化學(xué)習(xí)題設(shè)計中應(yīng)注意的幾處常見錯誤

唐隆健

摘要：結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗，并通過查證相關(guān)書箱、文獻數(shù)據(jù)，指出了一直以來在高中化學(xué)教學(xué)中尤其是資料習(xí)題中廣泛流傳的一些科學(xué)性錯誤，指出了這些錯誤帶來的危害，并就產(chǎn)生該現(xiàn)象的深層原因作出了思考，還給出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：習(xí)題設(shè)計；常見錯誤；科學(xué)性；簡單化；實證

文章編號：1008-0546（2017）04-0063-01 中圖分類號：G633.8 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.04.021

自然科學(xué)的教學(xué)，首先是“求真”，即首先要保證知識本身的科學(xué)性。但當(dāng)下由于種種原因，一些教輔資料和試題中仍廣泛流傳著某些不嚴(yán)謹、絕對化甚至有明顯科學(xué)性錯誤的結(jié)論，而教師在習(xí)題設(shè)計或講解時未必注意到這些題目或結(jié)論的不合理，這種現(xiàn)象嚴(yán)重阻礙了教學(xué)的有效性、違背了科學(xué)的嚴(yán)謹精神，尤其阻礙了學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)和長遠發(fā)展[1]。下面就此舉例說明，以期引起更多同行的關(guān)注與討論。

一、資料習(xí)題中常見過于絕對化和有科學(xué)性錯誤的問題舉例

1.關(guān)于電解時電極上物質(zhì)的放電順序。

這個結(jié)論在很多師生心中是固定絕對的，一般資料對此都給出了相對固定的順序，并且僅限于陰陽離子（如陰極上Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+等），而不指明這個順序只是經(jīng)驗的、相對的，實際放電順序與電極材料和超電勢、離子濃度、電流大小等因素有關(guān)[2]。如工業(yè)上曾用汞作陰極電解氯化鈉溶液獲得鈉汞齊（因H+在汞電極上放電時超電勢很大）進而與水反應(yīng)制燒堿，又如電解氯化亞鐵溶液時，F(xiàn)e2+可能不是在陰極放電還原而是在陽極氧化。所以，如果我們平時把電極放電順序過于絕對化，是不利于學(xué)生靈活解決實際問題和后續(xù)發(fā)展的。

2.升高溫度電離常數(shù)一定增大嗎？

很多老師和資料都給出了絕對答案，認為升高溫度一定促進電離（還從化學(xué)鍵斷裂要吸收能量的角度進行解釋），電離常數(shù)一定增大。其實不然，溫度對電離平衡的影響是比較復(fù)雜的，因為電解質(zhì)在水中的電離過程既包含化學(xué)鍵的斷裂還包含離子的水合過程（后者是釋放能量的）。比如HF，它的電離過程是放熱的，所以升高溫度反而抑制了電離。再比如CH3COOH，文獻表明它的電離常數(shù)并不是隨溫度升高單調(diào)遞增的[3]。事實上，由于電離平衡的熱效應(yīng)往往不大（大多數(shù)介于10kJ/mol和-10kJ/mol之間），所以對于大多數(shù)電解質(zhì)，當(dāng)溫度變化不大時，可以不考慮其對電離平衡的影響（H2O除外）。

3.難溶電解質(zhì)的溶度積Ksp與其溶解度之間都可以相互換算嗎？

曾見過這樣的習(xí)題：已知CaSO4常溫時溶解度為0.21g，請換算出CaSO4的Ksp值。結(jié)果換算出的Ksp值比實際文獻值大一個數(shù)量級[4]。因為事實上，溶解的CaSO4并未完全電離，計算表明飽和CaSO4中真正電離的CaSO4不到其溶解總量的一半（另一大半溶解的部分仍以化合態(tài)CaSO4存在），因而其Ksp與溶解度之間不能簡單換算。事實上，只有BaSO4等少數(shù)（溶解部分全部電離且離子不明顯水解的）難溶電解質(zhì)，才可以進行溶度積Ksp與溶解度之間的換算。

4. MnO2氧化性比Cl2強嗎？

不少資料以“二氧化錳氧化濃鹽酸制氯氣”的反應(yīng)為例來說明?！巴环磻?yīng)中氧化劑的氧化性往往強于氧化產(chǎn)物”這一比較物質(zhì)氧化性強弱的經(jīng)驗規(guī)律，即認為二氧化錳氧化性強于氯氣。而事實上，查標(biāo)準(zhǔn)電極電勢知：Eθ（Cl2/Cl-）=1.36V，而Eθ（MnO2/Mn2+）=1.23V，即標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時Cl2氧化性其實略強于MnO2，這也正是該反應(yīng)要用濃鹽酸才能進行的原因[5]。上述提及的比較物質(zhì)氧化性強弱的方法只是一種有局限的經(jīng)驗方法，并非普遍適用，不能機械亂套，否則就是僵化了學(xué)生的認知，不利于其后續(xù)學(xué)習(xí)。

5.SO3是平面正三角形結(jié)構(gòu)嗎？

事實上SO3的立體結(jié)構(gòu)與其狀態(tài)有關(guān)[6]，氣態(tài)時SO3分子為平面正三角形結(jié)構(gòu)，中心硫原子軌道采用sp2雜化，而固態(tài)時SO3結(jié)構(gòu)有環(huán)狀和長鏈狀兩種，且都不再是平面型結(jié)構(gòu)。而我們一些習(xí)題在考察SO3分子結(jié)構(gòu)時并未指明其狀態(tài)，這是很不嚴(yán)謹?shù)摹?/p>

當(dāng)然，常見教輔習(xí)題中還有其他一些流行性錯誤，如誤認為“HCO3-與Ca2+一定不會產(chǎn)生沉淀反應(yīng)、MgCl2比NaCl熔點高、鋁與酸性相同的鹽酸和硫酸反應(yīng)速率相同、足量鋅分別與等量的鹽酸和醋酸反應(yīng)生成的氫氣一樣多、等濃度的碳酸氫鈉溶液堿性比醋酸鈉溶液強”等，這都是不查資料、不做實驗、不深入學(xué)習(xí)思考導(dǎo)致的謬誤。

二、原因分析與對策建議

造成上述問題的客觀原因與化學(xué)學(xué)科本身特點有關(guān)，即化學(xué)是一門關(guān)于原子分子世界的科學(xué)，其研究對象本身有一定的復(fù)雜性，所以它的不少結(jié)論目前還只停留在經(jīng)驗或假設(shè)階段，未來還有待于進一步修正成熟；而主觀原因則是部分教師自身缺乏深入學(xué)習(xí)思考和獨立批判的意識，遇到問題不愿投入精力研究實證，所以才有那么多劣質(zhì)教輔資料充斥著課堂坑害著學(xué)生。

針對這一問題，教師其實可以在很大程度上通過自身努力來避免。首先，我們對已有的任何理論都應(yīng)持一種保留態(tài)度和發(fā)展的眼光，力求在教學(xué)中克服“簡單化、絕對化”的傾向；其次，我們一定要本著實事求是的態(tài)度教學(xué)，如在備課或習(xí)題命制中，相關(guān)問題一定要先查證資料或做實驗反復(fù)推敲，切忌想當(dāng)然地主觀臆造，以確保教學(xué)中不出或少出科學(xué)性錯誤。

參考文獻

[1] 王云生.王云生的中學(xué)化學(xué)教學(xué)主張[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2014：41-45

[2] 傅獻彩，沈文霞，姚天揚，侯文華.物理化學(xué)（下冊）第5版[M].北京：高等教育出版社，2006：129-134

[3][4][5]嚴(yán)宣申.化學(xué)原理選講[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012：81，110，124

[6] 嚴(yán)宣申，王長富.普通無機化學(xué)（第2版）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012：67-68