认知冲突螺旋上升.doc

《认知冲突螺旋上升.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、认知冲突螺旋上升—从平衡角度再认识碳酸氢钠溶液施小萍于江浙江省桐庐中学杭州地区311500【摘要】溶液中的平衡是相互影响的，从电离平衡和水解平衡的角度再认识碳酸氢钠溶液，得到三个与原有认知冲突的结论，并通过设置认知冲突，展开课堂教学，消除二轮复习中的盲点和疑点。【关键词】电离平衡水解平衡碳酸氢钠溶液认知冲突课堂教学“等浓度的NaHCO3溶液pH大于等浓度的CH3COONa溶液”这一观点在中学化学中似乎已经成为定论，但我们在实验中发现并非如此。我们经探究得出了三个有悖于原有认知的结论：①等浓度的NaHCO3溶液pH小于等浓度的CH3COONa溶液②NaHCO3溶液中CO3

2、2-、OH-离子浓度大小关系：c(CO32-)>c(OH-)③常温下0.1mol/LNaHCO3溶液与等体积等浓度的BaCl2溶液混合会生成BaCO3沉淀。我们通过设置有关这三个结论的认知冲突，展开课堂教学，消除学习过程中的盲点，构建新的认知。1．等浓度的NaHCO3溶液和CH3COONa溶液pH大小问题1．1问题发现2015年浙江某地区高三二模考试中呈现了如下这组数据：已知在常温下测得如下6种0.1mol/L溶液的PH(见下表)这组数据可谓是一石激起千层浪。而有关等浓度的NaHCO3溶液和CH3COONa溶液pH比较的问题，在各地模拟考以及高考试题中均有涉及。我们怀着

3、尊重科学，尊重客观事实的态度对这一问题进行了深入研究。溶质NaHCO3CH3COONaNa2CO3NaClONaCNPH8.38.811.610.311.11.2质疑阶段带着疑问我们查阅了很多资料，结果发现高中阶段的教辅资料，像学生常用的《5年高考3年模拟》《步步高》等资料中显示的都是等浓度的NaHCO3溶液pH大于等浓度的CH3COONa溶液，更有资料中将上述表格中8.3和8.8两个数据交换了位置，显然认为上表中的数据是错误的。而检索中国知网发现中学化学的常见核心期刊《化学教学》《中学化学教学参考》，有论文认为等浓度的NaHCO3溶液pH小于等浓度的CH3COONa溶

4、液[1]。总之说法不一而同。1.3实验探究事实是检验真理的唯一的标准，而化学实验的现象便是化学学科独有的事实，我们决定发挥化学实验的强大功能，展开科学探究，用数据说话。我们用pH计分别测定0.1mol/LNaHCO3溶液、0.1mol/LCH3COONa溶液的PH值，经多次测量显示0.1mol/LNaHCO3溶液pH=8.28，0.1mol/LCH3COONa溶液pH=8.96。由此可见众多中学教辅资料上的数据是错误的。1.4理论分析6碳酸氢钠溶液中存在的平衡：①H2O⇌H++OH-K①=1.0×10-14②HCO3-⇌H++CO32-K②=5.6×10-11③HCO3

5、-+H2O⇌OH-+H2CO3K③=2.3×10-8原先认为等浓度的NaHCO3溶液pH大于等浓度的CH3COONa溶液，是做这样的分析而得出：CH3COOH的酸性强于H2CO3，所以CH3COONa的水解程度小于NaHCO3的水解程度，等浓度的盐溶液水解程度大的，溶液碱性越强。而实际上受HCO3-电离的影响，电离产生的H+中和了水解产生的OH-,使OH-离子浓度减小，pH减弱，因此等浓度的NaHCO3溶液pH小于等浓度的CH3COONa溶液。由此可见HCO3-的电离和水解是相互影响，相互促进的，只考虑电离或者水解都是不够全面、不够严谨的。2.NaHCO3溶液中离子浓度

6、大小问题在中学化学常见的碳酸氢钠溶液中离子浓度大小关系排序是：c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(H+)＞c(CO32-)。这种结论出现的原因还是认为NaHCO3溶液中HCO3-水解是最主要的平衡，水解产生的c(OH-)相对较大，而忽略了HCO3-电离带来的影响。实际上电离产生的H+中和了水解产生的OH-，使平衡②、③平衡正向移动，HCO3-的电离和水解程度都增大。用方程叠加的方法处理方程①②③可得下列新方程，并经计算得出方程④的平衡常数：④HCO3-+HCO3-⇌CO32-+H2CO3K④=K②.K③/K①=1.3×10-4从平衡常数可以看出④式HCO3

7、-的自偶电离是碳酸氢钠溶液中进行程度最大的反应，根据浓度相等时，进行程度越大，所得离子浓度越大的原则，推导得出结论，碳酸氢钠溶液中离子浓度大小关系是：c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)关于NaHCO3溶液中c(CO32-)>c(OH-)这一新的结论，我们也用数据计算的方法得到了证实。下图是碳酸氢钠在不同pH环境下它们不同形态的粒子的组成百分率图像：由图可知，Ka2=c(CO32-)×c(H+)/c(HCO3-)=10-10.25,当pH=8.25时溶液中c(HCO3-)/c(CO32-)=100。0