分层次引导中学生学习酸和碱

杨晓慧，朱 刚，吴雪梅，何亚萍，金 鑫

(西安文理学院 化学工程学院，陕西 西安 710065)

酸碱化学是化学的重要组成部分。大部分溶液中的化学反应都与酸碱有关。酸碱物质在工农业生产和日常生活中占据着非常重要的地位。在中学阶段，酸和碱是化学教学最重要的内容之一，一直是中学教师教学研讨的热点之一。因而，探讨关于酸和碱有效的教学方法非常必要和重要。本文从酸碱概念、酸碱理论和酸碱强度衡量几个方面出发探讨如何分层次引导中学生进行酸和碱的学习。

1 酸碱概念

提到酸和碱，学生能够立刻想到HCl、H2SO4、H2CO3和NaOH、Ca(OH)2、KOH等常见的酸碱物质。那么，什么是酸和碱呢？在初中化学教材中，并未见到明确的定义[1]。在高一化学教材中，酸的定义是电离时生成的阳离子全部是H+的化合物[2]。未给出碱的定义，要求学生自己总结。通过类比引导，学生能够对碱进行正确的定义。碱是电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物。

2 酸碱理论

上述酸和碱的概念是阿仑尼乌斯(S.Arrhenius)提出的水-离子理论中酸和碱的定义。该理论认为，酸碱中和反应的实质就是H+和OH-结合生成H2O的过程。酸碱的相对强度可以根据它们在水溶液中解离出H+或OH-程度的大小来衡量[3]。该理论简洁明了，学生容易学习和接受。

3 酸碱强度衡量

对于酸碱强度的衡量，可以分为定性、半定量和定量三种情况，明确的问题是溶液是酸性还是碱性及其强弱、溶液中H+或OH-的浓度范围、H+或OH-的准确浓度。需要的测量材料或工具分别是酸碱指示剂(如石蕊、甲基橙和酚酞)、pH试纸(广泛或精密)和酸度计，相应的确定方法依次是观察溶液颜色变化、比照试纸读数范围和读取溶液pH数值。根据不同的要求，选择不同的方法进行相应测量。

4 分层次引导

中学化学关于酸碱的教学立足于水-离子理论。由于水是最大量、最易获得的溶剂，因而该理论有广泛的应用。但是，该理论只适用于水溶液而不能说明发生在非水溶剂中的酸碱反应，更无法阐明根本不存在溶剂的酸碱反应体系[4]。

在教学过程中，学生可能有很多疑问。如，HCl(g)和NH3(g)之间的反应是酸碱反应吗？由于该反应是气相反应，不能用水-离子理论进行解释，学生也就无法判断。该反应可以用布朗斯特(J.N.Brønsted)和劳里(T.M.Lowry)提出的质子酸碱理论解释。HCl可以提供H+，是酸；NH3可以接受H+，是碱。所以，HCl(g)和NH3(g)之间的反应是酸碱反应。再如，BaO、SO2是酸碱物质吗？根据水-离子理论，BaO、SO2不是酸碱物质。但是，根据鲁克斯(Lux)酸碱理论，BaO是碱(O2-给予体)、SO2是酸(O2-接受体)。

看到比色卡时，学生可能会问：为什么读数范围是1～14？对于H+或OH-浓度更大的溶液还能用pH试纸测量吗？当H+或OH-的浓度大于1 mol/L时，pH的概念不再适用。pH的概念适用于稀水溶液。那么，在纯酸溶液、浓水溶液中如何表示酸的强度呢？哈米特(L.P.Hammett)提出了用酸度函数H0来描述酸的强度。H0越小，酸度越大；H0越大，碱性越强。与pH表示酸碱性强弱的变化一致。H0是pH的扩展，是更一般的pH。清楚了酸度函数H0的意义，学生对酸强度衡量的理解就更加深刻。

在教学过程中，教师以水-离子理论为重点，讲授酸碱概念、酸碱反应、酸碱强度比较等问题，这是主要教学内容和第一层次的教学。此外，教师可以提出水-离子理论范围以外的酸碱问题让学生思考、讨论并交流汇报，这是更高层次的教学。这样做不但可以激发学生的好奇心和学习热情，更重要的是可以让学生体会到人们对于酸碱的认识经历了由浅入深、从低级

到高级、由感性到理性、从定性到定量的发展过程。酸碱理论有多种，产生背景和应用范围有所不同。在学习过程中，学生可能会提出教材内容之外的酸碱问题。这时，教师要做好引导并和学生共同解决问题以使学生获得成就感，学生也会感受到探索学习的兴趣和快乐，从而产生更大的学习动力。

在不同的学校、不同的班级，学生的学习状况可能差别很大。在教学中，要做到因材施教、有的放矢，必须充分了解学情。在课堂上，要做到收放自如，备课必须充分，要留有可扩展和可提升的余地，以便更好地引导、启发学生和解答学生的疑问。所以，备好分层次教学的课非常重要和必要。