化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革建議之六

宋心琦

摘要：分析了溶液酸堿性的檢驗(yàn)和酸堿的化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn)，并提出了具體的教學(xué)建議。認(rèn)為通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生體會(huì)到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，認(rèn)識(shí)到在相同條件下對(duì)客觀事物的描述不應(yīng)因地和因人而異的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。

關(guān)鍵詞：溶液酸堿性；酸堿的化學(xué)性質(zhì)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

文章編號(hào)：1005-6629（2013）5-0003-02 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

也許和化學(xué)始于人們?cè)趯?duì)最鄰近或最關(guān)注的物質(zhì)進(jìn)行識(shí)別和應(yīng)用時(shí)，經(jīng)常用直接感知到的顏色、氣味、硬度等方面的信息作為物質(zhì)的物理性質(zhì)來(lái)描述有關(guān)，這個(gè)傳統(tǒng)至今仍然見(jiàn)之于化學(xué)文獻(xiàn)和教材之中。雖然人們的感官對(duì)同一客觀事物的感受大體相同，但是這類(lèi)描述存在著因個(gè)體之間存在差別帶來(lái)的不確定性卻是不可諱言的事實(shí)。對(duì)事物的定性描述往往會(huì)出現(xiàn)因人而異的情況，這是實(shí)驗(yàn)者對(duì)觀察結(jié)果的描述帶有主觀性的原因，因而缺乏科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論所要求的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。故而設(shè)定客觀標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范測(cè)試方法等措施，便成了科學(xué)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中必不可少的基礎(chǔ)工作。pH概念的提出和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法的確定，就屬于這類(lèi)工作。自此溶液的酸堿性的測(cè)定結(jié)果，不再受到實(shí)驗(yàn)者的主觀差異的影響。所以在進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，不應(yīng)當(dāng)把實(shí)驗(yàn)的目的僅僅局限于學(xué)會(huì)使用pH試紙和通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)定對(duì)象-的酸堿性留下大致的印象。從主觀地感知到客觀地測(cè)定，不僅應(yīng)當(dāng)看成是一個(gè)由定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎康倪^(guò)程，應(yīng)該幫助學(xué)生體會(huì)到這是科學(xué)技術(shù)發(fā)展本身的需要，在相同條件下對(duì)客觀事物的描述不應(yīng)因地和因人而異，是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性的體現(xiàn)。故而溶液酸堿性測(cè)定實(shí)驗(yàn)可以作為情感態(tài)度價(jià)值觀教育的素材之一。

pH試紙的出現(xiàn)，有兩個(gè)前提條件。一個(gè)是pH概念和pH標(biāo)準(zhǔn)的確定，另一個(gè)是化學(xué)家發(fā)現(xiàn)自然界存在著能夠通過(guò)變色顯示溶液酸堿性的物質(zhì)，并由此合成了大量變色范圍確定、靈敏度較高的化學(xué)物質(zhì)，即化學(xué)指示劑。單一指示劑如酚酞、甲基橙等的應(yīng)用，只能局限于某個(gè)pH范圍。為了提供一種使用方便，能夠適應(yīng)廣范圍pH測(cè)定的需要，促成了由多種指示劑混合而成的廣范圍pH指示劑和廣范圍pH試紙的問(wèn)世。這里體現(xiàn)了在混合物中，各組分的化學(xué)性質(zhì)雖然保持不變，但是混合物卻有了單一組分所不具有的新性質(zhì)的特點(diǎn)。它有助于初學(xué)者進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到機(jī)械混合也可以獲得單一組分所不具有的新性質(zhì)（這是人們?cè)趯?duì)物質(zhì)進(jìn)行改性時(shí)最常用的方案）。通過(guò)列舉和交流生活中熟悉的混合物體系（包括各種復(fù)方藥劑、食品、飲料、建材、涂料、煙花等）有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)混合物和純凈物的差別和關(guān)系。

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關(guān)于檢驗(yàn)溶液酸堿性實(shí)驗(yàn)的建議

（1）實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的有兩個(gè)方面，一個(gè)是學(xué)習(xí)pH概念和學(xué)會(huì)使用pH試紙。另一個(gè)是通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)象的測(cè)定，對(duì)它們?cè)谒斜憩F(xiàn)出來(lái)的酸堿性有所了解。為此課標(biāo)鼓勵(lì)盡可能選擇與環(huán)境和實(shí)際生活密切相關(guān)的對(duì)象（如雨水、自來(lái)水、淘米水、發(fā)酵后的或酸敗后的食物、唾液、汗液、洗發(fā)水等等）作為實(shí)驗(yàn)的試樣?？梢杂蓪W(xué)生自主選定后，分組進(jìn)行，并整合為一項(xiàng)探究性活動(dòng)。

（2）作為探究性活動(dòng)，必須確定探究目標(biāo)、探究方法和取樣方法。要保持足夠的樣本數(shù)和學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理方法（利用計(jì)算器就可以完成）。

（3）雖然pH測(cè)定是一項(xiàng)極其簡(jiǎn)單的操作，由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的復(fù)雜多樣，實(shí)際上隱含著不安全因素，教師應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案，及時(shí)提醒學(xué)生采取必要的安全措施。

（4）這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象較多，但是內(nèi)容卻偏少。建議和酸、堿的化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)合并，以保證探究酸、堿的化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)有比較充裕的時(shí)間。

2關(guān)于探究酸、堿化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的建議

（1）實(shí)驗(yàn)體系的特點(diǎn)：這是以探究某種酸或堿的主要化學(xué)性質(zhì)為目標(biāo)的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)，也是和傳統(tǒng)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本相同的一類(lèi)實(shí)驗(yàn)。溶液酸堿性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)象基本上都是呈酸性或堿性的稀溶液，這個(gè)實(shí)驗(yàn)用到的酸和堿雖然也是酸堿的稀溶液，但是為了探究它們的化學(xué)性質(zhì)，順利地觀察到它們的化學(xué)變化和主要產(chǎn)物，不僅要用化學(xué)試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而且所用試劑的濃度大都超出了用pH試紙測(cè)定的范圍。無(wú)必要進(jìn)行逐個(gè)pH測(cè)定。應(yīng)當(dāng)以某些金屬及其氧化物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，著重探究酸和堿的化學(xué)性質(zhì)。如果選擇的探究對(duì)象較多，做起來(lái)會(huì)比較費(fèi)時(shí)（需要多次重復(fù)洗滌試管，選取試樣、加入酸或堿溶液、振蕩或加熱、觀察并記錄等）。和溶液酸堿性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)合并后在時(shí)間上可以充裕些。

（2）為了形成對(duì)照，實(shí)驗(yàn)探究對(duì)象最好相同或大致相同。即用來(lái)和每種酸或堿作用的物質(zhì)基本相同。這種做法容易對(duì)所用酸或堿的化學(xué)性質(zhì)形成比較深刻的印象。

（3）如果條件許可，建議允許學(xué)生選擇一些日常物品，如紙張、棉布、化纖織物、木屑、塑料等物，觀察它們?cè)谒峄驂A液作用下的變化，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以利用點(diǎn)滴板來(lái)進(jìn)行。還可以對(duì)有明顯侵蝕作用的試樣，探究酸堿濃度的影響。以強(qiáng)化濃度可以影響物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)。用以擴(kuò)展對(duì)常用酸堿的了解，有助于提高在使用酸堿時(shí)的安全意識(shí)。

（4）作為化學(xué)試劑的酸和堿，大都具有較強(qiáng)的腐蝕性，亦即存在潛在的不安全隱患。建議對(duì)于在評(píng)價(jià)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把安全意識(shí)和措施作為一個(gè)重要內(nèi)容。

3 其他

初中化學(xué)的酸堿鹽教學(xué)中，一般只注意酸和堿，鹽則以介紹組成特點(diǎn)和化學(xué)式寫(xiě)法為主，顯得平淡而無(wú)味。其實(shí)鹽在化學(xué)中和生活生產(chǎn)中都非常重要。對(duì)化學(xué)視野的形成很有幫助。

作為酸和金屬的反應(yīng)產(chǎn)物以及酸堿中和的產(chǎn)物（此外，還有金屬和鹽之間置換反應(yīng)產(chǎn)物等），鹽的種類(lèi)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)酸和堿。僅就中和反應(yīng)而言，由n種酸和m種堿生成的鹽理論上至少可以達(dá)到n×m種，如果包括酸式鹽和堿式鹽，數(shù)目就更多了。所以化合物中，鹽的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)酸和堿。例如工業(yè)上普遍應(yīng)用的酸和堿的種類(lèi)屈指可數(shù)，而鹽類(lèi)則不可勝數(shù)。

以外，鹽通常比酸或堿穩(wěn)定，大多數(shù)可以晶體形式存在。易于提純，也便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸和計(jì)量。這是藥劑、食品添加劑等商品經(jīng)常采取鹽的形式的原因之一。