黃金泉+沈文潔

摘要：列舉三個因“經(jīng)驗”而想當然地進行教學的案例，剖析難于察覺的錯因，以免在教學中造成科學性錯誤，誤導(dǎo)學生。

關(guān)鍵詞：經(jīng)驗教學；氟氟鍵鍵能；硫化鈉；離子濃度

文章編號：1008-0546（2017）02-0066-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.020

在教學實際過程中，有的老師會憑借自己的經(jīng)驗或直覺，想當然地進行類比遷移或進行看似“合情合理”的解釋，結(jié)果不經(jīng)意間造成了科學性錯誤，誤導(dǎo)了學生，給學生將來的學習帶來一定的負面影響。教學中這種因“經(jīng)驗”而產(chǎn)生的錯誤，有時連自己本人都難于察覺，還照樣在學生面前津津樂道。為更好地開展教學，筆者就幾則常見的“經(jīng)驗”教學案例進行舉隅，以期拋磚引玉，引起大家的關(guān)注，但愿這些教學案例能給同行們帶來一些啟示。

一、比較Na2S溶液中離子濃度大小

在一次校級間交流的教研活動中，一位青年教師開設(shè)了一節(jié)“離子濃度大小比較”的公開課，他先是以0.1mol/LNa2CO3溶液為例分析了該電解質(zhì)溶液中電荷守恒關(guān)系、物料守恒關(guān)系以及各離子濃度大小關(guān)系。其中涉及離子濃度大小比較時，他要求學生先寫出CO32-分步水解的離子方程式：CO32-+H2OHCO3-+OH-（主， 弱）；HCO3-+H2OH2CO3+OH-（次，很弱）。然后引導(dǎo)學生分析并得出：因CO32-水解是微弱的且溶液呈堿性，所以溶液中各離子濃度由大到小的順序是：c（Na+）>c（CO32-）>c（OH-）>c（HCO3-）>c（H+）。為了鞏固所學知識，接著看似很有經(jīng)驗地在黑板上寫出了以0.1 mol/L Na2S溶液進行變式練習，要求學生分別寫出該溶液中存在的電荷守恒關(guān)系式、物料守恒關(guān)系式以及各離子濃度大小關(guān)系。電荷守恒和物料守恒關(guān)系式的書寫沒有歧義，但各離子濃度大小學生借鑒同濃度的Na2CO3溶液，類比遷移得出了：c（Na+）>c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）>c（H+）。這樣的結(jié)論，可能正是老師所期望的答案，因此，老師當堂給予了肯定并及時進行了表揚。

課后我和該執(zhí)教老師進行了短暫的交流，我說你怎么知道S2-的水解程度就與CO32-基本相同？有沒有證實過？萬一不同，這樣借鑒推理不就出現(xiàn)錯誤了嗎？他回答我說“這還用證實？Na2CO3是強堿弱酸鹽，CO32-分步水解使Na2CO3溶液呈堿性；而Na2S也是強堿弱酸鹽，同屬Na2X型且S2-水解情況和CO32-一樣都是二級分步水解，應(yīng)該可以判斷S2-的水解程度與CO32-基本一致，借鑒Na2CO3溶液類比遷移來得出Na2S溶液中各離子濃度的大小應(yīng)該不會錯”。

是啊，好一個應(yīng)該不會錯，這是在憑主觀“經(jīng)驗”教學。對Na2S溶液而言，這樣的結(jié)論和所謂的解釋至今仍廣泛流行于大多數(shù)老師的平常教學之中。我曾不止一次聽到老師們這樣“鏗鏘有力”的說辭，甚至個別具有影響力的課外輔導(dǎo)書上也是以0.1mol/L Na2S溶液作為典型例題，來分析比較溶液中各離子濃度大小并得出上述結(jié)論的。問題是Na2S溶液中除了c（Na+）最大和c（H+）最小可以確定以外，其他各離子濃度大小關(guān)系真的如上所述是c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）嗎？S2-的水解程度真的與CO32-基本相同，都是很微弱的嗎？

筆者注意到2014年全國統(tǒng)一考試（安徽卷）理科綜合化學卷中有這樣一道選擇題，原高考試題部分摘錄如下：

室溫下，下列溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是 （ ）

A.Na2S溶液：c（Na+）>c（HS-）>c（OH-）>c（H2S）。

該選項學生很容易判別出是錯誤的。但筆者關(guān)注到該選項中并沒有同時出現(xiàn)c（S2-），筆者當時就納悶，命題者為什么不把c（S2-）也一同拿出來讓學生進行判別？考慮到近幾年來江蘇高考化學試題中幾乎不涉及Na2S溶液中各離子濃度大小的比較問題，為什么不涉及？是不愿涉及還是在刻意想避免什么？

帶著種種疑慮，筆者查閱了相關(guān)文獻[1]，該文獻以例題的形式通過定量計算解答出了0.1mol/L Na2S溶液中c（HS-）、c（S2-）、c（OH-）和S2-的水解度（具體解答過程略）。經(jīng)計算得出：c（S2-）=0.041 mol/L，c（OH-）=c（HS-）=5.9×10-2mol/L，水解度=59%。說明S2-的一級水解程度很大，居然達到了59%，水解度超過了一半。根據(jù)計算結(jié)果可以得到：c（S2-）< c（OH-），c（S2-）<

c（HS-）。即0.1mol/LNa2S溶液中各離子濃度由大到小的正確順序為：c（Na+）>c（OH-）>c（HS-）>c（S2-）>c（H+），與借鑒同濃度的Na2CO3溶液類比遷移得到的c（Na+）>c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）>c（H+）截然不同。

顯然，這一結(jié)果沖破了老師們頭腦中固有的“經(jīng)驗”——想當然地認為S2-的水解程度與CO32-一樣“微弱”，但計算數(shù)據(jù)表明S2-與CO32-的水解程度完全不同，前者的水解程度遠大于后者且水解率超過了50%，這也正好印證了Na2S溶液在配制時為什么要加入適量的NaOH，而配制Na2CO3溶液就無須加入這一實驗事實。因此，不可借鑒Na2CO3的水解情況來類比推理Na2S溶液中各離子濃度的大小。

二、F2分子中F-F鍵鍵能的特殊性

在新授蘇教版《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》第三單元中的“共價鍵的鍵能”時，為幫助學生更好地理解“原子軌道重疊的程度越大，共價鍵的鍵能越大，兩原子核間的平均間距—鍵長越短”，在一次市級教研活動中筆者親眼看到執(zhí)教老師是以 “比較F2、Cl2、Br2、I2這四種鹵素單質(zhì)分子的鍵能大小” 為例進行解釋的：

因原子半徑：F﹤Cl﹤Br﹤I，則鍵長：F-F﹤Cl-Cl﹤Br-Br﹤I-I，所以鍵能由大到小的次序：F-F﹥Cl-Cl﹥Br-Br﹥I-I。

這樣推理看似“合情合理”，學生也容易接受，不會產(chǎn)生異議，因為鹵素單質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，鍵長越短，鍵能越大。課后集中點評時，大多數(shù)老師也沒有看出這里面的端倪。果真如此嗎？

筆者注意到課本[2]P49表3-5部分共價鍵的鍵長和鍵能上只給出了Cl-Cl鍵、 Br-Br鍵、I-I鍵的鍵能數(shù)據(jù)，并未給出F-F鍵的鍵能數(shù)據(jù)。按照課本上給出的Cl-Cl鍵、Br-Br鍵、I-I鍵的鍵能數(shù)據(jù)進行比較，它們的大小符合上述規(guī)律，即鍵能：Cl-Cl﹥Br-Br﹥I-I。但執(zhí)教老師僅憑“經(jīng)驗”、不加思考地把F2也一同拿出來進行比較，結(jié)果真的如上所述嗎？記得當初筆者在備這節(jié)教材時，已注意到教材中并沒有給出F-F鍵的鍵能數(shù)據(jù)。當時筆者尋思，都是鹵素單質(zhì)，為何唯獨不給出F-F鍵的鍵能數(shù)據(jù)？莫非F-F鍵的鍵能有其特殊的地方？

帶著疑問筆者查閱了一些文獻，發(fā)現(xiàn)F-F鍵的鍵能（158kJ·mol-1）出乎意料地小到幾乎和I-I鍵的鍵能（151 kJ·mol-1）相仿。為進一步探討這里面的緣由，筆者繼續(xù)查閱了文獻資料[3]，得到的解釋是“當兩個氟原子形成F2分子時，兩個F原子2p軌道上的成單電子通過共用電子對形成共價σ鍵。由于F原子特別小的原子半徑和較大的電子云密度，使F原子之間存在較大的電子云之間的排斥作用，以至于F原子間電子云的重疊程度較小，因而F-F鍵的鍵能較小”。

可見，比較鹵素單質(zhì)鍵能大小時，僅憑主觀經(jīng)驗將F2一同拿出參與比較的話，勢必造成科學性錯誤，誤導(dǎo)學生。筆者以為，課本上之所以隱去F-F鍵的鍵能數(shù)據(jù)，正是考慮到了它的特殊性，其目的是為了更有利于開展教學，以避免產(chǎn)生一些不必要的歧義，尤其是在中學階段。

參考文獻

[1] 華彤文等.普通化學原理（第4版）[M].北京：北京大學出版社，2013：166

[2] 王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[M]. 南京：江蘇教育出版社，2014：49

[3] 吳星.中學化學疑難辨析[M].南京：江蘇教育出版社，2012