大学化学, 2018, 33(6): 53-59 doi: 10.3866/PKU.DXHX201712030

师生笔谈

在分析化学实验中渗透马克思主义哲学思想的探讨

李爱峰,, 王术皓, 贾丽萍, 韩昭君

Discussion on Infiltrating Marx's Philosophical Thinking in Analytical Chemistry Laboratory

LI Aifeng,, WANG Shuhao, JIA Liping, HAN Zhaojun

通讯作者: 李爱峰, Email: lxpsdta2001@sina.com

收稿日期: 2017-12-10  

基金资助: 聊城大学博士科研启动基金资助项目

Received: 2017-12-10  

Fund supported: 聊城大学博士科研启动基金资助项目

摘要

分析化学实验中蕴含着丰富的马克思主义哲学思想,如对立统一规律、质量互变规律等。如果教师注重从辩证唯物主义的视角来分析问题,并将哲学观点渗透、融入到日常教学中去,不仅有利于学生掌握科学知识,训练科学思维,更有利于学生形成马克思主义哲学观,提高综合素质。笔者结合自己的教学经验,对分析化学实验教学中马克思主义哲学原理的应用进行简要阐述。

关键词: 分析化学实验 ; 教学 ; 马克思主义哲学思想

Abstract

There is a variety of Marx's philosophic thinking in analytical chemistry experiment, such as laws of unity of opposites and mutual change of quality and quantity, etc. If tutors pay attention to analyzing problems from the perspective of dialectical materialism and infiltrate the philosophic thinking in daily teaching, it will help students to grasp scientific knowledge, to train scientific thinking, to foster Marx's philosophical view, and to improve the comprehensive quality. In the present paper, the authors make a tentative analysis of using Marx's philosophy principles in analytical chemistry laboratory teaching based on their teaching experience.

Keywords: Analytical chemistry laboratory ; Teaching ; Marx's philosophical thinking

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李爱峰, 王术皓, 贾丽萍, 韩昭君. 在分析化学实验中渗透马克思主义哲学思想的探讨. 大学化学[J], 2018, 33(6): 53-59 doi:10.3866/PKU.DXHX201712030

LI Aifeng, WANG Shuhao, JIA Liping, HAN Zhaojun. Discussion on Infiltrating Marx's Philosophical Thinking in Analytical Chemistry Laboratory. University Chemistry[J], 2018, 33(6): 53-59 doi:10.3866/PKU.DXHX201712030

分析化学是一门实践性很强的科学,分析化学实验是分析化学教学中一个重要的组成部分。通过分析化学实验教学,学生不仅可以进一步掌握、巩固、深化、拓展理论知识,还能熟练掌握分析化学的基本操作,对于培养良好的实验习惯、实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和坚韧不拔的科学品质都大有帮助[1]

马克思主义哲学包括辩证唯物主义和历史唯物主义,是马克思主义立场、观点、方法的集中体现,是马克思主义学说的思想基础。马克思主义哲学深刻揭示了客观世界特别是人类社会发展的一般规律,是人们对整个世界及其规律的最根本的看法,是人类思维的高度概括和总结。自然科学的巨大进步是马克思主义哲学形成和发展的前提,马克思主义哲学则对自然科学的发展具有世界观和方法论的指导意义。

虽然现有的分析化学实验教材中并未出现哲学术语,但其中无不渗透着深刻的哲学思想,某些哲学思想在分析化学实验中体现得淋漓尽致。如果教师在实验教学过程中有意识地引导学生用辩证唯物主义思想去分析、解决问题,不仅有助于知识的学习和技能的培养,更有助于形成科学的思维方式,树立正确的人生观和世界观[2]。笔者结合自己的工作经验,对分析化学实验教学中体现出的哲学思想进行简单的论述。

1 现象和本质

现象是事物的外在方面,本质是事物的内在方面,现象是本质的外在表现,本质需要通过现象表现出来。在化学中,现象就是物质所表现出的性质,本质就是物质的组成和结构。在分析化学实验中自始至终都深刻体现着现象和本质的辩证关系。

比如,在酸碱滴定分析实验中要加入指示剂来判断滴定终点,在化学计量点附近指示剂会发生颜色的突变,这就是现象。现象背后的本质是:酸碱指示剂本身就是一种有机弱酸(碱),在溶液中存在离解平衡,酸式型体与碱式型体由于具有不同的化学结构而呈现出不同的颜色。以甲基橙为例,其酸式型体为醌式结构,呈红色;碱式型体为偶氮式结构,呈黄色。两种型体的浓度比受溶液pH的控制,当溶液pH发生变化时,指示剂自身的离解平衡会发生移动,浓度比会发生变化。在化学计量点附近pH发生突变,浓度比也会发生突变,指示剂会从一种型体变成另一种型体,因此外观上看溶液的颜色发生了突变。人的眼睛能够感知到这种变化,因此才能适时停止滴定。

现象分为真相和假象,在进行分析测定时要排除各种假象的干扰。例如用无水Na2CO3标定HCl溶液时,如果滴定速度过快,且没有剧烈摇动锥形瓶的话,生成的CO2不能及时逸出,很容易形成过饱和溶液,造成滴定终点提前出现。为了准确判断滴定终点,应在接近终点时剧烈摇动锥形瓶或将溶液加热至近沸,使CO2及时逸出[1]

教师要引导学生在实验过程中,不仅要认真观察实验现象,还要透过现象思考背后的本质,几乎所有的实验现象都可以用相关的理论去解释。只有这样,才能用理论去指导实验,并在实验的基础上更好地、更深入地掌握分析化学的基本理论,真正学好分析化学。

2 对立统一规律

马克思主义唯物辩证法指出:一切事物的内部都包含着两个方面。这两个方面是不同的、相互对立的,同时又是相互依赖、相互统一的,事物自身包含的既对立又统一的关系叫作矛盾。

2.1 主要表现

在分析化学中,对立统一主要表现为化学概念和化学现象经常成对出现。例如,酸和碱,配位体和中心离子,氧化剂和还原剂,沉淀物质和沉淀剂,沉淀和溶解,配位与离解,酸失去质子与碱得到质子,还原剂失去电子与氧化剂得到电子,酸碱指示剂酸式型体和碱式型体的互相转化,金属指示剂自身的颜色与显色络合物的颜色的互相转化,氧化还原指示剂氧化态和还原态之间的互相转化,吸附指示剂吸附前后颜色的互相转化,等等。

2.2 事物的两面性

物质的化学性质有其两面性。比如,在氧化还原滴定中,酸性高锰酸钾法氧化能力强,因此适用范围广,但是,许多还原性物质都可以参与反应,干扰比较严重,选择性差。再比如,在络合滴定中,EDTA由于具有络合能力强、结构稳定、配位比简单等诸多优点被广泛使用,但是,绝大多数金属离子都可以与之形成络合物,选择性差。当溶液中存在多种金属离子时,如果想选择性地测定某一种金属离子的含量,往往需要采取一些措施来提高络合滴定的选择性,比如通过控制酸度连续滴定、络合掩蔽、氧化还原掩蔽、沉淀掩蔽、选择其他的络合剂等。

2.3 矛盾的对立统一

矛盾是事物发展的动力和源泉,世上万事万物无不处于矛盾的对立统一的关系中,相互影响而存在。比如,用Na2C2O4标定KMnO4溶液时,需要注意以下几点[3]:(1)反应的温度要控制在70-85 ℃。若温度低于60 ℃,反应速度较慢;若温度高于90 ℃,H2C2O4会发生分解(H2C2O4 → CO2↑ + CO↑ + H2O)。(2)反应的介质为0.5-1 mol·L-1 H2SO4。若酸度太高,H2C2O4会发生分解;若酸度太低,KMnO4的还原产物可能有MnO2,造成Na2C2O4与KMnO4的反应没有明确的化学计量关系。(3)反应速度先慢后快再慢,滴定速度要与之一致。该反应是一个自动催化反应,反应产物Mn2+有正的催化作用,反应开始,Mn2+的量较少,反应的速度较慢,此时滴定速度也应该很慢,如果滴定速度过快,KMnO4来不及与C2O42-反应,就在热的酸性溶液中发生分解(MnO4-+ H+ → Mn2+ + O2↑ + H2O);随着反应的进行,Mn2+的量逐渐增加,反应速度迅速提高,滴定速度也可以适当加快;当反应速度达到顶峰后,由于反应物的浓度降低,反应速度又逐渐下降了,此时滴定速度也应该逐渐放慢。(4)粉红色30 s不褪去即为终点。化学计量点后稍过量的KMnO4使溶液呈现粉红色,由于KMnO4的氧化能力很强,与空气中的细菌、还原性气体、微生物、灰尘等发生反应,粉红色会逐渐消失。

2.4 主要矛盾和次要矛盾

矛盾的发展是不平衡的,因而存在着主要矛盾和次要矛盾。能否从复杂的矛盾体系中找到并解决其中的主要矛盾,对于把握问题的实质进而解决问题是至关重要的。比如,在沉淀重量分析中一方面要保证较高的准确度,即要使沉淀完全、纯净;另一方面,还要使沉淀易于过滤和洗涤。沉淀是否完全主要取决于沉淀的溶解度以及影响沉淀溶解度的因素(如同离子效应、盐效应、酸效应、络合效应、温度、溶剂、沉淀颗粒大小及析出形态等)。沉淀是否纯净主要取决于沉淀的类型(晶形沉淀或无定形沉淀)以及影响沉淀纯度的因素(共沉淀和后沉淀现象)。沉淀是否易于过滤和洗涤主要取决于沉淀的类型。对于晶形沉淀而言,设法降低相对过饱和度以获得易于过滤和洗涤的晶形沉淀是重点问题,因此要掌握“稀”(在适当稀的溶液中进行沉淀)、“热”(在热溶液中进行沉淀)、“慢”(缓慢加入沉淀剂)、“搅”(在不断搅拌下加入沉淀剂)、“陈”(陈化)。对于无定形沉淀而言,由于溶解度一般都很小,很难通过降低相对过饱和度来改变沉淀的物理性质,主要考虑的问题是设法破坏胶体,防止胶溶,加速沉淀微粒的凝聚,减少杂质的吸附,便于过滤和洗涤,因此,要掌握“浓”(在较浓的溶液中进行沉淀)、“热”(在热溶液中进行沉淀)、“电”(加入电解质以利于胶体凝聚)、“快”“过”(快速过滤,不陈化)[3]

2.5 内因与外因

内因是事物发展变化的根本原因,它规定了事物发展的方向;外因是事物存在和发展的必要条件,外因通过内因而起作用。比如,在碘量法中I2是非极性的,在水中的溶解度很低(0.00133 mol·L-1),易挥发;I2/I-Eϴ (0.5345 V)低于O2/H2O的Eϴ (1.229 V),因此I-易被空气氧化。I2的挥发和I-的氧化就成为碘量法的两个重要的误差来源,这是二者的性质决定的,属于内因。为了提高碘量法的准确度,在实验过程中可以通过控制实验条件减小误差。比如,为了增大I2的溶解度,防止I2的挥发,须做到:(1)加入过量KI使I2生成I3-;(2)析出I2的反应在碘量瓶中进行;(3)在室温下进行反应和滴定;(4)析出I2后开始滴定时不要剧烈摇动碘量瓶。为了避免I-被空气氧化,须做到:(1)避光;(2)溶液的酸度不要太高;(3)某些离子(如Cu2+、NO2-、NO等)可以催化I-被空气氧化,需提前掩蔽或分离。上述这些实验条件的控制都是减小误差来源的外因,这些实验条件的确定都是在I2和I-的性质的基础上得到的,即外因通过内因起作用。

2.6 质量互变规律

唯物辩证法指出,量变和质变是事物的矛盾运动中两种最基本的状态,事物的发展变化都是由量变到质变再到新的量变的质与量的转变过程。例如,在法扬司法中,以AgNO3滴定Cl-,二氯荧光黄为指示剂。(1)滴定前,加入缓冲溶液使pH控制在5-8,高于指示剂的pKa (4.0),此时,指示剂以阴离子形式存在。(2)在化学计量点前,溶液中Cl-过量,生成的AgCl表面吸附Cl-而带有负电荷,与指示剂带相同的电荷,二者互相排斥,溶液显示指示剂自身的颜色(黄绿色)。随着Ag+的加入,溶液中Cl-的浓度逐渐降低,AgCl表面带的负电荷逐渐减少,在此阶段发生的是量变过程。(3)在化学计量时,Ag+与Cl-刚好完全反应,沉淀表面不带电荷。(4)在化学计量点后,溶液中Ag+过量,AgCl表面吸附Ag+而带有正电荷,与指示剂所带电荷电性相反,由于静电引力,指示剂吸附到沉淀表面,发生吸附后指示剂的结构发生了变化,因此溶液的颜色变成了粉红色。随着Ag+的加入,溶液中Ag+的浓度逐渐升高,AgCl表面带的正电荷逐渐增加,在此阶段发生的又是量变过程。在化学计量点附近,沉淀表面的荷电状态发生了质变,导致溶液的颜色发生突变,此时发生的是质变过程。从量变到质变再到新的量变过程的规律在该实验中体现得淋漓尽致。其他类型的滴定分析实验如酸碱滴定、络合滴定、氧化还原滴定、电位滴定等,都存在相似的情形,只不过由于矛盾性质不同而引起质变的质亦不同而已[4]

3 共性与个性

共性指不同事物的普遍性质,决定了事物的基本性质;个性指一事物区别于其他事物的特殊性质,揭示了事物之间的差异性。共性是绝对的,个性是相对的、有条件的。

例如,滴定分析对于滴定反应提出四点要求:(1)反应要有明确的化学计量关系;(2)反应的完全程度要高;(3)反应的速度要快;(4)要有简单可靠的指示终点的方法。满足上述要求的沉淀反应种类不多,主要是生成难溶性银盐的反应,因此通常所说的沉淀滴定法就是指银量法。根据指示剂的不同,可以将银量法分为莫尔法、佛尔哈德法和法扬司法。这三种方法的共同点是滴定过程中都发生了沉淀反应,化学计量点附近被测物质的浓度都发生了突跃。不同点有很多,比如指示剂的种类及作用原理、反应需要的酸度范围、测定的对象、注意事项等[3] (详见表1)。因此,三种银量法体现出共性和个性的统一,在浑然一体中呈现出各自的异彩。

表1   三种沉淀滴定法的比较

项目 莫尔法 佛尔哈德法 法扬司法
指示剂 K2CrO4 NH4Fe(SO4)2 吸附指示剂
滴定剂 AgNO3 SCN- X-或Ag+(X = Cl, Br, I, SCN)
滴定反应 Ag++ Cl-= AgCl↓(白色)或Ag++ Br-= AgBr↓(黄色) SCN-+ Ag+= AgSCN↓(白色) Ag++ X-= AgX↓
指示剂的作用原理 沉淀反应
2Ag++CrO42-= Ag2CrO4↓(砖红色)
络合反应Fe3++ 3SCN-= Fe(SCN)3(血红色) 物理吸附导致指示剂结构变化
酸度范围 pH = 6.5-10 0.1-1 mol·L-1 HNO3 pKa~10
测定对象 Cl-, Br-, Ag+ Ag+, Cl-, Br-, I-, SCN- Ag+, Cl-, Br-, I-, SCN-
特点 K2CrO4的用量决定着误差的大小和正负 (1) 0.1-1 mol·L-1 HNO3介质,避免指示在强酸环境下测定,许多弱酸根不干扰,如PO43-, AsO43-, CrO42-
(2)可用于重金属硫化物的测定,如CdS
注意吸附指示剂的选择
注意事项 (1)不能测I-或SCN-
(2)与Ag+, CrO42-生成沉淀离子有干扰,如PO43-, S2-, SO32-, CO32-, C2O42-, AsO42-, Pb2+, Ba2+, Hg2+
(3) pH = 6.5-10条件下水解的离子有干扰,如Fe3+, Al3+, Bi3+, Sn4+
(4)与Ag+形成络合物的物质有干扰,如NH3和CN-
(5)大量的有色离子(如Co2+、Cu2+、Ni2+等)影响终点观察,要预先分离
(6)不能用Cl-或Br-滴定Ag+
(1) 0.1-1 mol·L-1 HNO3介质,避免指示剂水解
(2)能与SCN-反应的物质有干扰,如Cu+, Hg2+和某些强氧化剂等
(3)返滴定法测Cl-时须注意防止沉淀转化
(4)返滴定法测I-时须注意AgI析出后再加指示剂,否则Fe3+会氧化I-
(5) AgSCN强烈吸附SCN-,近终点时须剧烈摇动
(1)加入糊精或淀粉,使沉淀具有较大的比表面积
(2)控制溶液pH在pKa~10
(3)避免强光,防止AgX分解
(4)溶液的浓度不能太稀,静电作用要强一些
(5)沉淀对被测离子的吸附能力应略大于对指示剂的吸附能力

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如果教师能引导学生在学习时既归纳共性,又突出个性,就可以使各个知识点不再是孤立的,而是有机地联系起来形成完整的知识面,进而形成清晰的知识框架,这对于学生从整体上把握分析化学的基本原理及培养严谨的逻辑思维大有帮助。

4 事物的普遍联系

唯物辩证法认为,物质世界是普遍联系的统一体,自然界中的一切事物和现象都处在普遍的联系之中。这就要求我们要用联系的观点看问题,坚持思想认识的全面性,反对用孤立的观点看问题,防止思想上的片面性。在分析化学实验中,定量分析过程由试样的采集、试样的分解与制备、样品的预处理、分析测定、分析结果的计算和评价等步骤组成,这些步骤组成一个统一的整体,它们又相互联系,相互依赖,互为存在。

比如,在“重铬酸钾法测定铁矿石中全铁的含量”中[5],要注意以下几点:(1)由于滴定反应是Cr2O72-+ Fe2+ + H+ → Fe3+ + Cr3+ + H2O,铁矿石中既有Fe(Ⅱ),又有Fe(Ⅲ),因此需要在滴定前将所有的Fe(Ⅲ)全部还原成Fe(Ⅱ),可以加入还原剂SnCl2,SnCl2还原Fe(Ⅲ)的反应在室温下速度较慢,为了提高反应速度,SnCl2要趁热滴加。(2)为了使Fe(Ⅲ)全部被还原,SnCl2要适当过量。过量的SnCl2如果不除去,也会与Cr2O72-反应,造成铁含量结果偏高。(3)还原反应完毕后,溶液中的Fe(Ⅱ)在空气中暴露,会被O2氧化,造成铁含量结果偏低。因此,应马上用流水使溶液冷却。(4)立刻加入HgCl2以除去SnCl2,二者发生氧化还原反应(Sn2++ Hg2++Cl- → Sn4+ + Hg2Cl2↓),为了将SnCl2全部除去,HgCl2要过量。(5)迅速加入H2SO4-H3PO4混酸介质,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe(Ⅱ)。如果不加入H3PO4,二苯胺磺酸钠的变色点不在滴定突跃范围以内,滴定误差大于0.1%。加入H3PO4后,Fe3+与HPO42-生成了Fe(HPO4)2-,Fe3+/Fe2+电对的条件电极电势E0’降低,突跃范围增大,二苯胺磺酸钠的变色点就能落在突跃范围以内,终点误差小于0.1%。此外,Fe(HPO4)2-是无色的,消除了Fe3+的黄色对于终点观察的不利影响。

由此可见,在分析过程中每个步骤都可能产生误差,每个步骤的准确度又相互制约,并会对最终分析结果产生直接的影响。为了获得准确的测定结果,在进行各项操作时,都要通观整个分析过程的全局,注意处理好各项操作间的联系和关系。一方面要尽量减少每项操作可能产生的误差,另一方面又避免将各项操作孤立起来,将其从整个分析过程的总联系中割裂开来。

5 理论联系实际

理论联系实际是辩证唯物主义认识论的核心内容,是人类认识或学习活动的基本规律之一,也是教学的基本原则之一。教师在加强理论教学的同时要引导学生认清实践是人们获得真理的重要来源,真理要在实践中进行检验。要求学生在理论与实践的结合中巩固基础知识,掌握基本技能,锻炼运用理论知识解决实际问题的能力,在理论和实践之间架起一座桥梁。

例如,“间接碘量法测定铜合金中铜的含量”就由下述几个步骤组成[1]:(1)试样的分解:用H2O2和HCl分解试样(Cu + H2O2 + HCl → CuCl2 + H2O),样品中的Cu被氧化为Cu2+。(2)过量预氧化剂的去除:为了保证氧化完全,H2O2要适当过量,过量的H2O2如果不除去,也会将I-氧化为I2,造成铜含量偏高。可以利用H2O2受热易分解(H2O2 → H2O + O2↑)的特点将其除去。(3)调节溶液的酸度为pH 3-4:酸度过低,Cu2+易水解,结果偏低;酸度过高,I-被空气氧化为I2 (Cu2+催化此反应)。加入NH4HF2形成HF-F-缓冲溶液(NH4HF2 → NH4F + HF,HF的离解常数pKa = 3.18)。此外,F-可与Fe3+生成FeF63-,降低了Fe3+/Fe2+电对的条件电极电势E0’,削弱了Fe3+的氧化能力,避免了Fe3+将I-氧化为I2 (Fe3+ + I- → Fe2+ + I2)。(4)析出I2的反应:加入过量的KI,与Cu2+反应析出I2,与I2反应生成I3- (Cu2+ + I- → CuI↓ +I3-)。(5)滴定I2:用Na2S2O3标准溶液滴定I2 (I2 +S2O33-→S4O63-+ I-),近终点时溶液呈浅黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至浅蓝色。由于I2与淀粉形成的络合物吸附I2,因此淀粉指示剂在近终点时加入。(6)沉淀的转化:近终点时加入NH4SCN并充分摇动,使CuI转化为更难溶的CuSCN (CuI + SCN- → CuSCN↓ + I-),使CuI吸附的I2释放出来,此时溶液的蓝色会加深,继续用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失即为终点。如果NH4SCN加得过早,SCN-会被I2氧化。此外,SCN-也会被Cu2+氧化(Cu2+ + SCN- + H2O → CuSCN↓ + S2O42- + CN- + H+)。若用纯铜标定Na2S2O3溶液,可以抵消方法的系统误差。

由此可见,在分析化学实验中,每一个操作步骤、每一个要求背后都有其理论基础。如果学生不注意理论联系实际,那么实验过程就会沦为“照方抓药”。教师要求学生“知其然”,更要“知其所以然”,使理论与实践相辅相成、互相促进,只有这样,才能使实验教学成为理论与实践的结合体。

几乎每一个分析化学实验都蕴含着丰富的马克思主义哲学思想,以“络合滴定测定自来水的总硬度”为例,笔者进行了深入的挖掘,详情见表2。笔者在多年的教学工作中注意在分析化学实验教学中渗透马克思主义哲学原理,学生普遍反映这样的教学使学生对相关知识有更深刻的理解和更牢固的掌握,看上去纷繁复杂的知识更系统化、条理化。更重要的是,学生学会了用辩证的思维方式去分析问题,养成了用辩证唯物主义观点指导学习的良好习惯,有利于培养学生确立唯物主义世界观。

表2   “络合滴定测定自来水的总硬度”实验中体现的马克思主义哲学思想

序号 操作步骤 解释说明 体现的哲学思想
1 粗略配制0.02 mol·L-1 EDTA二钠盐溶液,用基准CaCO3进行标定 (1)可用于标定EDTA溶液浓度的基准物质种类很多,本实验之所以选择CaCO3,在NH3-NH4Cl缓冲溶液中,以EBT为指示剂进行标定,主要是考虑到标定过程和测定过程的实验条件尽可能一致,这样可以将方法的系统误差降低到最小 (1)理论联系实际
2 量取100.0 mL自来水置于洁净锥形瓶中,先后加入3 mL三乙醇胺、10 mL NH3-NH4Cl缓冲溶液、1 mL Na2S、2滴EBT指示剂,用EDTA二钠盐标准溶液滴定至溶液由紫红色突变为纯蓝色 (2) EDTA含有4个羧基氧原子及2个氨基氮原子,是一个六齿配位体,配位原子提供的孤电子对进入金属离子提供的空轨道从而形成配位键 (2)对立统一规律的表现
(3)络合滴定测定自来水的总硬度是用EDTA做滴定剂,测定Ca2+和Mg2+的总量,但由于EDTA的络合能力很强,自来水中的微量Fe3+、Al3+等金属离子也会与EDTA反应,并且某些离子会造成EBT的封闭,因此需要加入掩蔽剂以提高EDTA的选择性 (3)事物的两面性
(4)三乙醇胺用来掩蔽Fe3+、Al3+、Ti3+,需要在酸性条件下加入;Na2S用来掩蔽Cu2+、Co2+、Ni2+,需要在碱条件下加入;NH3-NH4Cl缓冲溶液用于提供络合反应需要的弱碱性环境。因此3种试剂的加入顺序是:三乙醇胺,NH3-NH4Cl缓冲溶液,Na2S (4)矛盾的对立统一规律
(5)滴定过程中EDTA与Ca2+、Mg2+的反应为主反应,EDTA的酸效应,Ca2+、Mg2+的水解反应等皆为副反应,为了降低副反应对主反应的影响,需要控制溶液的pH为9-10,可以选择NH3-NH4Cl缓冲溶液 (5)主要矛盾和次要矛盾
(6) EBT与Ca2+、Mg2+形成的络合物显紫红色,EBT在pH为9-10的环境下显纯蓝色,化学计量点附近发生了置换反应(Min + Y = MY + In),因此当溶液由紫红色突变为纯蓝色即为滴定终点 (6)现象和本质
(7)在化学计量点之前、之后,pM的升高均是一个渐变的过程,在化学计量点附近pM发生了突变,外观上则是溶液由紫红色突变为纯蓝色 (7)质量互变规律
(8) EDTA(乙二胺四乙酸)是弱极性分子,25 ℃时在水中的溶解度仅为7 × 10-4 mol·L-1,无法用作滴定剂;若将EDTA制成二钠盐,可以增大极性,将其在水中的溶解度提高至0.3 mol·L-1 (8)内因和外因
(9)与酸碱滴定、氧化还原滴定和沉淀滴定相比,在络合滴定中使用金属指示剂时尤其要注意指示剂的封闭、氧化变质及僵化。EBT是一种偶氮类染料,易被空气氧化,配好的EBT溶液不能久置,使用时要现用现加 (9)共性与个性
3 量取100.0 mL实验用蒸馏水置于洁净锥形瓶中,按照上述的步骤进行空白实验 (10)实验用蒸馏水可能含有微量的Ca2+和Mg2+,如果不做空白实验,可能会造成自来水的总硬度测定结果偏高 (10)事物的普遍联系

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6 结语

俗话说“授人以鱼不如授人以渔”,高校教师在教学过程中不仅要传授专业知识,更重要的是要传授给学生一套正确的思维方法和研究方法,提高学生分析问题和解决问题的能力,这就要求教师必须设法提高学生的哲学素养。分析化学实验蕴含着极其丰富的哲学思想,如果教师注意挖掘其中的哲学素材,并用浅显的哲学观点加以解释说明,对于培养学生形成辩证唯物主义世界观和方法论,促进学生整体思维水平的发展和综合素质的提高大有帮助[6]

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