測(cè)定NaOH溶液物質(zhì)的量濃度實(shí)驗(yàn)的教材比較研究

1、    “測(cè)定naoh溶液物質(zhì)的量濃度實(shí)驗(yàn)”的教材比較研究    張賢金+吳新建摘要：三種版本高中化學(xué)教材化學(xué)反應(yīng)原理在“測(cè)定naoh溶液物質(zhì)的量濃度實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)上有明顯的差異?；诮滩谋容^的視角，對(duì)這些差異進(jìn)行了分析，并由此引發(fā)系列疑問，對(duì)這些疑問進(jìn)行討論，最后得出若干結(jié)論和啟示。關(guān)鍵詞：酸堿中和滴定；化學(xué)實(shí)驗(yàn)；教材分析；比較研究：10056629（2014）2001103 ：g633.8 ：b酸堿中和滴定是高中化學(xué)課程的重要內(nèi)容。普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）“化學(xué)反應(yīng)原理”模塊內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)及活動(dòng)與探究建議并未提出“測(cè)定naoh溶液物質(zhì)的量濃度實(shí)驗(yàn)”1，但

2、三種版本化學(xué)反應(yīng)原理教材24（下文簡(jiǎn)稱：人教版教材、蘇教版教材、魯科版教材）均涉及到了該實(shí)驗(yàn)。三種版本教材在該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上有明顯的差異。本文基于教材比較的視角，梳理差異并進(jìn)行分析，并由此引發(fā)系列疑問，對(duì)這些疑問進(jìn)行討論，最后得出若干結(jié)論和啟示。1 各教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)差異及由此引發(fā)的疑問閱讀并理解各教材中“測(cè)定naoh溶液物質(zhì)的量濃度實(shí)驗(yàn)”的內(nèi)容，從設(shè)計(jì)目的、原理、儀器、藥品、實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)果處理等方面進(jìn)行比較與梳理，結(jié)果如表1及表2所示。對(duì)表1、表2進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)三種版本教材在“測(cè)定naoh溶液物質(zhì)的量濃度實(shí)驗(yàn)”的編寫、設(shè)計(jì)上存在差異：第一，從設(shè)計(jì)目的看，人教版和蘇教版、魯科版的設(shè)計(jì)目的“同中有

3、異”、“異中有同”。人教版和蘇教版、魯科版盡管分別采取例題和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的不同形式來設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)，但是它們的最終目標(biāo)是一致的，就是讓學(xué)生能夠進(jìn)一步理解和掌握酸堿中和滴定的原理。但是它們的側(cè)重點(diǎn)又不一樣，人教版測(cè)重于測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理過程，而蘇教版、魯科版關(guān)注到了實(shí)驗(yàn)的基本技能、實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。第二，從儀器和藥品看，人教版和蘇教版未明確列出，魯科版明確列出。但從描述來看，涉及的儀器基本相仿，包括已知濃度或未知濃度的酸、堿溶液，酸式、堿式滴定管，錐形瓶及其他配套儀器等。第三，從實(shí)驗(yàn)操作看：蘇教版采用的滴定方法和人教版、魯科版不同。人教版和魯科版教材采用已知濃度的hcl溶液來滴定

4、未知濃度的naoh溶液，而蘇教版教材采用未知濃度的naoh溶液來滴定已知濃度的hcl溶液。第四，從結(jié)果處理看：三種版本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理有所差異。人教版教材結(jié)果處理時(shí)先求三次滴定用去hcl溶液體積的平均值，再計(jì)算naoh溶液物質(zhì)的量濃度；蘇教版教材先將兩次滴定的結(jié)果分別計(jì)算naoh溶液物質(zhì)的量濃度，再取兩次濃度計(jì)算結(jié)果的平均值作為naoh溶液物質(zhì)的量濃度；魯科版教材先將三次滴定的結(jié)果分別計(jì)算naoh溶液物質(zhì)的量濃度，再取三次濃度計(jì)算結(jié)果的平均值作為naoh溶液物質(zhì)的量濃度。通過差異分析，發(fā)現(xiàn)有幾個(gè)問題值得進(jìn)一步討論：（1）是否有必要設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)？（2）是否可用甲基橙溶液作指示劑？（3）用未

5、知濃度的堿來滴定已知濃度的酸是否可行？（4）如何保證測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理的合理性？2 問題討論與分析通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)，對(duì)以上四個(gè)問題進(jìn)行如下討論與分析：2.1 是否有必要設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)涉及到三個(gè)主要問題：一是了解酸堿中和滴定的實(shí)驗(yàn)基本技能；二是知道酸堿中和滴定的過程；三是掌握酸堿中和滴定的原理，前兩個(gè)問題是為第三個(gè)問題服務(wù)的?；瘜W(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境最重要的手段之一。通過分組動(dòng)手進(jìn)行酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)酸堿中和滴定的整個(gè)過程，可以真實(shí)地觀察到酸堿中和滴定終點(diǎn)時(shí)顏色的突變，可以通過自己的操作得到測(cè)量的數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果

6、處理，這些都會(huì)極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)機(jī)。酸堿中和滴定的整個(gè)過程在學(xué)生看來就顯得更為真實(shí)，有助于學(xué)生更好地理解和掌握酸堿中和滴定的原理。因此，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)盡可能創(chuàng)造條件讓學(xué)生進(jìn)行分組探究實(shí)驗(yàn)，并通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生真正理解和掌握酸堿中和滴定的原理。2.2 是否可用甲基橙溶液作指示劑人教版教材未指明所使用的指示劑，蘇教版在實(shí)驗(yàn)操作步驟中體現(xiàn)出所使用的指示劑是酚酞試液，而魯科版明確列出了可選用的指示劑有酚酞試液和甲基橙溶液。而在實(shí)際操作中，魯科版選用了酚酞試液，未選用甲基橙溶液。那么，是否可用甲基橙溶液作為指示劑呢？從理論上來講，一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）完全反應(yīng)時(shí)的p

7、h應(yīng)為7，滴定時(shí)應(yīng)選用在ph=7時(shí)變色的指示劑。石蕊、酚酞和甲基橙溶液是實(shí)驗(yàn)室常用的酸堿指示劑。在中和滴定中，由于石蕊溶液顏色的突變不明顯，很少被選用?？紤]到酚酞溶液的變色ph范圍（8.210.0）和甲基橙溶液的變色ph范圍（3.14.4），可知酚酞溶液和甲基橙溶液在一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）的酸堿中和滴定過程中均可以作為指示劑。然而，由于酚酞溶液的變色ph范圍比甲基橙溶液的變色ph范圍更靠近一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）完全反應(yīng)時(shí)的ph即7。因此，雖然酚酞溶液和甲基橙溶液均可作為一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）的指示劑，但選用酚酞溶液作

8、為指示劑可使誤差更小。2.3 采用未知濃度的堿來滴定已知濃度的酸是否可行查閱三種版本教材發(fā)現(xiàn)對(duì)于酸堿中和滴定均提到：用已知濃度的酸（或堿）來滴定（或測(cè)定）未知濃度的堿（或酸）。對(duì)于這句話不能過于刻板地認(rèn)識(shí)和理解成一定要將未知濃度的堿（或酸）注入錐形瓶作為被滴定液，一定要將已知濃度的酸（或堿）注入酸式滴定管（或堿式滴定管）作為滴定液。在實(shí)際操作中用未知濃度液體來滴定已知濃度液體從而測(cè)定未知濃度液體濃度的方法是很常見的。比如，在標(biāo)準(zhǔn)酸溶液或堿溶液配制和標(biāo)定過程中，通常都是用未知準(zhǔn)確濃度的待標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)酸或堿溶液來滴定基準(zhǔn)物質(zhì)的溶液。在高等教育出版社出版的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)（第二版）5教材中“幾種常用標(biāo)準(zhǔn)溶

9、液的配制與標(biāo)定”介紹了0.1 mol·l-1 naoh溶液的配制和標(biāo)定：通常可用鄰苯二甲酸氫鉀作為基準(zhǔn)物質(zhì)，準(zhǔn)確稱取鄰苯二甲酸氫鉀三份，每份約0.40.5 g，分別放在250 ml錐形瓶中，加入50 ml溫?zé)崴芙?，冷卻后加2滴酚酞溶液作指示劑，用naoh溶液滴定至溶液剛好由無色呈現(xiàn)粉紅色，并保持30 s不褪色，記下所消耗的naoh溶液體積，計(jì)算naoh溶液濃度。在蘇教版實(shí)驗(yàn)化學(xué)教材6拓展課題6-1“配制并標(biāo)定氫氧化鈉溶液”中介紹了這種方法。因此，采用未知濃度的堿來滴定已知濃度的酸的方法是可行的，在教學(xué)過程中切不可簡(jiǎn)單理解并機(jī)械執(zhí)行教材的表述與要求。 2.4 如何保證測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理

10、的合理性各教材對(duì)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法有所差異，是否三種教材對(duì)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理都是合理的？如何來保證測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理的合理性？仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)蘇教版和魯科版教材測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的處理方法實(shí)質(zhì)上是一樣的，只是實(shí)驗(yàn)操作過程中，蘇教版教材只要求做兩次平行實(shí)驗(yàn)，魯科版做了三次平行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際操作綜上分析，在用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸）過程中，如果多次所取的待測(cè)液的體積都是相等的，那么先求體積平均值再求濃度或者先求濃度再取濃度平均值均是合理的；除此之外，應(yīng)該采取先求濃度再取濃度平均值的方法。3 結(jié)論和啟示通過比較、分析和討論，可以得到幾個(gè)主要的結(jié)論：第一，蘇教版、魯科版設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)有

11、利于讓學(xué)生在真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境中進(jìn)一步深入地理解和掌握酸堿中和滴定的原理，教師教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能地創(chuàng)造條件讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。第二，一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）過程中酚酞溶液和甲基橙溶液均可作為指示劑；第三，不能過于刻板地去認(rèn)識(shí)和理解酸堿中和滴定，蘇教版采用未知濃度的堿來滴定已知濃度的酸的方法是可行的；第三，在用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸）過程中，如果多次所取的待測(cè)液的體積都是相等的，那么先求體積平均值再求濃度或者先求濃度再取濃度平均值均是合理的；除此之外，應(yīng)該采取先求濃度再取濃度平均值的方法。課程改革以后，實(shí)行“一綱多本”，不同的教材由于編寫者

12、的編寫思路和對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)和理解不盡相同，對(duì)于同一內(nèi)容的編寫存在一些差異是正常的。教師在教學(xué)實(shí)踐過程中，經(jīng)常將三種版本教材結(jié)合起來使用，由于不同版本教材編寫的差異不免會(huì)產(chǎn)生一些疑問。中學(xué)化學(xué)教師可以按照以下研究思路進(jìn)行研究，以解決困惑：（1）明確研究目的。首先要理清研究的背景和明確研究的目的，確定研究的方向；（2）比較不同版本教材、挖掘共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，并針對(duì)共同點(diǎn)和差異點(diǎn)提出需要加以討論的問題；（3）通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對(duì)這些問題加以討論和解釋；（4）提煉總結(jié)，得到研究的結(jié)論，形成解決問題的方案。教師通過這類型的研究，可以加深自己對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的理解，能夠把握住教學(xué)的關(guān)鍵，提升自身的教

13、研和教學(xué)能力。參考文獻(xiàn)：1中華人民共和國(guó)教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）s.北京：人民教育出版社，2003.2宋心琦主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理m.北京：人民教育出版社，2007.3王祖浩主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理m.南京：江蘇教育出版社，2008.4王磊主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理m.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2008.5高職高?；瘜W(xué)教材編寫組.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)m.北京：高等教育出版社，2000：3132.6王祖浩主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·實(shí)驗(yàn)化學(xué)m.南京：江蘇教育出版

14、社，2009. 2.4 如何保證測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理的合理性各教材對(duì)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法有所差異，是否三種教材對(duì)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理都是合理的？如何來保證測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理的合理性？仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)蘇教版和魯科版教材測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的處理方法實(shí)質(zhì)上是一樣的，只是實(shí)驗(yàn)操作過程中，蘇教版教材只要求做兩次平行實(shí)驗(yàn)，魯科版做了三次平行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際操作綜上分析，在用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸）過程中，如果多次所取的待測(cè)液的體積都是相等的，那么先求體積平均值再求濃度或者先求濃度再取濃度平均值均是合理的；除此之外，應(yīng)該采取先求濃度再取濃度平均值的方法。3 結(jié)論和啟示通過比較、分析和討論，可以得到幾個(gè)主

15、要的結(jié)論：第一，蘇教版、魯科版設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)有利于讓學(xué)生在真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境中進(jìn)一步深入地理解和掌握酸堿中和滴定的原理，教師教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能地創(chuàng)造條件讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。第二，一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）過程中酚酞溶液和甲基橙溶液均可作為指示劑；第三，不能過于刻板地去認(rèn)識(shí)和理解酸堿中和滴定，蘇教版采用未知濃度的堿來滴定已知濃度的酸的方法是可行的；第三，在用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸）過程中，如果多次所取的待測(cè)液的體積都是相等的，那么先求體積平均值再求濃度或者先求濃度再取濃度平均值均是合理的；除此之外，應(yīng)該采取先求濃度再取濃度平均值的方法。課程

16、改革以后，實(shí)行“一綱多本”，不同的教材由于編寫者的編寫思路和對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)和理解不盡相同，對(duì)于同一內(nèi)容的編寫存在一些差異是正常的。教師在教學(xué)實(shí)踐過程中，經(jīng)常將三種版本教材結(jié)合起來使用，由于不同版本教材編寫的差異不免會(huì)產(chǎn)生一些疑問。中學(xué)化學(xué)教師可以按照以下研究思路進(jìn)行研究，以解決困惑：（1）明確研究目的。首先要理清研究的背景和明確研究的目的，確定研究的方向；（2）比較不同版本教材、挖掘共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，并針對(duì)共同點(diǎn)和差異點(diǎn)提出需要加以討論的問題；（3）通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對(duì)這些問題加以討論和解釋；（4）提煉總結(jié)，得到研究的結(jié)論，形成解決問題的方案。教師通過這類型的研究，可以加深自己對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)

17、和教材的理解，能夠把握住教學(xué)的關(guān)鍵，提升自身的教研和教學(xué)能力。參考文獻(xiàn)：1中華人民共和國(guó)教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）s.北京：人民教育出版社，2003.2宋心琦主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理m.北京：人民教育出版社，2007.3王祖浩主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理m.南京：江蘇教育出版社，2008.4王磊主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理m.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2008.5高職高?；瘜W(xué)教材編寫組.分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)m.北京：高等教育出版社，2000：3132.6王祖浩主編.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)

18、教科書·實(shí)驗(yàn)化學(xué)m.南京：江蘇教育出版社，2009. 2.4 如何保證測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理的合理性各教材對(duì)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法有所差異，是否三種教材對(duì)測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理都是合理的？如何來保證測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理的合理性？仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)蘇教版和魯科版教材測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)的處理方法實(shí)質(zhì)上是一樣的，只是實(shí)驗(yàn)操作過程中，蘇教版教材只要求做兩次平行實(shí)驗(yàn)，魯科版做了三次平行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際操作綜上分析，在用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸）過程中，如果多次所取的待測(cè)液的體積都是相等的，那么先求體積平均值再求濃度或者先求濃度再取濃度平均值均是合理的；除此之外，應(yīng)該采取先求濃度再取濃度平均值的方法。3

19、 結(jié)論和啟示通過比較、分析和討論，可以得到幾個(gè)主要的結(jié)論：第一，蘇教版、魯科版設(shè)計(jì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)有利于讓學(xué)生在真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境中進(jìn)一步深入地理解和掌握酸堿中和滴定的原理，教師教學(xué)過程中應(yīng)該盡可能地創(chuàng)造條件讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。第二，一元強(qiáng)酸（或一元強(qiáng)堿）滴定一元強(qiáng)堿（或一元強(qiáng)酸）過程中酚酞溶液和甲基橙溶液均可作為指示劑；第三，不能過于刻板地去認(rèn)識(shí)和理解酸堿中和滴定，蘇教版采用未知濃度的堿來滴定已知濃度的酸的方法是可行的；第三，在用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸）過程中，如果多次所取的待測(cè)液的體積都是相等的，那么先求體積平均值再求濃度或者先求濃度再取濃度平均值均是合理的；除此之外，應(yīng)該采取先求濃度再取濃度平均值的方法。課程改革以后，實(shí)行“