對(duì)比 思辨 提升

田長(zhǎng)明

（蘇州市吳中區(qū)教育局教研室江蘇蘇州215128）

對(duì)比 思辨 提升

田長(zhǎng)明

（蘇州市吳中區(qū)教育局教研室江蘇蘇州215128）

學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的過(guò)程中常常用到比較法，通過(guò)比較，弄清現(xiàn)象與本質(zhì)、共性與個(gè)性之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)比較、思辨，找到解決問(wèn)題的不同方法，提高學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。

對(duì)比；現(xiàn)象；本質(zhì)；共性；個(gè)性

比較是確定客觀事物彼此之間差異點(diǎn)與共同點(diǎn)的思維方法。有比較才有鑒別，通過(guò)比較可以認(rèn)定事物的本質(zhì)，弄清事物的相互關(guān)系。所謂比較就是異中求同或同中求異的思維或?qū)嵺`過(guò)程。在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的過(guò)程中也常常用到比較法。中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容中有許多知識(shí)既有相同點(diǎn)，又有相異點(diǎn)，如果教師在教學(xué)中把這些既有聯(lián)系又有區(qū)別的基礎(chǔ)理論、基本概念、物質(zhì)性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等進(jìn)行分析歸納、縱橫比較，引導(dǎo)學(xué)生找出各自特征和彼此間的聯(lián)系，那么就能幫助學(xué)生加深理解，以獲得牢固的基礎(chǔ)知識(shí)。這里，筆者就談?wù)勗趯W(xué)習(xí)化學(xué)時(shí)常用的比較方法。

一、現(xiàn)象同、本質(zhì)異

事物的本質(zhì)是蘊(yùn)含在事物的現(xiàn)象之中的，往往很難一眼看出，同時(shí)，其本質(zhì)也有層次深淺或主次的區(qū)別，不易一下抓準(zhǔn)。我們要用理性的睿智之光，對(duì)觀察到的表象下一番“振葉以尋根，觀瀾而溯源”的功夫。注意運(yùn)用比較的方法，對(duì)事物的現(xiàn)象進(jìn)行概括，去偽存真，去粗存精，由此及彼，由表及里，進(jìn)而上升、飛躍，形成對(duì)事物理性化的認(rèn)識(shí)。我們絕不要被表面現(xiàn)象所迷惑，我們應(yīng)該透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。我們通過(guò)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的“褪色”這一現(xiàn)象來(lái)說(shuō)明：

現(xiàn)象1：SO2和氯氣通入品紅溶液，品紅溶液褪色。

分析：有機(jī)色素的褪色機(jī)理主要有2種。一種是色素結(jié)構(gòu)被氧化破壞，具有不可逆性，如氯水、Na2O2、H2O2、O3等使酚酞、品紅等溶液褪色；另一種是色素與某物質(zhì)結(jié)合生成無(wú)色物質(zhì)，色素主體結(jié)構(gòu)未受破壞，是暫時(shí)的、可恢復(fù)的，如SO2使品紅溶液褪色。

現(xiàn)象2：SO2通入溴水溶液，溴水溶液褪色。

分析：SO2氣體通入某溶液中，溶液發(fā)生褪色，其原因也并非只表現(xiàn)出SO2的漂白性。因?yàn)镾O2的漂白是指SO2和色素發(fā)生化合反應(yīng)，使其褪色。SO2還具有還原性，能使溴水、酸性高錳酸鉀等具有強(qiáng)氧化性的有色溶液褪色。

現(xiàn)象3：SO2通入石蕊試液，石蕊試液沒(méi)有褪色，而是變紅。

分析：中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的品紅是一種偶氮化合物(偶氮染料)，偶氮化合物顏色變化的一般規(guī)律是有機(jī)物分子中共軛體系增長(zhǎng)而顏色加深。品紅是由一種叫做堿性品紅的發(fā)色母體(無(wú)色)加入鹽酸后生成的，在品紅溶液中存在著如下的平衡：

品紅溶液中通入SO2后，發(fā)生如下反應(yīng)：

亞硫酸與品紅發(fā)生了加成反應(yīng)，破壞了品紅結(jié)構(gòu)中單雙鍵交替的結(jié)構(gòu)，所以品紅褪色。加熱褪色后的溶液，溶液又恢復(fù)到原來(lái)的顏色，顏色恢復(fù)是因?yàn)榧訜醽喠蛩岵环€(wěn)定分解，平衡逆向移動(dòng)，溶液恢復(fù)呈紅色。［1]

石蕊(Litmus)是一種弱的有機(jī)酸，相對(duì)分子質(zhì)量為3300，在酸堿溶液的不同作用下，發(fā)生共軛結(jié)構(gòu)的改變而變色，如果用HIn代表石蕊分子，HIn在水中發(fā)生電離：HIn?H++In-。在酸性溶液中，由于c(H+)增大，根據(jù)平衡移動(dòng)原理可知，平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使c(HIn)增大，因此主要呈現(xiàn)紅色(酸色)。如果在堿性溶液中，由于c(OH-)增大，OH-與HIn電離生成的H+結(jié)合生成更難電離的水，使石蕊的電離平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，于是c(In-)增大，因此主要呈現(xiàn)藍(lán)色(堿色)；在中性溶液里，紅色的分子和藍(lán)色的酸根離子共存，因而溶液呈紫色。通入SO2后，不能與石蕊發(fā)生加成反應(yīng)，溶液因呈酸性而顯紅色。

二、本質(zhì)同、現(xiàn)象異

在生活中有許多這樣的例子：比如說(shuō)滴水穿石和繩鋸木斷在表面形式上是不同，但表示了同樣的思想，就是只要堅(jiān)持不懈就會(huì)成功；披肝瀝膽和開(kāi)誠(chéng)布公的形式不同但也是一個(gè)意思，為人處事非常忠誠(chéng)?；瘜W(xué)中也有類(lèi)似的例子，如氫氣在氯氣中能安靜的燃燒，而氫氣和氯氣混合在光照的條件下就會(huì)發(fā)生爆炸，本質(zhì)都是氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫等，現(xiàn)以鋁與酸反應(yīng)的現(xiàn)象為例：

現(xiàn)象4：pH值相等的稀鹽酸和稀硫酸與少量鋁粉反應(yīng)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)鋁粉與稀鹽酸反應(yīng)的速率比與稀硫酸反應(yīng)的速率快。

分析：這兩個(gè)反應(yīng)的本質(zhì)相同，都是2Al+6H+=2Fe3++ 3H2↑，現(xiàn)象為什么會(huì)產(chǎn)生差異？決定鋁和酸反應(yīng)的速率因素有4點(diǎn)：⑴是否生成配離子；⑵酸的濃度；⑶酸根離子的半徑大?。虎确磻?yīng)生成的鋁鹽是否可溶于水?，F(xiàn)在c(H+)的濃度相同，生成的鹽都能溶于水，其主要原因是c(Cl-)半徑小，能穿透氧化鋁薄膜取代氧化鋁中的氧原子，從而使之溶解；另一方面Al3+能與Cl-絡(luò)合生成［AlCl4]-，而硫酸沒(méi)有配位效應(yīng)，也沒(méi)有穿透效應(yīng)，因此造成了兩者反應(yīng)速率的差異。

三、共性存、個(gè)性異

唯物辯證法認(rèn)為共性和個(gè)性是一切事物固有的本性，每一事物既有共性又有個(gè)性。共性決定事物的基本性質(zhì)，個(gè)性揭示事物之間的差異性，個(gè)性體現(xiàn)并豐富著共性，共性是絕對(duì)的，個(gè)性是相對(duì)的、有條件的。我們研究化學(xué)問(wèn)題也應(yīng)該遵循這樣的規(guī)律。

問(wèn)題1：乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)為什么不加碎瓷片防暴沸？

分析：液體中的氣泡在沸騰過(guò)程中起著汽化核的作用，當(dāng)液體中缺少氣泡時(shí)，即使溫度達(dá)到并超過(guò)了沸點(diǎn)，也不會(huì)沸騰，形成了過(guò)熱液體。過(guò)熱液體是不穩(wěn)定的，如果過(guò)熱液體的外部環(huán)境溫度突然急劇下降或侵入氣泡，則會(huì)形成劇烈的沸騰，并伴有爆裂聲，這種現(xiàn)象叫暴沸。如果加一點(diǎn)雜質(zhì)后(本質(zhì)是帶入了微小氣泡)，沸騰滯后被打破，產(chǎn)生沸騰。在液體中加入碎瓷片的原理與加入雜質(zhì)相同，主要是通過(guò)孔隙凝聚水蒸氣，使成為氣泡浮出，防止暴沸。所以很多有機(jī)反應(yīng)以及蒸餾，都要加入碎瓷片以防暴沸。

乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)為什么不加碎瓷片防暴沸？實(shí)驗(yàn)表明，若在反應(yīng)后在各試管中加入相應(yīng)的試劑，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始在混合物中加入了碎瓷片，產(chǎn)生乙烯氣體的速率顯著加快，嚴(yán)重地影響了乙酸乙酯的生成，導(dǎo)致生產(chǎn)出酯的量明顯減少，實(shí)驗(yàn)效果欠佳。通過(guò)查找有關(guān)資料得知：在乙醇、乙酸、濃硫酸的混合物中，硫酸既可與乙醇作用產(chǎn)生碳正離子，也可與乙酸作用使羧基上的碳原子帶有更高的正電性，在這些“中間體”物質(zhì)中，若有碎瓷片(Al2O3)存在，碎瓷片表面上的鋁離子可促進(jìn)由醇生成的鹽迅速轉(zhuǎn)化為乙烯，從而抑制了由乙酸與乙醇作用生成乙酸乙酯的過(guò)程。所以在做乙酸乙酯的制取實(shí)驗(yàn)中不能加入碎瓷片來(lái)防止爆沸，只能通過(guò)控制酒精燈的火焰大小來(lái)防溶液暴沸。［2]

四、問(wèn)題同、方法異

有這樣的一個(gè)故事，亞歷山大曾經(jīng)遇到了一個(gè)問(wèn)題，有一個(gè)著名的死結(jié)，傳說(shuō)如果有人能夠解開(kāi)它，這個(gè)人就會(huì)成為王。亞歷山大也想解開(kāi)。但是他花了很長(zhǎng)時(shí)間研究，用了很多辦法之后，覺(jué)得真的難以解開(kāi)，頭緒太多，完全不知道從何下手。在這之前，很多人都被這個(gè)問(wèn)題難住了，最后都不知道如何解開(kāi)。最后，亞歷山大拔出寶劍，說(shuō)，既然我不能夠用你的方法解開(kāi)，那么我就用我自己的方法。說(shuō)完之后，他揮劍斬?cái)嗔诉@個(gè)死結(jié)，問(wèn)題也迎刃而解。在許多情況下，我們將解決問(wèn)題類(lèi)似于亞歷山大，并不是問(wèn)題不能解決，或者問(wèn)題太難，而是我們需要不同的方法。

問(wèn)題2：用下圖裝置分別制取和收集兩種干燥的氣體。燒杯里NaOH溶液用來(lái)吸收尾氣，防止污染空氣。根據(jù)裝置圖填寫(xiě)下面的表格(填有關(guān)的化學(xué)式或化學(xué)方程式)。

分析：⑴氣體發(fā)生裝置特點(diǎn)：①固體和液體反應(yīng)；②反應(yīng)不需要加熱?？芍苽涞某Ｒ?jiàn)氣體有H2、O2、CO2、SO2、Cl2、H2S、NH3、C2H2、NO2等。⑵除雜裝置中不能用濃硫酸干燥的常見(jiàn)氣體有：H2S、NH3、HBr、HI、PH3等。⑶收集裝置可用向上排空氣法收集的氣體有：O2、CO2、SO2、Cl2、H2S、NO2等。⑷尾氣處理可用NaOH溶液吸收的氣體的有：SO2、Cl2、H2S、NO2等。因此上述表格可填寫(xiě)如下：

1008-0546（2011）01-0008-02

G632.41

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.01.004