茶葉中的無機金屬離子種類的探究

陳俊華

通過分析近幾年全國各省高考試卷，我們可以發現越來越多的題目都是從探究身邊物質出發，貼近生活實際，同時側重對實驗的考查。所以在平時的教學中，我們應將課本上的知識與生活實際聯系起來，讓同學們知道學習化學并不只是用于考試，親身感受化學的魅力。化學是以實驗為基礎的學科，如果條件允許，我們應將每個實驗都盡量為同學們演示操作，最好是能讓學生親自動手實踐，培養學生的思維方式和動手觀察能力。

簡單無機離子的檢驗是高中化學學習的重點，高考中幾乎年年都有相應的試題出現，怎樣才能加強學生對實驗的理解？為此筆者在學生學完課本上的基礎知識后開展了一節實驗探究課，并且取得了不錯的效果，愿與同行共勉。

一、實驗目的

探究茶葉中常見無機金屬離子的種類

二、查閱資料

資料一：茶葉屬植物類，為有機體，茶葉中的成分極為豐富， 含有氨基酸、脂肪、糖類、礦物質和維生素等營養成分，還有茶多酚、生物堿、脂多糖等有藥理作用的物質，已經科學驗證的成分就有300多種。茶葉主要由C、H、N和O等元素組成，其中含有Fe、Al、Mg、Na、K等微量金屬元素。

【課堂思考】：哪些方法可以將茶葉中的微量金屬離子從有機物中分離出來呢？

資料二：茶葉需先進行“干灰化”。“干灰化”即將試樣在空氣中置于敞口的坩堝中加熱，把有機物經氧化分解而燒成灰燼。這一方法特別適用于生物和食品的預處理。

三、提出問題并作出假設

【課堂思考】：我們根據資料一和資料二并結合實驗目的可以提出什么問題？從問題出發又能做出哪些假設？

（假設）：①茶葉中含有Mg2+；

②茶葉中含有Al3+；

③茶葉中含有Na+或K+；

④茶葉中含有Fe3+；

⑤茶葉中含有Fe2+；

【課堂思考】：（關于假設⑤）我們的實驗材料是茶葉干灰，那我們還可以檢驗到Fe2+嗎？

四、設計實驗

提示：灰化后，可用酸溶解，若酸溶后有未溶物，則進行過濾，使用濾液進行實驗。

【課堂思考】：我們應該以怎樣的順序對濾液進行操作？或者說，我們應以什么順序驗證已作出的假設？

資料三：灰化后，經酸溶解，再用堿（如NH3H2O），調節溶液pH≤8，使Fe3+和Al3+生成氫氧化物沉淀，過濾。沉淀再用酸（如HCl）溶解，得到Fe3+和Al3+的混合液。

參考順序：1.Na+、K+；2.Fe3+、Al3+；3.Mg2+。

【課堂思考】：1.檢驗Na+、K+需要哪些實驗儀器和藥品？（酒精燈，鉑絲/鐵絲，藍色鈷玻璃片，稀鹽酸）

2.如何分離并檢驗Fe3+、Al3+？

（①操作：向Fe3+和Al3+的混合液中逐滴加入NaOH溶液至過量，過濾，向濾液再逐滴加入鹽酸至過量

現象：有紅褐色沉淀生成，且隨加入溶液的量的增多，沉淀量也增多，后沉淀量又減少至不再發生變化。

②結論：沉淀物為紅褐色Fe（OH）3，從現象上來講已經檢驗出Fe3+，再加酸溶解，得含Fe3+的溶液

③濾液為NaAlO2等，逐滴加入鹽酸，沉淀量增多后又減少，即有Al3+，再加入酸至過量，得含Al3+的溶液。）

3.檢驗Fe3+、Al3+的實驗原理？

Al（OH）3具有兩性，可溶于強堿，Fe3+與OH-結合生成紅褐色沉淀。

4.如何檢驗Mg2+？

加過量NaOH溶液產生白色沉淀，并且沉淀不溶解。

五、進行試驗

為保證課堂進度，可以讓學生分組進行實驗。

六、得出結論并討論分析：茶葉中含有Mg2+、Al3+、Na+、K+、Fe3+等無機金屬離子。

七、課堂總結

八、課后教學反思

此次探究實驗總體來講是比較成功的，唯一的不足是在操作過程中Na+、K+的焰色反應現象不太明顯，需在較暗的環境中觀察。

本實驗旨在提高學生的實驗探究能力，并使學生對“離子檢驗”的原理有更加透徹的理解。在課后與學生的交流中，筆者驚喜的感受到學生對學習化學的興趣有了很大的提高，而且在隨后而來的月考中，關于離子檢驗的題目正答率達到了95%以上。