对配制并标定氢氧化钠溶液拓展课题两处细节的思考

时间:2022-03-28 01:47:55

对配制并标定氢氧化钠溶液拓展课题两处细节的思考

文章编号:1008-0546(2014)01-0076-01 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.030

苏教版《实验化学(选修)》教材[1](下面简称教材)第78-81面设置了“配制并标定氢氧化钠溶液”的拓展课题,笔者在研读和实施该课题过程中,发现尚存在一些细节与微末的内容很值得我们斟酌、推敲和反思。下面把两个笔者认为很有研究价值的问题提出来,供教学同行们共同探讨。

一、基准物草酸的分子式与其相对分子质量不一致

教材第79面提到“…… 标定碱液的基准物质很多,如草酸(H2C2O4·H2O,相对分子质量是126.07 )、邻苯二甲酸氢钾 …… ”由于用于标定的基准物质在纯度、稳定性等方面都有极严格的要求,而NaOH溶液标定时最常用的基准物邻苯二甲酸氢钾在中学实验室却并不常见,一般实验室都未配备,所以一线教师要开展该课题更多的还是会选以草酸代替。若能如此实践就必然需要涉及到草酸用量的计算、称量等操作细节,那么教材中的错误显而易见——草酸分子式“H2C2O4·H2O”与相对分子质量“126.07”并不对应。

据文献[2]介绍,草酸为乙二酸的俗名,通常以二水合物存在(HOOC-COOH·2H2O),熔点为101~102℃,在100~105℃下加热逐渐失去结晶水生成无水乙二酸,无水乙二酸的熔点是189.5℃。在150~160℃的温度下会升华,高温(189 ℃以上)时分解成CO2、CO和H2O等。草酸晶体在通常条件下性质较稳定,在干燥的空气中能风化。

但笔者查阅了大量专业书籍和学术论文后,尚未找到是否存在草酸一水合物(H2C2O4·H2O)的相关报导的证据,有关其性质的介绍就更无从谈起了。可见,教材中草酸分子式与相对分子质量不符,实为分子式书写错误,应更正为“H2C2O4·2H2O”。

事后,笔者也翻阅了自2004年首次面世的苏教版《实验化学(选修)》教材至2010年间的所有版本,但令人始料未及的是,这样明显的教材错误时至今日均无人发现,尚未得到纠正。由此透射出的教学现象不免让人充满隐忧。教科书上提供“配制并标定氢氧化钠溶液”的拓展课题已近7年,浙江省实施新课程改革也有5个年头,而这些内容(拓展课题、实验方案设计等)是否真正在教学中实施过,还是把它仅仅看作是教材的点缀而实际教学时又束之高阁呢?就笔者所知,至少在我们整个湖州地区几乎没有一所中学有教师严格地实施过,而今年浙江省已明确表示在化学高考命卷时对《实验化学(选修)》教材中拓展课题的内容原则上不作考查,那么没有人发现问题也就更为不奇怪了。

我们倡导研究性学习,对学生实施素质教育不能仅仅停留在口头层面而缺乏实际的行动,反思我们的日常化学教学现实,现在教材中这样形同虚设的花瓶式的内容又还存在多少呢?

二、氢氧化钠溶液的标定操作中空白试验设置缺失

新课程中学化学教材中定量分析实验课题的设置,其目的是为了让学生了解定量分析的基本方法,提高收集并处理实验数据、设计并评价实验方案的能力,感受物质的定量分析在工农业生产生活和化学研究中的重要性。由于化学定量分析的任务就是准确地测定出样品中组分含量,因此如何尽可能地减小实验误差以提高分析结果的准确度是定量分析实验的核心与灵魂内容[3]。

教材第80页“提示与建议”中,NaOH溶液的标定操作中采用了三次平行实验求平均值的方法来减小误差,无疑值得我们肯定。但若从误差产生的来源来看,只有尽可能地同时减少系统误差和偶然误差,才能提高分析结果的准确度[3],而通过增加平行测定次数只能减小测定的偶然误差。而在中学实验条件下,对于消除或减少由试剂、蒸馏水、指示剂、实验器皿和环境带入杂质等引起的系统误差,我们还可以通过采取设置空白试验的方式进行优化,而这一点正是教材原实验方案中所欠缺的。

我们知道,空白试验是指在不加试样的情况下,按照试样的分析步骤和条件而进行分析的试验,所得结果称为“空白值”。从试样分析的结果中扣除空白值,就可以得到更接近于真实含量的分析结果。笔者查阅系列相关科研论文[4-5]后发现,氢氧化钠标准溶液在标定时一般都需进行空白试验。实际上,空白试验的操作也并不繁琐,从学生的认知水平考虑是完全可以接受和理解的,而对学生认识和感受定量试验准确性、完整性来说这样的改变也是很有必要的。

因此,笔者认为教材的方案中可补充空白试验的相应内容:取1个250 mL锥形瓶,加入新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水50 mL 和2滴酚酞指示剂,然后用待标定的NaOH标准溶液滴定至溶液呈现浅红色且在半分钟内不褪色,记录所消耗的NaOH标准溶液的体积(即空白值)。

以上是笔者对配制并标定氢氧化钠溶液拓展课题中两处细节内容的一些粗浅认识,不妥、不宜之处敬请广大编者、同行斧正!

参考文献

[1] 王祖浩,王程杰. 普通高中化学课程标准实验教科书《实验化学》(选修)[M]. 南京:江苏教育出版社.2010.5

[2] 马世昌. 化学物质辞典[M]. 陕西科学技术出版社,2002:10

[3] 华中师范大学,东北师范大学,陕西师范大学编. 分析化学[M]. 北京:高等教育出版社,2000.3

[4] 魏丹琦. 氢氧化钠溶液标定的不确定度评定 [J]. 海峡预防医学杂志,2006,(1):45-47

[5] 邓乐平. 氢氧化钠标准溶液浓度不确定度的评定 [J]. 化学分析计量,2004,(3):1-5

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