通过必做实验学好化学的建议（1）

宋心琦

一、为什么溶液是初中化学的一个重要知识点

溶液这个知识点包括了溶液的形成、浓度和一定浓度溶液的配制方法（包括配料计算和配制。容量瓶和天平的使用），并延伸到溶解度和饱和溶液（包括溶解度和温度的关系——溶解度一温度曲线的应用），溶解过程和结晶过程等一系列知识点和实验，可以让同学们形成一个完整的知识结构及逻辑关系明确的知识板块。只有明确了这个知识板块内知识点之间的逻辑关系，同时充分认识溶液知识在化学学习和应用中的重要性，同学们才能真正地做好这个实验，学好有关的化学知识。

从实验室制取氧气的实验和老师在课堂上做过的演示实验中，我们应当留下这样的印象：化学反应的进程（如速率）和结果（如产物）是可以通过温度、浓度和催化剂来改变（或调控）的。由于催化剂往往需要通过繁复的筛选过程才能确定，所以在初等化学中。只有温度和浓度才是最常用、最容易实现的调控手段。但是在现有实验条件下，依靠酒精灯或其他方法加热时，对温度的调控难以达到精确（一般情况下也不要求做到精确）。唯有浓度特别是溶液的浓度比较容易做到精确配制，所以学会配制一定质量分数的溶液是进行化学探究活动必不可少的一项基本功。

把体积庞大、易因扩散而泄漏的气态反应物和因接触面积小、密度差别大且需不断进行强力搅拌的固态反应物，用适当的溶剂转化为溶液后，该溶液既具有气体的流动性，又可使反应物以分子或离子状态均匀地分散在溶剂中。因为反应物是以分子或离子状态参加化学反应的，溶液的浓度能最直接地反映出它们在发生反应时的有效浓度，因此在进行这个实验时，仔细观察溶质在溶剂（此处为水）中的溶解过程和形成溶液后溶液的均一性，都可以帮助我们深入理解溶液在生产和生活中的普遍性和重要性。

由溶液的浓度延伸出来的溶解过程自发性和溶解度是化学中极为重要的两个概念。前者往往被忽略，但却是自然界普遍存在的一类过程（水源组成和所处地理环境密切相关就源自这个过程），表现为通过溶解和自行扩散使体系内溶质分布达到均一的自发性（在高中化学选修模块——化学反应原理中会把这个现象的本质理论化）。溶解虽然具有自发性，但是不同的物质在同一种溶剂中的最大溶解量并不相同，即存在着饱和现象。于是根据溶液达到饱和时溶剂和溶质的量（体积或质量）的关系，形成了溶解度的概念，并进一步得出溶解度与体系温度的关系。有趣的是，从温度一溶解度曲线可以看到，在同一溶剂中不同溶质的溶解度和温度之间的关系并不完全相同。这种差异竟然可以用来分离性质极为相近的物质（例如稀土元素的分离）。从溶解度概念到结晶成为一种应用广泛的分离提纯方法，其间的逻辑关系和认知发展途径的脉络十分清晰。这种思维训练在初中化学学习中是非常难得的学科载体之一。所以同学们不能只关注溶液浓度换算、溶解度计算和用容量瓶配制一定溶质质量分数溶液的实验基本操作，应当同时注重实验的目的和所能观察到的现象（包括在粗盐提纯实验中观察到的有关过程，如溶液的饱和和结晶），这样有助于同学们真正领会这个知识板块所包含的极为丰富的学科知识和科学教育内涵。

二、关于实验本身的建议

1.实验体系的特点。这是一个以训练使用定量类型化学仪器为主的实验，重在基本操作的规范性和培养同学们严谨细致的科学精神与习惯。此外，这是初中化学8个必做实验中唯一使用多种定量仪器的实验。配制一定溶质质量分数的溶液，一是要求溶质的质量确定（精度由称量手段决定），二是要求溶液的体积确定（由容量瓶的精度决定），三是原则上实验用的溶质和溶剂都应当是纯净物，溶剂为水时要用蒸馏水（这个条件是否太苛刻了？因为配制后的溶液往往没有实际用途）。建议有条件的学校把溶质换成其他实验可用的试剂（例如后面的实验将要用到的某些酸、碱和盐）。如果并不要求精确，也可以不用容量瓶，改用量筒或有刻度的烧杯（和日常生活中的配料要求相同），但是仍然可以要求计算配制所需试剂和水的用量，完成配制的基本步骤。农村学校可以把溶质改为某种化肥或专用溶液（如种子浸泡液等）的配制，但是最好不要配制农药。

2.如果配制的是某种功能性溶液，建议进行和检验功能效果相结合的探究活动。有计划地配制不同浓度的溶液，以备实验之用。探究主题可以包括：污水处理；金属腐蚀或防腐措施；植物培育；菌种培育或杀灭等。

3.建议部分同学探究配制溶液时可行的速算法。

4.如果进行探究性实验，溶液浓度影响应纳入实验总结，并鼓励用图形表述。

5.实验报告格式应在老师指导下由探究活动小组自行设计。

责任编辑/彭德利