让数据计算成为解释抽象问题的有力证据

发表时间:2021/8/17   来源:《中小学教育》2021年4月11期   作者:于瑞平
[导读] 理科内容的学习要求严谨、准确,但中学阶段的教材内容安排并不深入细化更没有数据化
        于瑞平
        河南省濮阳市濮阳外国语学校  457000
                   
        摘要:理科内容的学习要求严谨、准确,但中学阶段的教材内容安排并不深入细化更没有数据化,很多情况只是给学生一个感性的解释如水、弱酸、弱碱等物质的电离程度很微弱,部分盐的水解程度也很微弱,至于弱到何种程度并没有一个清晰地数据上的认知,但教材引入了平衡常数这一概念,我们可以结合反应原理、三段式和平衡常数类似转化率的求算从而求得电离度等。这样有了数据的计算支撑可以帮助学生对理论的理解更透彻清晰、更准确。
        关键词:感性认知;平衡常数;数据计算;
        水、弱酸、弱碱等物质的电离程度很微弱,部分盐的水解程度也很微弱,加水有利于电离平衡和水解平衡向右移动,酸碱中和滴定终点时多或少滴一滴酸或碱可引起PH值变化好几个单位等若干问题。平时学生只是从老师的理论讲解中获得感性认知,对这样的理论结果同学们将信将疑,因为他们并没有进行深刻严谨的数据计算,至于弱到什么程度、变化有多大并没有一个清晰的数据上的感知,就像一亿远远大于一那样简单明了。庆幸的是新课程改革后教材引入了平衡常数,本文将利用平衡常数从具体的数据计算上对这些问题做一个更清晰的分析,使学生理解起来更直观、更明了。
一、水的电离
        25℃时,水的Kw=1.0x10-14那么c(H+)水=c(OH-)水=1.0x10-7mol /L;
        即1LH2O中有1.0 x 10-7mol水分子电离产生了1.0 x 10-7molH+;
        又因1LH2O是1000g,则n(H2O)=1000g/≈55.6mol;
        由此可知:    55.6molH2O只有 1.0 x 10-7molH2O发生了电离;
                则      55.6 x 2 x 107mol H2O只有2 molH2O发生了电离;
        近似处理:    1.0 x 109 molH2O只有2molH2O发生了电离;
                即      10亿个H2O只有2个H2O发生了电离。
        这样就可以让学生真切的感受到水的电离程度确实非常的微弱。
二、弱电解质水溶液中加水稀释平衡右移
        以0.1mol/L的CH3COOH溶液为例,已知25℃时Ka=1.75 x10-5。
        
三、加水稀释盐类的水解平衡右移
        以0.1mol/L的NH4Cl溶液为例,已知25℃时Kb=1.0 x10-5。
      
四、滴定终点时一滴引起的误差分析
以0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00ml0.1000mol/L的HCl溶液为例. 已知25℃ 时  Kw=1.0x10-14
1.滴定终点时多滴一滴NaOH溶液,一滴约0.04ml。

2.滴定终点时少滴一滴NaOH溶液,一滴约0.04ml。
      
        同理,盐酸滴定氢氧化钠溶液误差分析也是一样的。理想结果为滴定终点时溶液显中性PH=7,滴定终点时多或少滴一滴酸或碱引起的PH误差约为3个单位,当然具体的误差还和溶液的浓度有关。
        至此我们利用Kw、Ka、Kb、Kh对若干抽象问题进行了严谨的数据计算分析,使同学们可以从数据上有一个更清晰直观的认识,希望对同学们有所帮助。
参考文献:
        [1]倪章瑜. 如何让数据成为有利证据[J]. 赤子(上中旬), 2014, 000(008):197-197.
        [1]田仁刚, 李远蓉. 高中生化学问题解决的数据化研究[J]. 化学教育(中英文), 2015, 36(003):57-61.
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