在學(xué)習(xí)“探索堿的性質(zhì)”一節(jié)內(nèi)容時,講到氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng)無現(xiàn)象,用什么辦法能夠知道氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)有沒有進(jìn)行或是進(jìn)行到什么程度時,我們常選用指示劑來判斷。當(dāng)向盛有3毫升氫氧化鈉溶液的試管里滴加酚酞試液后:
教師:“溶液顯什么顏色呢?”
學(xué)生:“顯紅色?!?br/> 教師:“為什么顯紅色?”
學(xué)生:“因為氫氧化鈉溶液是堿性溶液?!?br/> “對?!苯處熆隙藢W(xué)生的答案,準(zhǔn)備向試管里逐滴加入稀鹽酸,但眨眼之間,試管中的紅色消失了。學(xué)生對此不解“為什么還沒加鹽酸,變紅的溶液就褪色了呢?”面對這異?,F(xiàn)象,我感到很突然,缺乏足夠的心理準(zhǔn)備。我隨便解釋了一下就繼續(xù)上課了。下課后我也沒有給予足夠的重視。沒想到接下來又碰到了這樣一道題:甲、乙、丙、丁四位同學(xué)在探究堿溶液與酚酞作用的實驗時,發(fā)現(xiàn)了一個意外現(xiàn)象:氫氧化鈉溶液滴入酚酞試液,溶液變成了紅色,可是過了一會兒紅色就消失了。這是什么原因呢?他們依據(jù)所學(xué)的科學(xué)知識,分別對這種意外現(xiàn)象的成因作了如下猜想:
甲:可能是酚酞變質(zhì)造成的。
乙:可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)的緣故。
丙:可能是酚酞與空氣中的氧氣反應(yīng),使紅色消失。
?。嚎赡芘c氫氧化鈉溶液的濃度大小有關(guān)。
?。?)甲同學(xué)剛提出自己的猜想,就遭到其余三位同學(xué)的否定,三位同學(xué)的理由是____________。
?。?)丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的猜想也不正確,他的理由是______。
?。?)四位同學(xué)討論后認(rèn)為要驗證丙同學(xué)的猜想,還需做如下實驗,你知道其實驗?zāi)康膯幔?br/> 通過以上實驗,四位同學(xué)觀察到的現(xiàn)象是:溶液先變成紅色,過了一會兒紅色仍消失。
?。?)若丁同學(xué)的猜想正確,大家能設(shè)計實驗證明嗎?
這說明紅色真的會褪色,但題目沒給出答案。我開始思考這里面真正的原因。
為了深入的探究這個問題,培養(yǎng)學(xué)生的探究意識,我專門就這個問題組織學(xué)生進(jìn)行了如下探究活動。
一、根據(jù)實驗異常確定研究課題
教師由以上現(xiàn)象確定“酚酞滴入氫氧化鈉溶液,紅色為什么會消失?”的研究課題。
二、提出猜想和假設(shè)
通過分組討論,教師和學(xué)生之間,學(xué)生和學(xué)生之間建立平等合作關(guān)系,就此實驗異?,F(xiàn)象,提出如下猜想:
猜想1:有可能是空氣中的氧氣使溶液褪色。
猜想2:可能是酚酞變質(zhì)造成的。
猜想3:可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng)的緣故。
猜想4:可能是受氫氧化鈉溶液濃度的影響。
猜想5:可能跟溶液的濃度有關(guān)。
猜想6:……
三、設(shè)計實驗方案
教師抓住學(xué)生發(fā)散思維的契機(jī),調(diào)動學(xué)生的積極性,通過小組的合作交流,由學(xué)生根據(jù)自己的合理猜想,提出設(shè)計方案,驗證假設(shè)。
方案1:向滴有酚酞的氫氧化鈉溶液中通入氧氣。
方案2:如果酚酞變質(zhì),則氫氧化鈉溶液一開始就不會變色,所以猜想2錯誤。
方案3:如果氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng),則生成物是碳酸鈉,而碳酸鈉溶液也是顯堿性,也會使酚酞試液顯紅色。所以猜想3也是錯誤的。
方案4:用不同濃度的氫氧化鈉溶液做對比實驗。
方案5:用不同溫度的氫氧化鈉溶液做對比實驗。
教師因勢利導(dǎo),讓學(xué)生對提出的各種方案的可行性、科學(xué)性、安全性等方面加以評價,最終敲定實驗方案。
四、課堂上師生共同進(jìn)行研究性實驗并加以驗證,得出結(jié)論
實驗1:往試管中加入稀氫氧化鈉溶液3毫升,滴加2滴酚酞試液,然后用二氧化錳催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣并通入紅色溶液中。觀察到溶液的紅色長時間不褪色。
結(jié)論:空氣中的氧氣不影響顏色的變化。
實驗2:向等體積的濃度不同的氫氧化鈉溶液滴加酚酞試液。
實驗3:向不同溫度的稀氫氧化鈉溶液中滴入酚酞試液,觀察溶液顏色的變化。溶液中的顏色不變化。
結(jié)論:溫度不影響溶液顏色的變化。
通過上述一系列“發(fā)現(xiàn)問題→作出猜想、設(shè)計方案→實驗驗證→處理結(jié)果”的科學(xué)研究過程,教師和學(xué)生完成了要探究的問題,對課本知識進(jìn)行了升華和延伸。
在本次研究中,教師對學(xué)生提出的問題一開始采取回避的態(tài)度,也沒有認(rèn)真思考,這是極不可取的做法。好在遇到類似問題時能及時醒悟,并能通過恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ龑?dǎo)學(xué)生思考為什么會出現(xiàn)異常的情況,根據(jù)學(xué)情進(jìn)行探究,放手讓學(xué)生唱主角,引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、爭議,鼓勵學(xué)生探索并最終解決問題。結(jié)論出來后就有學(xué)生明白實驗1為什么要用稀氫氧化鈉溶液。這樣的課堂也許要花上一兩節(jié)課或是更長的時間,但學(xué)生的實驗研究意識在不知不覺中培養(yǎng)了。師生、生生、人與情境的多向互動,激發(fā)出教育智慧的火花。
知識鏈接:酚酞是一種弱有機(jī)酸,在pH<8.2的溶液里為無色的內(nèi)脂式結(jié)構(gòu),當(dāng)pH>8.2時為紅色的醌式結(jié)構(gòu)。酚酞的醌式或醌式鹽酸,在堿性介質(zhì)中很不穩(wěn)定,它會慢慢地轉(zhuǎn)化成羧酸鹽式;遇到較濃的堿液,會立即轉(zhuǎn)變成無色的羧酸鹽式。所以,酚酞試劑滴入濃堿液時,酚酞開始變紅,很快紅色褪去變成無色。從實驗得出在2 mol/L的NaOH溶液中加入酚酞,生成的紅色在1 min之內(nèi)消失;只要NaOH溶液濃度大于0.25 mol/L(pH約為13.3),酚酞的紅色都不穩(wěn)定,極易進(jìn)一步生成無色的三鈉鹽而使紅色減褪或消失。實驗證明,只有當(dāng)NaOH溶液濃度小于0.1 mol/L(遠(yuǎn)小于2.0 mol/L),即溶液pH小于13時,生成的紅色酚酞才是穩(wěn)定的。
?。ㄗ髡邌挝?浙江省湖州市德清縣三合中心學(xué)校)