g分装5支小试管,然后分别加入用冰醋酸(A.R.)和蒸馏水配制的4种不同浓度的醋酸溶液,用酒精灯缓慢加热至沸腾。实验操作现象记录见表2。
表2 不同浓度醋酸溶解氧化亚铜的实验记录
二、对问题的正确理解和建议
1.教材实验设计科学性和反应方程式书写正确的理解。综上所述,严格按教材配制的弱氧化剂是以为主和可能含少量
组成的混合物,是一种浅蓝色、悬浊程度小的混合分散系。由于生成物浓度小,不同分散质状态很难通过肉眼观察分辨。新课标(教学大纲)对实验配制的氧化剂组成、氧化性强弱和配合物化学式书写不作要求,教材明确地将反应方程式中的氧化剂统一写成氢氧化铜,符合可接受性和发展性教学原则,具有科学性和教法的合理性。
2.对氢氧化铜氧化醛基实验教学和研究的建议。对传统实验和方程式提出质疑,本身不是坏事,但研究必须建立在教学实际的基础上,必须有科学的专业依据和真实的研究过程,不可断章取义。辩证唯物主义认为,在复杂事物的多种矛盾中,矛盾有主要方面和次要方面,事物的性质和变化,主要是由取得支配地位的矛盾的主要方面决定。所以考虑问题,不但要全面客观地分析,而且要善于把握事物矛盾的主要方面,用相互联系的思想观点看待问题。正确认识该实验的科学性和反应方程式正确性的关键是教师要能够正确地解读文本,正确地解读文本是从事有效教学和科学研究的前提。首先,教材强调反应在NaOH过量中进行实验是有科学依据出处的,有利于氧化还原反应的进行和氧化亚铜的生成。但认为必须写在方程式中,即把先后两个反应式合并,否则要发生歧化反应,是一种偏离实验实际的解读。实际上,该观点作者自始至终陷入了不能自圆其说的窘境。其次,大学研究有机反应讲究的是机理,中学更多强调的是反应原理和关注反应过程。这两个氧化反应都涉及多个反应,教材方程式的书写是突出关注反应过程的先后、反应的本质,即是揭示课题“乙醛、葡萄糖的氧化反应”和该实验研究要获得的认识——-CHO具有还原性能被极弱的氧化剂氧化,对于从属反应,教材并未写出反应方程式如NaOH中和氧化生成
的反应,后者的处理更多地体现在教师对教材的解读和如何正确地“用教材教”的教学智慧上。再次,从高中学生知识层面看,他们已建构了相关认知,有类似学习的经历和认知经验,例如,无机盐类的水解反应:
等,生成物
和HCl在水溶液中不能大量共存,我们不能据此研究得出片面结论“盐类水解反应的产物不能共存,盐类水解反应方程式都是错误的”。又如铝与强碱溶液作用生成氢气的反应(强碱与生成
的中和反应是整个反应的定速步骤,合并)等。有机反应如卤代烃的碱性水解(生成的HX与NaOH的中和可合并而未合并,突出反应机理和过程)等反应。因此,笔者认为,在学习醛的氧化反应时,从学生已有知识经验出发组织教学,是很容易理解后续的中和反应的,并能使学生从中体验感悟实验的探究过程,促进思维向较高能力层次发展。
应该肯定,新课程实验教学重点关注化学科学中大学和中学的基本学术问题的研究是可取的,但研究考虑问题,不但要全面客观地分析,而且要善于把握事物矛盾的主要方面,用辩证的、相互联系的观点看待问题;研究必须建立在对文本的准确解读和教学实际的基础上,必须有科学的专业依据和真实的研究过程,彰显科学的实证性,不主观臆测,不断章取义。