初中化学教科书常见问题解析

现行初中人教版《义务教育教科书化学》（以下简称“新教材”）是根据《义务教育化学课程标准（2011年版）》（以下简称“新课标”）的要求，在原《义务教育课程标准实验教科书化学》的基础上进行修订，于2012年出版。在近几年的教学实践中，广大师生对教材提出了不少宝贵的意见和建议，涉及的某些问题具有一定普遍性。

一、“化学”概念的表述及绪言教学

原《义务教育课程标准实验教科书化学》在绪言中，将化学表述为“研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学”。新教材中变为“化学是在分子、原子层次上研究物质性质、组成、结构与变化规律的科学”，与2003年版《普通高中化学课程标准（实验）》里的表述基本一致，在概念的描述中增加了“在分子、原子层次上”。这个变化强调了在研究物质的性质、组成、结构及变化规律的过程中，始终贯穿在其中的一根主线就是“分子、原子”，明确了化学研究物质的层次和主要对象，也体现了化学观察和研究问题的独特角度，反映了化学学科思想，有助于学生理解化学的概念。

绪言课的主要目的是向初次接触化学的学生展现化学丰富多彩的一面，以激发其学习化学的兴趣。像是打开一扇窗，向学生展示窗外的世界有多么奇妙，带领学生走进化学的大门。同时，让学生了解化学的研究对象和作用，以及很粗浅的一点化学发展史，没有承担过多具体知识点的教学任务。因此，教材正文中出现的原子、分子、元素、周期律，以及纳米材料、高分子、绿色化学等概念，学生可凭借已有常识去领会其大致含义，具体内容可留待后续课程解决。

二、玻璃仪器上一些标识的含义

常见玻璃量器上都有一些字母、数字等标识，除了刻度划线和数字外，其他标识也具有特定含义。下面以教材图1-26中的量筒为例进行说明。为“中华人民共和国计量器具许可证”的缩写标记，正规的合格量器都必须有该标记。“Ex”或“In”为用法标记，Ex表明为量出式量器（如滴定管、移液管、量筒），用于测量自量器内排出的液体的体积，在标定时已经考虑了液体倒出后的挂壁现象，挂壁的液体体积包含在测量刻度内，量筒内实际液体体积比刻度显示的多；“In”表明是量入式量器（如容量瓶），用于测量注入内壁干燥的量器内液体的体积，标定时不考虑挂壁现象，量筒内液体体积与刻度显示一致。“20℃”为标准温度，“100ml”为标称容量，指量器在标准温度20℃时的标称容量。体积单位“升”是国家法定计量单位，符号为L，小写字母l为备用符号。毫升的单位符号在出版物中均为mL，而玻璃仪器上习惯上标注为ml。

三、医疗急救用氧

人体的新陈代谢离不开氧气，严重缺氧时会有生命危险。但如果长时间只吸入纯氧，则对人体健康有害。因此急救时不会让患者只吸入纯氧，而是根据病情需要，在纯氧里充入一定量空气进行稀释；吸氧时使用的氧气面罩或鼻氧管属于开放式吸氧，吸入氧气时还会从旁吸入空气。教材图2-5“氧气的用途”中的氧气钢瓶起示意作用，有的学生在这里会误认为只吸入纯氧。

那么为什么教材正文在这里指出医疗急救时“需要用纯氧”，而且《中国药典》（2010年版）和《GB8982-2009医用及航空呼吸用氧》也明确规定医用氧“含氧不得少于99.5%（mL·mL-1）”呢？因为一般的医用氧是用深冷法分离空气制得的，其组成除氧气外，还含有水、二氧化碳、一氧化碳、气态酸、臭氧及其他可能对人体有害的成分。如果氧含量低于99.5%，则这些对人体有害的成分的含量就会增加。

四、铁的氧化产物

众所周知，铁在常温下氧化得到的产物是Fe2O3，在氧气中燃烧的产物则是Fe3O4，这是为什么呢？对比铁与氧化合生成各种氧化产物的自发性大小，可以考察铁的氧化物相互转化的自发性。

五、相对原子质量的标准

教材中的图3-14比较形象地说明了相对质量的含义。有读者对此发出疑问：既然氢是最轻的元素，为什么不用1个氢原子的质量作相对原子质量的标准？这里涉及相对原子质量（原子量）的来源历史。1803年，道尔顿发表的第一张相对原子质量表就是以Ar（H）=1为标准的，其想法非常朴素，因为氢是最轻的元素，其余元素的相对原子质量几乎都是氢的相对原子质量的整数倍。由于很多元素可与氧生成氧化物，便于与氧进行比较来测定其相对原子质量，因此，贝采里乌斯在1826年发表的相对原子质量表改用Ar（O）=100为标准。19世纪末至20世纪20年代，化学家采用Ar（O）=16作为基准。1929年科学家在天然氧中发现了17O和18O，用天然氧作为相对原子质量的标准遇到了困难，物理学家随即采用Ar（16O）=16为基准，这样就造成了化学和物理中相对原子质量数据的不同。1961年，国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）决定采用Ar（12C）=12作为相对原子质量的新标准。这主要是因为利用质谱仪测定原子的精确质量时多采用质量双线法，碳氢化合物能形成多种CmHn+离子，便于与要测定的原子直接进行比较，提高测量精度[2]。

六、化学式中的根与离子

教材85页“表4-2元素和根的名称”中的原子团称为某某根，但“元素和根的符号”中却写的是原子团对应的离子，既然是根的符号，就不应该带电，表4-2中根的名称与符号不相符，根的符号写成了根离子的符号了。新教材使用两年来，对该问题的反馈意见比较集中。在这里，通过对中国化学会《无机化学命名原则》的相关规定进行介绍来辨析概念，澄清模糊认识。在命名原则的“总则”下，有“1.3基和根”“1.5离子”两项说明。前者指出：“基和根是指在化合物中存在的原子集团，若以共价键与其他组分结合者叫做基，以电价键与其他组分结合者叫做根。”后者指出：“带电的原子团，已如上述称为某根，若需指明其为离子时则称为某离子或某根离子”，并举例，SO42-可称作硫酸根或硫酸根离子，二者实际上是一致的[3]。

七、介绍碳单质的几种同素异形体

第六单元课题1的第1课时是介绍碳单质的几种同素异形体，从知识内容上看比较简单，考点不多，在教学上常被忽视。但实际上，这节课有其独特的地位和作用，应引起我们的足够重视。从知识结构上看，本课的主要任务不仅仅是让学生认识几种不同形态的碳的单质，而是要让学生认识到物质的结构、性质、用途三者之间的关系。学生虽然已学习过一些物质的微观结构的知识，但在认识上还停留在第三单元原子最外层电子对元素化学性质影响的层面。而本课通过对比金刚石和石墨不同的微观结构，引导学生认识到两者物理性质的差异，来源于碳原子空间排列的不同。图6-1和6-2中的结构示意图，也是教材第一次向学生展示固体（晶体）的微观结构，在渗透微粒观的同时，也向学生强化了“物质的结构决定性质，性质决定用途”这一化学基本思想。从学生的角度看，由于经过了第三单元物质结构、第四单元化学式和化合价、第五单元化学定律和化学方程式等理论性较强、比较抽象的内容的学习，学生对化学的兴趣难免有所下降，容易出现分化。而本课时教学内容紧密联系科技发展和学生生活，相关情景素材十分丰富，如果营造出热烈的课堂气氛，充分调动学生情绪，将能重新燃起学生学习化学的热情，有利于九年级上册教材后半段的教学。

八、碳的几种单质化学性质的异同

金刚石的化学性质非常稳定，在室温下对酸、碱等所有化学试剂都显惰性，在隔绝空气的条件下加热到1000℃时转变为石墨，在空气中加热到780℃左右会燃烧生成CO2。石墨的标准生成焓比金刚石低1.9kJ·mol-1，是单质碳的热力学稳定变体。但石墨的化学性质较金刚石稍活泼，在常温下石墨对通常的化学试剂显惰性，在空气中加热到690℃左右被氧化成CO2，在PbO等催化剂存在下氧化速率加快。石墨还能与熔融或蒸气状态的金属钾（或铷、铯）作用，形成碱金属碳化物；在加热时，能被强氧化剂如浓硝酸、浓硫酸、高氯酸等氧化成石墨氧化物（又称石墨酸）；在700℃可被氟直接氟化成CF4。C60和石墨烯的化学活性比石墨又更强一些，能发生氧化、加成等多种反应。

九、金属活动性

金属活动性和金属性是两个容易混淆的概念。前者反映了金属在水溶液里形成水合离子倾向的大小，即反映金属在水溶液中发生氧化反应的难易，以金属的标准电极电势为依据。后者是金属元素的原子在化学反应中失去电子成为阳离子的倾向，通常用金属元素原子最外层电子的电离能来衡量。一般情况下，金属性强的元素，其活动性也强，但也有不一致的情况。例如，Na的第一电离能（495.8kJ·mol-1）小于Ca（589.7kJ·mol-1），其金属性大于后者；但Ca的标准电极电势（-2.87V）小于Na（-2.71V），故Ca的金属活动性强于Na。由于金属的标准电极电势是在一定条件下测定的，故依此得出的金属活动性顺序有一定适用范围，在判断相关置换反应的方向时，要考虑反应介质、底物浓度、产物价态等影响因素，某些一般性结论不能无限推广[4]。

教材第10页的探究活动“金属与盐酸、稀硫酸的反应”中，不同金属（Mg、Zn、Fe）与酸反应生成氢气的剧烈程度存在明显差异，相应的图8-8～图8-12也形象反映了实验的真实现象。在教学中，师生普遍容易因此把金属活动性和置换反应发生的“剧烈程度”联系起来，认为二者存在必然的相关性。但实际上，教材在这里没有将二者相关联，而是要求学生，将能否与酸发生置换反应作为比较金属活动性的判据之一。尽管一般情况下的实验现象和活动性顺序往往恰好一致，但从物理化学的角度分析，我们应当意识到二者之间的关联实际并不存在，反应的剧烈程度并非金属活动性的判据[5]。反应的剧烈程度是反应速率的外在表现，是一个动力学问题，受接触面积、底物状态等外界因素影响；而置换反应能否发生则是一个热力学问题，与金属的本质特性有关。

十、一氧化碳还原氧化铁

教材图8-20展示了“一氧化碳还原氧化铁”的实验，曾有不少人认为该实验较为复杂，难以实现，应将此图从教材中删去（教材也正因为这方面的考虑没有将其列入编号实验）。但该实验综合性强，实验原理、装置和操作信息较多，是初中教材中最复杂的实验之一。图8-20内涵十分丰富，涉及气体制取（因涉及有机反应未画出）、气固反应、产物检验、尾气处理，很有教学价值。建议根据学校和学生情况，充分挖掘图中信息，尽量创造条件完成实验。

该实验本身也有一些需要说明的地方。教材在这里使用了酒精喷灯，用酒精灯行不行？实验结果表明，用酒精灯加热也会得到黑色产物，能够被磁铁吸引，但加入稀盐酸后很少有气泡产生，表明产物主要是Fe3O4，而不是Fe。如果酒精灯加热到较低温度就能将赤铁矿还原得到铁的话，工业上又何必建造进行高温反应的炼铁高炉呢？用酒精喷灯提供足够高的温度，才能发生充分的还原，得到铁单质。

教材对实验现象的描述是“玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，这种黑色的粉末就是被还原出来的铁”。但这并不表明颜色的变化就是生成铁的直接判据。同时，不少习题将“反应后得到的黑色粉末可以被磁铁吸引”作为生成铁的直接判据也不够准确。因为未完全还原的产物Fe3O4呈黑色，也可以被磁铁吸引；而且直接加热Fe2O3粉末或铁锈，其颜色也会变黑，冷却后又恢复原来的颜色[6]。因此，检验该反应产物的一种较合理的做法是取少量产物加入稀盐酸，观察是否有较多的气泡持续产生。

十一、饮水的酸碱性与健康

饮水的酸碱性是大众广泛关注、较直观的水质指标之一。长期以来，由于一些商家的不当宣传和民众对化学知识了解不多，学生对饮水酸碱性与健康的关系容易产生认识误区。不少居民小区都发生过类似这样的一幕，某品牌桶装水、瓶装水宣称其为弱碱性水，长期饮用有利于身体健康，而其他的酸性水则不宜长期饮用。销售人员还会当场用pH试纸进行测试，结果显示日常使用的自来水都呈酸性。事实显然没有这么简单。首先，水质有多种检测要素，酸碱性只是其中一项，《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求饮水的pH不小于6.5且不大于8.5，包含了弱酸性、弱碱性和中性的水。天然水由于受溶解的二氧化碳的影响，自来水还受消毒用氯气的影响，一般都会呈现弱酸性。其次，弱碱性水有益健康的说法并无直接的科学依据。人体有一套完善的自我调节机制，正常人体液的酸碱度相当稳定，日常饮水并不会改变人体内环境的酸碱度。如果内环境的酸碱度超过正常范围，表明人处于病态，不是通过简单饮水就能调节的。

十二、第12单元“化学与生活”

本单元与学生的生活和社会实际联系密切，是一个以社会问题为中心的单元，涉及化学与健康、材料、环境等的相互关系，编入了较多进行情感、态度、价值观教育的素材。由于营养物质等内容在初中生物中已有涉及，学生往往不够重视，教学上也容易与生物课重复。同时，该单元是九年级化学教学最后一部分新课内容，师生面临中考，时间紧张。而课程标准中对相关知识的要求不高，在不能将学科知识进一步深化的前提下，教师对教学内容的处理往往味如鸡肋。

实际上，从初中化学的整体上看，学生在教材前11单元主要学习了无机化合物，在第12单元将接触到结构和性质更为复杂的有机化合物。这是学生认识物质类别上的一个巨大跨越，将对其后续高中化学和生物的学习打下基础，具有承上启下的重要作用。本单元也是对初中化学知识的扩展与综合应用，在教学中应注意体现化学学科特点，重视本单元新知识和此前学习的化学基本技能的应用，对元素观、能量观、守恒观、转化观等化学基本观念进行合理渗透，在知识应用的基础上进行升华，避免科普化和简单重复。

十三、氨基酸和血红素的结构图

教材91页图12-2展示了丙氨酸的结构式，学生观察蛋白质的基本构成单元——氨基酸的结构，会发现氨基酸是由4种元素组成的，进而可以推断出蛋白质主要含有碳、氢、氧、氮4种元素。图12-3“血红素结构图”和图12-4“氧合血红蛋白示意图”可以结合本页“练一练”栏目的计算题，让学生在复习化学计算的基本技能后分析这两幅图，并与计算结果进行对照。

新课标中没有涉及蛋白质的结构，也删去了对氨基酸的要求，但新教材仍保留了91页有关氨基酸和蛋白质结构的这3幅插图。图中复杂的化学结构在初中阶段并不要求学生掌握，而是通过这些真实具体的例子，让学生对蛋白质分子量巨大、结构复杂的特征留下深刻印象，对有机化合物的一些基本特征产生初步认识。学生通过分析血红素的结构图，会发现蛋白质中除了碳、氢、氧、氮4种基本元素外，还可能含有铁等其他元素。这样，学生会认识到物质的性质既有一般性，又有特殊性，同时也为课题2中微量元素的学习进行了很好的铺垫。

十四、元素周期表和相对原子质量表

随着人类对物质世界认识的不断深入，新元素被陆续发现，数据测量精度日益提高，元素周期表和相对原子质量表也不断被充实和修正。新教材根据权威数据，对元素周期表和相对原子质量表进行了修订。其中变化较大的是将个别元素的标准相对原子质量采用区间的方式[a；b]（表示a≤Ar≤b）进行标注，表明这些元素的相对原子质量不是一个定值，以反映其相对原子质量的变化性，更准确地体现这些元素在自然界中的实际存在状况。这些内容在一般教学时不会涉及，但我们有必要搞清相关内容的准确定义和来龙去脉，及时了解学科的发展变化。

参考文献

[1] 吴国庆. 铁丝在氧气里燃烧的产物[J]. 中学化学教学参考，2002（6）.

[2] 郭保章. 碳原子量测定的历史演进[J]. 化学教育，1998（7）.

[3] 中国化学会. 无机化学命名原则1980[M]. 北京：科学出版社，1982.

[4] 乔国才. 金属活动性顺序的变迁研究——从人教版《义务教育教科书化学》（九年级下册）修订谈起[J]. 中学化学教学参考，2013（4）.

[5] 宋心琦. 化学实验改革建议之四——金属的物理性质和某些化学性质[J]. 化学教学，2012（9）.

[6] 刘怀乐. 一氧化碳还原氧化铁的实证探索与教学思考[J]. 化学教学，2007（11）.

[7] 郭震. 人教版化学教科书元素周期表和相对原子质量表的内容变化与解读[J]. 教学与管理，2013（12）.

【责任编辑 郭振玲】