二则“经验”教学案例举隅

摘要：列举三个因“经验”而想当然地进行教学的案例，剖析难于察觉的错因，以免在教学中造成科学性错误，误导学生。

关键词：经验教学；氟氟键键能；硫化钠；离子浓度

文章编号：1008-0546（2017）02-0066-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.020

在教学实际过程中，有的老师会凭借自己的经验或直觉，想当然地进行类比迁移或进行看似“合情合理”的解释，结果不经意间造成了科学性错误，误导了学生，给学生将来的学习带来一定的负面影响。教学中这种因“经验”而产生的错误，有时连自己本人都难于察觉，还照样在学生面前津津乐道。为更好地开展教学，笔者就几则常见的“经验”教学案例进行举隅，以期抛砖引玉，引起大家的关注，但愿这些教学案例能给同行们带来一些启示。

一、比较Na2S溶液中x子浓度大小

在一次校级间交流的教研活动中，一位青年教师开设了一节“离子浓度大小比较”的公开课，他先是以0.1mol/LNa2CO3溶液为例分析了该电解质溶液中电荷守恒关系、物料守恒关系以及各离子浓度大小关系。其中涉及离子浓度大小比较时，他要求学生先写出CO32-分步水解的离子方程式：CO32-+H2OHCO3-+OH-（主， 弱）；HCO3-+H2OH2CO3+OH-（次，很弱）。然后引导学生分析并得出：因CO32-水解是微弱的且溶液呈碱性，所以溶液中各离子浓度由大到小的顺序是：c（Na+）>c（CO32-）>c（OH-）>c（HCO3-）>c（H+）。为了巩固所学知识，接着看似很有经验地在黑板上写出了以0.1 mol/L Na2S溶液进行变式练习，要求学生分别写出该溶液中存在的电荷守恒关系式、物料守恒关系式以及各离子浓度大小关系。电荷守恒和物料守恒关系式的书写没有歧义，但各离子浓度大小学生借鉴同浓度的Na2CO3溶液，类比迁移得出了：c（Na+）>c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）>c（H+）。这样的结论，可能正是老师所期望的答案，因此，老师当堂给予了肯定并及时进行了表扬。

课后我和该执教老师进行了短暂的交流，我说你怎么知道S2-的水解程度就与CO32-基本相同？有没有证实过？万一不同，这样借鉴推理不就出现错误了吗？他回答我说“这还用证实？Na2CO3是强碱弱酸盐，CO32-分步水解使Na2CO3溶液呈碱性；而Na2S也是强碱弱酸盐，同属Na2X型且S2-水解情况和CO32-一样都是二级分步水解，应该可以判断S2-的水解程度与CO32-基本一致，借鉴Na2CO3溶液类比迁移来得出Na2S溶液中各离子浓度的大小应该不会错”。

是啊，好一个应该不会错，这是在凭主观“经验”教学。对Na2S溶液而言，这样的结论和所谓的解释至今仍广泛流行于大多数老师的平常教学之中。我曾不止一次听到老师们这样“铿锵有力”的说辞，甚至个别具有影响力的课外辅导书上也是以0.1mol/L Na2S溶液作为典型例题，来分析比较溶液中各离子浓度大小并得出上述结论的。问题是Na2S溶液中除了c（Na+）最大和c（H+）最小可以确定以外，其他各离子浓度大小关系真的如上所述是c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）吗？S2-的水解程度真的与CO32-基本相同，都是很微弱的吗？

笔者注意到2014年全国统一考试（安徽卷）理科综合化学卷中有这样一道选择题，原高考试题部分摘录如下：

室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是 （ ）

A.Na2S溶液：c（Na+）>c（HS-）>c（OH-）>c（H2S）。

该选项学生很容易判别出是错误的。但笔者关注到该选项中并没有同时出现c（S2-），笔者当时就纳闷，命题者为什么不把c（S2-）也一同拿出来让学生进行判别？考虑到近几年来江苏高考化学试题中几乎不涉及Na2S溶液中各离子浓度大小的比较问题，为什么不涉及？是不愿涉及还是在刻意想避免什么？

带着种种疑虑，笔者查阅了相关文献[1]，该文献以例题的形式通过定量计算解答出了0.1mol/L Na2S溶液中c（HS-）、c（S2-）、c（OH-）和S2-的水解度（具体解答过程略）。经计算得出：c（S2-）=0.041 mol/L，c（OH-）=c（HS-）=5.9×10-2mol/L，水解度=59%。说明S2-的一级水解程度很大，居然达到了59%，水解度超过了一半。根据计算结果可以得到：c（S2-）< c（OH-），c（S2-）

c（HS-）。即0.1mol/LNa2S溶液中各离子浓度由大到小的正确顺序为：c（Na+）>c（OH-）>c（HS-）>c（S2-）>c（H+），与借鉴同浓度的Na2CO3溶液类比迁移得到的c（Na+）>c（S2-）>c（OH-）>c（HS-）>c（H+）截然不同。

显然，这一结果冲破了老师们头脑中固有的“经验”――想当然地认为S2-的水解程度与CO32-一样“微弱”，但计算数据表明S2-与CO32-的水解程度完全不同，前者的水解程度远大于后者且水解率超过了50%，这也正好印证了Na2S溶液在配制时为什么要加入适量的NaOH，而配制Na2CO3溶液就无须加入这一实验事实。因此，不可借鉴Na2CO3的水解情况来类比推理Na2S溶液中各离子浓度的大小。

二、F2分子中F-F键键能的特殊性

在新授苏教版《物质结构与性质》第三单元中的“共价键的键能”时，为帮助学生更好地理解“原子轨道重叠的程度越大，共价键的键能越大，两原子核间的平均间距―键长越短”，在一次市级教研活动中笔者亲眼看到执教老师是以 “比较F2、Cl2、Br2、I2这四种卤素单质分子的键能大小” 为例进行解释的：

因原子半径：FClBrI，则键长：F-FCl-ClBr-BrI-I，所以键能由大到小的次序：F-FCl-ClBr-BrI-I。

这样推理看似“合情合理”，学生也容易接受，不会产生异议，因为卤素单质结构相似，键长越短，键能越大。课后集中点评时，大多数老师也没有看出这里面的端倪。果真如此吗？

笔者注意到课本[2]P49表3-5部分共价键的键长和键能上只给出了Cl-Cl键、 Br-Br键、I-I键的键能数据，并未给出F-F键的键能数据。按照课本上给出的Cl-Cl键、Br-Br键、I-I键的键能数据进行比较，它们的大小符合上述规律，即键能：Cl-ClBr-BrI-I。但执教老师仅凭“经验”、不加思考地把F2也一同拿出来进行比较，结果真的如上所述吗？记得当初笔者在备这节教材时，已注意到教材中并没有给出F-F键的键能数据。当时笔者寻思，都是卤素单质，为何唯独不给出F-F键的键能数据？莫非F-F键的键能有其特殊的地方？

带着疑问笔者查阅了一些文献，发现F-F键的键能（158kJ・mol-1）出乎意料地小到几乎和I-I键的键能（151 kJ・mol-1）相仿。为进一步探讨这里面的缘由，笔者继续查阅了文献资料[3]，得到的解释是“当两个氟原子形成F2分子时，两个F原子2p轨道上的成单电子通过共用电子对形成共价σ键。由于F原子特别小的原子半径和较大的电子云密度，使F原子之间存在较大的电子云之间的排斥作用，以至于F原子间电子云的重叠程度较小，因而F-F键的键能较小”。

可见，比较卤素单质键能大小时，仅凭主观经验将F2一同拿出参与比较的话，势必造成科学性错误，误导学生。笔者以为，课本上之所以隐去F-F键的键能数据，正是考虑到了它的特殊性，其目的是为了更有利于开展教学，以避免产生一些不必要的歧义，尤其是在中学阶段。

参考文献

[1] 华彤文等.普通化学原理（第4版）[M].北京：北京大学出版社，2013：166

[2] 王祖浩.普通高中课程标准实验教科书：物质结构与性质[M]. 南京：江苏教育出版社，2014：49

[3] 吴星.中学化学疑难辨析[M].南京：江苏教育出版社，2012