荊麗田 楊彩霞

（1.蘭州市第四十九中學 甘肅蘭州 730070；2.西北師范大學化學化工學院 甘肅 蘭州 730070）

一、問題的提出

人教版九年級化學（下）“酸和堿的中和反應”課題中，在探究酸和堿是否發(fā)生了反應以及酸和堿反應的實質時，教材編寫的實驗如下：

實驗10-8 如圖所示：在燒杯中加入約5 mL稀氫氧化鈉溶液，滴入幾滴酚酞溶液，用滴管慢慢滴入稀鹽酸，并不斷攪拌溶液，至溶液顏色恰好變?yōu)闊o色為止（圖見課本60頁）。

筆者發(fā)現(xiàn)這個實驗在教學過程并不能很好地輔助教學，課堂實驗演示并沒有達到預期的教學目的。對實驗現(xiàn)象，有些學生認為指示劑遇酸或堿的變化是物理變化，還有學生對實驗結論始終處于困惑之中。

筆者查閱了人教版初中化學課本的其他幾個版本，包括20 世紀80 年代的初級中學化學（全一冊）到2012 版九年級化學（下冊）等教材，［1-3］其中關于酸堿中和反應的實驗，都是用酚酞做指示劑，在氫氧化鈉溶液中滴加鹽酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色，據(jù)此判斷酸和堿發(fā)生了反應。仔細分析，人教版課本編著者在編寫這個實驗的過程中，借鑒了高中酸堿中和滴定實驗的內容。那么，在九年級化學課本中這個實驗的呈現(xiàn)是否符合九年級學生的認知情況呢？教師需從學生的認知能力及酚酞在酸堿反應中的變色原理去分析。

二、酚酞在“酸堿中和反應”實驗中的角色和變色機理

酚酞是二元弱酸的內酯，能夠水解為陰離子（見圖1）。

圖1 酚酞的水解

其水溶液為無色的酸性溶液，在酸性或堿性條件下存在下列平衡（見圖2）。

圖2 酚酞的酸堿平衡

在以酚酞做指示劑的堿性溶液中，由于溶液呈堿性，使得圖2中的平衡向共軛鏈增長的醌式結構移動，因此溶液呈紅色；當加入稀鹽酸時，鹽酸中的氫離子與原平衡體系中的氫氧根離子反應生成水，溶液堿性逐漸減弱，使得圖2中的平衡向共軛鏈縮短的酚式結構移動，溶液呈無色。［4］通過酚酞做指示劑，在酸堿中和反應中不僅證明了酸、堿之間發(fā)生了中和反應，而且可依據(jù)溶液顏色變化來判斷酸、堿中和反應的終點，這即是酚酞在酸堿中和反應中的變色機理。

對高二學生而言，他們已具有初中化學酸堿反應的基礎知識，是在學習了化學平衡以及電離平衡之后進一步學習酸堿中和滴定。學生已經(jīng)建立了化學平衡的概念，并且在課本閱讀材料中，也介紹了酸堿指示劑在酸性及堿性條件下，平衡移動的知識。所以，在高中化學學習階段，學生理解和掌握關于酸堿中和的本質，以及設計用指示劑判斷酸堿中和的滴定終點，相對而言，水到渠成；課本編排的順序是合理的。

三、酚酞在初中化學“酸堿中和反應”實驗中的尷尬角色分析

九年級學生在學習溶液內容時，對于物質的溶解，以及在改變條件時，溶質在飽和溶液中結晶的知識，只有初步的了解，還沒有形成系統(tǒng)的化學平衡思想，也就無法深入理解指示劑在酸堿中和反應中的化學反應機理。筆者也聽過一些老師的公開課，一些老師為了迎合學生自主學習、自主探究的課堂模式，先提出問題：酸和堿會發(fā)生反應嗎？然后讓學生自己設計實驗，學生事先預習了，當然會按課本所設定的實驗來設計。也有些學生有所創(chuàng)新，把課本上的酚酞溶液更改為石蕊試液，或把鹽酸加入到氫氧化鈉溶液中，更改為將氫氧化鈉溶液加入到鹽酸中。最后通過演示實驗或學生實驗，得出了酸和堿確實發(fā)生了反應。但課后問學生為什么這樣設計實驗，學生自己也說不清楚，學生對自己所“設計”的實驗也一知半解，對實驗的結論當然更是稀里糊涂。

也有化學教師在講解“酸堿中和反應”時，常常會設計如下教學過程：先復習回顧已學過的酸和堿的化學性質，接著提出問題：“酸和堿之間是否會發(fā)生反應呢？”，然后做補充演示實驗：在一定量的氫氧化鈉溶液中逐滴加入稀鹽酸溶液；老師又提出問題：“沒有明顯現(xiàn)象，是不是酸和堿之間不發(fā)生反應呢？”“如何設計實驗證明酸和堿之間發(fā)生了反應？”在教師的啟發(fā)和閱讀課本的過程中，學生被動接受了課本上所設計的實驗。老師對實驗現(xiàn)象的分析和講解如下：通過前面的學習，我們知道氫氧化鈉溶液呈堿性，能使酚酞溶液變紅色，在加有酚酞溶液的氫氧化鈉溶液中，逐滴滴加稀鹽酸時，紅色溶液逐漸變?yōu)闊o色。這說明加入一定量的鹽酸后，溶液不呈堿性了，由此證明了鹽酸和氫氧化鈉溶液確實發(fā)生了反應……

對于九年級學生來說，對實驗中酚酞的顏色變化的理解，會出現(xiàn)兩種情況：

一種理解是這個變化是物理變化。雖然老師強調過指示劑遇酸、堿變色的性質屬于酸、堿的化學通性，但由于前面學過的化學變化（反應）都有對應的化學方程式，而老師沒有教過酚酞在此反應中變化的化學方程式，課本上也沒有。這樣在思想上，學生錯誤地把指示劑的變色理解為簡單的物理變化，而且由酚酞在酸堿中和反應過程中的變化所得的實驗現(xiàn)象和結論，似乎更確定了他們理解的“正確性”。這樣錯誤的理解容易形成歪打正著的認知，自然把酚酞在酸堿反應中顏色的變化，認為是酸堿確實發(fā)生反應的證據(jù)。殊不知自己的理解本身是錯誤的。

另一種理解是這個變化是化學變化。酚酞加入氫氧化鈉溶液中變?yōu)榧t色，是由于酚酞與氫氧化鈉反應生成一種紅色的新物質，再在紅色溶液中滴加鹽酸的過程中，溶液逐漸變?yōu)闊o色。這是由于紅色物質與鹽酸反應，生成了無色的另一種新物質。持這種觀點的同學，思維正確了，但困惑也出現(xiàn)了：這明明是兩個不同的化學反應，而不是最后得出的結論——反應只是發(fā)生在酸和堿之間的一個反應，也即是說，老師的演示實驗在他們的理解中，就無法證明氫氧化鈉和鹽酸確實發(fā)生了反應。這會使他們糾結于演示實驗的現(xiàn)象和結論，以至于有些同學對化學實驗的科學性提出質疑。敢于質疑的學生可能會來問老師，老師將會用高中的知識給他們予以解釋，但是，學生依然會一知半解；不善于質疑的學生或許就一直困惑到高中。

因此，人教版九年級課本中利用酚酞做指示劑，證明酸堿中和反應的實驗設計對教學并沒有起應有的輔助作用，酚酞在該實驗中無疑是尷尬的角色。

四、對九年級化學“酸和堿”單元知識編寫的建議

化學研究的對象是物質，對學生而言，學習化學知識就是逐漸認識物質的過程?；瘜W知識的呈現(xiàn)，應該是由淺入深，由表及里，層層遞進，也理應符合學生認知的螺旋式遞進規(guī)律。化學教科書的編纂也應該遵循這樣的規(guī)律。

實驗是化學研究的主要方法，實驗也是學生學習化學、探究物質性質及其變化的非常有效的手段，而化學演示實驗是化學教師教學中不可或缺。在化學學習中通過觀察恰當?shù)幕瘜W演示實驗的現(xiàn)象，學生可以加深對物質變化的認識，增強對化學知識的理解，開拓化學實驗探究的思維。恰當合理的實驗設計能使教師的教學效果達到事半功倍的效果，更重要的是能很好地培養(yǎng)學生科學探究的素養(yǎng)。化學實驗應該在學生已有的知識基礎上進行設計。

筆者在多年的九年級化學教學過程中，嘗試將人教版課本的內容，尤其一些演示實驗進行了整合，現(xiàn)將“酸和堿”單元的內容整合情況列于表1。

從表1中可以看出，筆者把課題二中溶液的酸堿度部分調整到課題一中，設計的實驗也進行了相應的整合。將課題一中溶液的導電性和溶液的酸堿度合并到一個大標題下，并增加了用手持pH計測定溶液酸堿度的實驗。在課題二中把酸堿中和反應的實驗進行了改進，由原來沿用高中酸堿中和滴定實驗的指示劑法，改為利用pH測定法證明酸和堿確實發(fā)生了反應。

整合后的優(yōu)點：課題一中酸的酸性和堿的堿性，以及溶液酸堿性的關系更加清晰，能夠在課題二中水到渠成地用pH測定法，代替指示劑法確定酸堿中和反應的本質。pH測定法是：在稀氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸溶液（當然也可以是在稀鹽酸溶液中滴加稀氫氧化鈉溶液）過程中，通過多次測定溶液的pH，直觀地顯示溶液中氫氧根離子（或氫離子）的變化過程，學生由此清楚地獲得鹽酸和氫氧化鈉確實發(fā)生了反應，并且反應的實質是氫離子和氫氧根離子發(fā)生了反應，生成了水。教師再通過設計動畫模型，使學生形象地獲知酸堿中和反應的實質——氫離子和氫氧根離子結合生成了水。

整合后的教學材料，對學生自主探究酸堿反應實質的學習鋪墊了基礎素材，便于學生有根據(jù)地設計中和反應的驗證實驗。當然這樣的整合也有其弊端，就是課題一的內容過多，教學過程由原來的二到三課時增加到三至四課時，但為了教學效果的優(yōu)化，筆者認為整合是必要的。因為教學過程畢竟是在課程標準的指導下，教師針對學情，對教材、素材再加工、再整合的過程。