唐進雄　王雪

摘 要：在初中化學實驗教學中，充分調動學生的積極性、激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的實踐能力，是值得教師關注的.因此，文章以探究石蕊在酸堿性溶液中的顯色反應的可逆性為切入點，讓每一位學生都參與到實驗中，鍛煉學生的動手能力和觀察能力，鼓勵學生去發(fā)現(xiàn)、思考、解決問題，幫助學生探究能力和綜合素養(yǎng)的提升.

關鍵詞：實踐能力；石蕊；顯色反應；初中化學

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2023）29-0122-03

收稿日期：2023-07-15

作者簡介：唐進雄，男，本科，中學教師，從事初中化學教學研究；

王雪，女，本科，中學教師，從事初中化學教學研究.

化學是一門以實驗為基礎的學科，初中化學更是注重實踐性和理論性相結合^[1].在初中化學課堂教學中，需要設計能夠引導以學生為主體參與的自主學習任務，通過引導學生思考問題，調動學生積極性，培養(yǎng)學生的動手實踐能力.培養(yǎng)學生的實踐能力，可以引發(fā)學生在學習中思考，從而多維度、多層次、全面深入地分析事物，進而對以后的學習建立良好的學習習慣.

在中學化學教學中，教師講到關于石蕊的顯色反應的記憶口訣有“酸石紅，堿石藍”.顯然，這個口訣能夠有效地幫助學生記住石蕊在酸堿溶液中的顯色反應.然而，當石蕊在酸性溶液中發(fā)生顯色反應后，通過調節(jié)溶液pH，石蕊的顯色性是否能夠具有可逆性？經過查閱資料，該問題的相關探究比較少.基于此，筆者以石蕊顯色反應的可逆性探究為實驗切入點，該實驗不僅有利于學生更進一步了解石蕊指示劑，并且有效提升學生的探究能力，加深學生對課堂基礎知識的理解.

1 學生實踐能力培養(yǎng)的重要意義

1.1 激發(fā)學生學習動力

在實驗教學開始前，學生根據化學實驗要求，查閱相關文獻，準備相關實驗設備，并根據實驗室條件設計實驗方案.在這個過程中，學生的主動性被充分調動起來，能在實驗過程中近距離觀察實驗現(xiàn)象.通過觀察化學現(xiàn)象，可以引起學生探究的興趣.透過實驗現(xiàn)象，總結實驗背后所包含的化學規(guī)律，了解物質的性質特征，真正達到掌握知識點的目的.

要想引導學生認識真實的化學世界，教師可以通過設計適當?shù)奶骄繉嶒?，引導學生像“科研工作者”一樣去發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并解決問題.學生在經歷實驗推理分析的過程，不斷強化化學知識點的學習.學生在化學實驗操作中發(fā)現(xiàn)問題、提出觀點，并且通過搜集和分析實驗數(shù)據證據，逐漸形成善于分析問題、總結知識點等主動學習能力.

1.2 鍛煉學生動手能力

一堂由學生親自操作的實驗課，往往可以為學生的動手操作提供空間與機會.在實驗開始前，教師可以引導學生思考、總結實驗中應該注意的操作規(guī)則.實驗中，教師應當注意學生的操作是否規(guī)范，讓每一位學生參與到實驗中去，真正地動手操作，充分發(fā)揮學生的動手實踐能力.

另外一方面，化學實驗的完成，通常需要幾個同學團結協(xié)作，大家相互配合才能完成.顯然，學生不僅需要遵守相應的規(guī)則來進行化學實驗，提高學生的規(guī)范性，強化自身的動手能力.同時，通過合作使實驗最終實現(xiàn)成功，也會加深學生對實驗的整體理解，讓學生的團隊合作意識和團隊協(xié)作能力得到有效提升.值得注意的是，在實驗過程中，教師應當引導學生注意觀察實驗，注意實驗安全，留意實驗中存在的安全隱患，避免操作不當而發(fā)生安全問題，避免造成安全事故.

1.3 培養(yǎng)學生獨立思考能力

素質教育理念中，一個重要的要求就是要培養(yǎng)學生的獨立思考能力.在化學實驗教學過程中，教師需要善于巧設問題，讓學生積極思考和分析.一次實驗操作的結束，并不意味著知識點的學習結束.作為教師，應當給學生創(chuàng)造一個自由發(fā)揮的空間，提供學生積極思考的空間.

實驗過程中，教師引導學生如何去優(yōu)化實驗，實驗結束后，教師引導學生總結實驗中存在的不足之處，思考以后應該如何去改進實驗，如何將此次實驗的思維舉一反三地應用到其他實驗教學中.也可以讓學生在課堂上，給其他同學講解自己在實驗中的心得體會.這樣充分讓學生參與的教學活動，學生就會樂于思考，鍛煉自己的獨立思考能力，不斷開拓和發(fā)展創(chuàng)造性思維.

2 教學開展

2.1 實驗部分

2.1.1 石蕊顯色原理

石蕊（litmus）是一種藍色色素，它可從多種地衣類植物中提取得到.石蕊的變色范圍是4.5～8.3，顏色變化不是特別明顯^[2].石蕊的變色原理是，在酸堿溶液的不同作用下，發(fā)生共軛結構的改變，從而使溶液出現(xiàn)不同顏色.通常用HIn表示其組成，具體原理可以表示為：HInH++In-，其中酸式為紅色，堿式為藍色.因此，在酸性溶液中，主要以紅色的酸式分子形式存在；在堿性溶液中，主要以藍色的堿式離子形式存在^[3].

2.1.2 實驗準備

為了激發(fā)學生的學習興趣，此次實驗每一位學生都可以參與到實驗中.例如，初三（1）班總共36人，可以分為3大組，每組12人.3個大組同時平行進行相同的實驗，每個大組分別觀察、記錄實驗結果.在前期實驗準備過程中，12人的大組又可以分為3個小組，分別負責配制石蕊試液、鹽酸（HCl）溶液和氫氧化鈉（NaOH）溶液.各小組具體實驗任務分配如下：

【第1小組負責石蕊試液的配制】

關于石蕊試液的配制，本實驗選擇一種比較容易操作的方法進行.取1 g石蕊固體粉末分散于100 mL酒精中并煮沸，然后過濾得到濾渣，再在濾渣中加入100 mL蒸餾水攪拌5 min后靜置15 min，再過濾得到濾液，即可得到石蕊試液.

【第2小組負責鹽酸溶液的配制】

首先用量筒量取蒸餾水200 mL倒入容積為500 mL的燒杯中，隨后用量筒量取質量分數(shù)為37%的濃HCl 4.1 mL，倒入盛有蒸餾水的燒杯，并用玻璃棒攪拌均勻.待稀釋的HCl溶液冷卻后，將其沿玻璃棒注入到500 mL的容量瓶中.將上述燒杯和玻璃棒用蒸餾水潤洗2～3次，并將潤洗液轉移到容量瓶中.用洗瓶往容量瓶中緩慢加入蒸餾水至液面接近刻度1～2 cm處，改用膠頭滴管滴加蒸餾水，使溶液凹液面最低處恰好與刻度線相切.最后塞好塞子，上下顛倒搖勻，貼上標簽.

【第3小組負責氫氧化鈉溶液的配制】

首先稱取2 g NaOH固體，用適量蒸餾水溶于燒杯中，并用玻璃棒攪拌均勻.待稀釋的NaOH溶液冷卻后，將其沿玻璃棒注入到500 mL的容量瓶中.將上述燒杯和玻璃棒用蒸餾水潤洗2～3次，并將潤洗液轉移到容量瓶中.用洗瓶往容量瓶中緩慢加入蒸餾水至液面接近刻度1～2 cm處，改用膠頭滴管滴加蒸餾水，使溶液凹液面最低處恰好與刻度線相切.最后塞好塞子，上下顛倒搖勻，貼上標簽.

2.1.3 可逆性探究

前期實驗準備好三種溶液之后，就可以進行石蕊的可逆性探究，這個時候3個小組的學生應當相互配合，充分調動團隊合作能力，具體操作如下：

【由中性到酸性的顯色反應】

在盛有100 mL蒸餾水的燒杯中，加入2 mL石蕊試液，用0.1 mol/L的HCl溶液將pH=7調節(jié)至pH=2，在中間過程中測量pH并取樣拍攝溶液的顏色.

【由酸性到堿性的顯色反應】

在上述溶液的基礎上，用0.1 mol/L的NaOH溶液，將pH=2調節(jié)至pH=10，在中間過程中測量pH并取樣拍攝溶液的顏色.

【由堿性到酸性的顯色反應】

在上述溶液的基礎上，用0.1 mol/L的HCl溶液將pH=10調節(jié)至pH=6，最后測量pH并取樣拍攝溶液的顏色.

2.1.4 實驗說明

（1） 鑒于實驗操作的可行性，本實驗用pH試紙大致測量溶液的pH.

（2） 本實驗用0.1 mol/L的HCl溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液進行pH調節(jié)，學生應注意操作規(guī)范，避免實驗中出現(xiàn)失誤.

（3） 本實驗是在燒杯中進行pH調節(jié)和顯色反應，然后取20 mL在小試劑瓶中拍照，得到光學照片.值得注意的是，對于酸堿指示劑的顏色變化，觀察者不同，差別明顯.此外，它與離子強度、溶液溫度、環(huán)境光線等因素有關^[4].

2.2 結果與討論

2.2.1 石蕊在由中性到酸性的溶液中的顯色反應

在盛有100 mL蒸餾水的燒杯中，加入2 mL石蕊試液，此時溶液的pH=7，其顏色為紫色石蕊的原有顏色，即紫色.當用0.1 mol/L的HCl溶液緩慢將溶液的pH從7調節(jié)至2，溶液顏色隨著pH的降低逐漸由紫色向紫紅色轉變，隨后由紫紅色向紅色轉變.然而，當繼續(xù)向溶液中加入稀HCl溶液，溶液的pH有所降低，但是溶液的顏色不再變化，一直保持紅色.即使溶液pH=2，溶液顏色依然沒有加深或者出現(xiàn)其他顏色.這一現(xiàn)象可以說明石蕊在酸性溶液中的變色pH范圍約為

5.0～7.0.

2.2.2 石蕊在由酸性到堿性的溶液中的顯色反應

溶液pH=2，溶液顏色為紅色.當用0.1 mol/L的NaOH溶液緩慢將溶液的pH從2調節(jié)至8，溶液顏色隨著pH的增加逐漸由紅色向紫色，最后向藍色轉變.當繼續(xù)向溶液中加入稀NaOH溶液，溶液的pH有所增加，但是溶液的顏色不再變化，一直保持藍色.這一現(xiàn)象可以說明石蕊在堿性溶液中的變色pH范圍是7.0～8.0.至此，本實驗可以說明石蕊由酸性溶液到堿性溶液的顯色反應是可逆的.此外，還觀察到石蕊在堿性溶液中的顯色反應不明顯.

2.2.3 石蕊在由堿性到酸性的溶液中的顯色反應

為了探索石蕊由堿性溶液到酸性溶液的顯色反應是否可逆，繼續(xù)向溶液中加入稀HCl溶液，溶液的pH從10調節(jié)至6，即從堿性調節(jié)至酸性.溶液的顏色從藍色向紫紅色轉變.這一現(xiàn)象可以說明石蕊由堿性溶液到酸性溶液的顯色反應也是可逆的.

通過以上三組實驗不難發(fā)現(xiàn)，石蕊在酸性溶液中呈現(xiàn)紅色，在堿性溶液中呈現(xiàn)藍色.但是，石蕊的顯色范圍有限，其肉眼可以辨別的變色范圍約為

5.0～8.0.值得注意的是，隨著溶液pH由中性→酸性→堿性→酸性，溶液的顏色由紫色→紅色→藍色→紅色變化，這說明石蕊顯色反應是可逆的.

2.3 實驗結論

根據以上實驗設計及相應實驗結果，可以得出這樣的結論：石蕊在酸堿性溶液中的顯色反應具有可逆性.

參考文獻：

[1] 鄧建雷.發(fā)揮化學實驗作用促進初中高效化學課堂的建設 [J].數(shù)理化解題研究，2022（8）：131-133.

[2] 周公度.化學辭典[M].北京：化學工業(yè)出版社，1991：581.

[3] 東北師范大學，華南師范大學等.有機化學：第3版[M].北京：高等教育出版社，1993：290.

[4] J.A.迪安.蘭氏化學手冊[M].北京：科學出版社，1991：5-127.

[責任編輯：季春陽]