分層次引導中學生學習酸和堿

楊曉慧，朱 剛，吳雪梅，何亞萍，金 鑫

(西安文理學院 化學工程學院，陜西 西安 710065)

酸堿化學是化學的重要組成部分。大部分溶液中的化學反應都與酸堿有關。酸堿物質在工農業生產和日常生活中占據著非常重要的地位。在中學階段，酸和堿是化學教學最重要的內容之一，一直是中學教師教學研討的熱點之一。因而，探討關于酸和堿有效的教學方法非常必要和重要。本文從酸堿概念、酸堿理論和酸堿強度衡量幾個方面出發探討如何分層次引導中學生進行酸和堿的學習。

1 酸堿概念

提到酸和堿，學生能夠立刻想到HCl、H2SO4、H2CO3和NaOH、Ca(OH)2、KOH等常見的酸堿物質。那么，什么是酸和堿呢？在初中化學教材中，并未見到明確的定義[1]。在高一化學教材中，酸的定義是電離時生成的陽離子全部是H+的化合物[2]。未給出堿的定義，要求學生自己總結。通過類比引導，學生能夠對堿進行正確的定義。堿是電離時生成的陰離子全部是OH-的化合物。

2 酸堿理論

上述酸和堿的概念是阿侖尼烏斯(S.Arrhenius)提出的水-離子理論中酸和堿的定義。該理論認為，酸堿中和反應的實質就是H+和OH-結合生成H2O的過程。酸堿的相對強度可以根據它們在水溶液中解離出H+或OH-程度的大小來衡量[3]。該理論簡潔明了，學生容易學習和接受。

3 酸堿強度衡量

對于酸堿強度的衡量，可以分為定性、半定量和定量三種情況，明確的問題是溶液是酸性還是堿性及其強弱、溶液中H+或OH-的濃度范圍、H+或OH-的準確濃度。需要的測量材料或工具分別是酸堿指示劑(如石蕊、甲基橙和酚酞)、pH試紙(廣泛或精密)和酸度計，相應的確定方法依次是觀察溶液顏色變化、比照試紙讀數范圍和讀取溶液pH數值。根據不同的要求，選擇不同的方法進行相應測量。

4 分層次引導

中學化學關于酸堿的教學立足于水-離子理論。由于水是最大量、最易獲得的溶劑，因而該理論有廣泛的應用。但是，該理論只適用于水溶液而不能說明發生在非水溶劑中的酸堿反應，更無法闡明根本不存在溶劑的酸堿反應體系[4]。

在教學過程中，學生可能有很多疑問。如，HCl(g)和NH3(g)之間的反應是酸堿反應嗎？由于該反應是氣相反應，不能用水-離子理論進行解釋，學生也就無法判斷。該反應可以用布朗斯特(J.N.Br?nsted)和勞里(T.M.Lowry)提出的質子酸堿理論解釋。HCl可以提供H+，是酸；NH3可以接受H+，是堿。所以，HCl(g)和NH3(g)之間的反應是酸堿反應。再如，BaO、SO2是酸堿物質嗎？根據水-離子理論，BaO、SO2不是酸堿物質。但是，根據魯克斯(Lux)酸堿理論，BaO是堿(O2-給予體)、SO2是酸(O2-接受體)。

看到比色卡時，學生可能會問：為什么讀數范圍是1～14？對于H+或OH-濃度更大的溶液還能用pH試紙測量嗎？當H+或OH-的濃度大于1 mol/L時，pH的概念不再適用。pH的概念適用于稀水溶液。那么，在純酸溶液、濃水溶液中如何表示酸的強度呢？哈米特(L.P.Hammett)提出了用酸度函數H0來描述酸的強度。H0越小，酸度越大；H0越大，堿性越強。與pH表示酸堿性強弱的變化一致。H0是pH的擴展，是更一般的pH。清楚了酸度函數H0的意義，學生對酸強度衡量的理解就更加深刻。

在教學過程中，教師以水-離子理論為重點，講授酸堿概念、酸堿反應、酸堿強度比較等問題，這是主要教學內容和第一層次的教學。此外，教師可以提出水-離子理論范圍以外的酸堿問題讓學生思考、討論并交流匯報，這是更高層次的教學。這樣做不但可以激發學生的好奇心和學習熱情，更重要的是可以讓學生體會到人們對于酸堿的認識經歷了由淺入深、從低級

到高級、由感性到理性、從定性到定量的發展過程。酸堿理論有多種，產生背景和應用范圍有所不同。在學習過程中，學生可能會提出教材內容之外的酸堿問題。這時，教師要做好引導并和學生共同解決問題以使學生獲得成就感，學生也會感受到探索學習的興趣和快樂，從而產生更大的學習動力。

在不同的學校、不同的班級，學生的學習狀況可能差別很大。在教學中，要做到因材施教、有的放矢，必須充分了解學情。在課堂上，要做到收放自如，備課必須充分，要留有可擴展和可提升的余地，以便更好地引導、啟發學生和解答學生的疑問。所以，備好分層次教學的課非常重要和必要。