巧用实验解决学生化学认知冲突

申玢彦

(湖南省邵东县第一中学，湖南 邵阳 422800)

巧用实验解决学生化学认知冲突

申玢彦

(湖南省邵东县第一中学，湖南 邵阳 422800)

化学是一门以实验为基础的自然科学，中学化学的学习受学生知识水平和认知能力的限制，仅从理论上来解释某些问题学生不能理解，即使当时记住了，也无法长久巩固，如果采用实验探究法，由学生亲自实验得出结论，将使问题迎刃而解.

化学实验现象；化学实验验证；认知冲突

人教版选修5《有机化学基础》第54页的实验3-4：向盛有少量苯酚稀溶液的试管里逐滴加入饱和溴水，边加边振荡，观察并记录实验现象.学生在演示时出现了异常现象，下面对出现的异常现象进行探究.

一、问题的提出

为什么同样的试剂，出现了不同的实验现象，问题出在哪？笔者引导各组找寻实验现象异常的原因，并设法验证.

课前将学生分成八个小组，针对实验中的异常现象引导学生设计实验解决.将实验室事先准备好的八组实验用品分发给每个小组，上课时让学生分组探究苯酚与溴水的反应.实验结果记录如下：

第1组：无白色沉淀产生；第2组：生成白色沉淀；第3组：无白色沉淀产生；第4组：生成白色沉淀；第5组：生成黄色沉淀；第6组：生成白色沉淀；第7组：生成黄色沉淀；第8组：先生成白色沉淀，后又变成黄色沉淀.

二、异常现象产生的原因分析

通过实验、组内交流，了解到1组、3组没有产生白色沉淀的原因是：取了约3mL苯酚溶液，只滴加了5滴浓溴水，可能是溴水不足所致.5组产生黄色沉淀的原因是：取了约1mL溴水向其中滴加10滴苯酚溶液所致.7组产生黄色沉淀的原因是：没有逐滴滴加溴水，而是连续加了2滴管(约40滴)溴水到苯酚溶液中所致.8组的操作按实验要求逐滴加入饱和溴水，生成白色沉淀后，因担心苯酚未反应完，继续滴加溴水导致白色沉淀变成黄色沉淀，可能是溴水过量所致.2、4、6三组的学生在实验时，取了约1mL的苯酚溶液，逐滴滴加溴水，观察到出现明显的白色沉淀就停止滴加溴水.

综合上述情况，进一步引导学生分析产生异常现象的原因，对于无沉淀产生的，学生推测可能是溴水加入量不足，一种观点认为生成的三溴苯酚沉淀太少未达到沉淀的量，另一种观点认为生成的三溴苯酚溶于剩余的苯酚，因而看不到沉淀.对于产生黄色沉淀的，学生们推测可能是溴水过量太多所致，也有两种不同的观点，一种观点认为过量的溴溶于三溴苯酚中呈黄色(此前已学过溴溶于溴苯)，一种观点认为过量的溴将三溴苯酚氧化生成了新的物质呈黄色，因为苯酚不稳定已被空气中的氧气氧化，三溴苯酚中仍含酚羟基，溴水中的溴单质、次溴酸都是强氧化剂.

三、实验验证

向学生介绍三溴苯酚的溶解性知识：易溶于某些有机溶剂，微溶于水，常温时，在水中的溶解度为0.1g.然后引导学生设计了如下几个实验验证，要求学生严格按规范操作.

实验1 取苯酚稀溶液1mL，向其中逐滴滴加饱和溴水，分别记录刚产生白色沉淀和刚产生黄色沉淀的饱和溴水滴数.现象：滴入溴水3滴，刚好产生白色沉淀，滴入溴水27滴，白色沉淀刚开始变黄色.

实验2 取实验1的黄色沉淀少量，向其中滴加苯酚溶液，观察实验现象并记录.现象：黄色沉淀不变白色.

实验3 取1mL饱和溴水，向其中滴加苯酚溶液，观察实验现象并记录.现象：先生成黄色沉淀，后逐渐变成白色沉淀.

实验4 取实验3的白色沉淀，向其中滴加饱和溴水，观察实验现象并记录.现象：白色沉淀又变成黄色.

实验5 取苯酚的苯溶液1mL，向其中滴加饱和溴水，记录实验现象变化过程中的溴水用量.现象：滴入溴水21滴，产生白色沉淀.

苯酚与溴水反应实验，要观察到白色的三溴苯酚沉淀，所用苯酚溶液必须为稀溶液(浓度一般约0.05～0.1mol/L现象明显)，溴水为饱和溴水，逐滴加入，观察到产生明显的白色沉淀立即停止滴加.溴水滴加太少，生成三溴苯酚的量比较少，且又溶解在苯酚中，所以看不见白色沉淀.溴水滴加太多，生成的三溴苯酚被氧化成黄色的2，4，4，6—四溴环己二烯酮，故析出的白色沉淀逐渐转变为黄色沉淀.反应为：

四、教后反思

1.苯酚与浓溴水反应如果不亲自做实验，记住教材上的结论，或者观看实验视频，也许什么事都没有，但如果让学生做实验就会出现上述种种问题，学生仅有的知识无法解释其中的原因，教师解释了，学生没有感性认识终究无法理解.在此，巧妙地设计验证实验，轻易地解决了问题.

2.平时在实验教学中应注重培养学生对实验试剂量的概念的形成.实验中没有明确规定用量时，一般的液体试剂取1～2mL，固体试剂铺满试管底部即可，这些只有在不断的实践中才能形成，依靠“讲实验”或“看实验”是无法获得的，教师在教学时应尽可能地让学生动手做实验.

3.要正确理解“苯酚和溴反应很灵敏”这句话.人教版选修5教材第54页写到：“苯酚与溴的反应很灵敏，可用于苯酚的定性检验或定量测定”.不能绝对化，实际上，作为检验苯酚的方法也存在一定的缺陷，如甲苯和苯酚的混合物中，用溴水检验苯酚的存在不一定可行，因三溴苯酚溶于有机溶剂.同样，不能认为能使浓溴水褪色并产生白色沉淀的物质就是苯酚，苯胺与溴水反应也有同样的现象.

[1]人民教育出版社, 课程教材研究所,化学课程研究开发中心. 化学选修5-有机化学基础[M](第2版).北京：人民教育出版社，2007(2) .

[2] 李子春.解读苯酚与溴水反应实验[J].中学化学教与学,2004(1).

[3]刘戎.宣昭林.苯酚与溴水作用的实验的改进[J].白城师范学院学报,2005(3).

[4]程小东.一个题目引发的“抗议”[J].中学化学教学参考,2013(5).

[责任编辑：季春阳]

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1008-0333(2017)25-0090-02

2017-07-01

申玢彦(1968,7-)，女，湖南邵东，湖南省邵东县第一中，硕士，高级教师，从事化学教学.