例谈中学化学家庭探究实验设计

袁玥恒

一、化学家庭探究实验的基本模式

探究实验本身就是一个科学研究的过程.探究实验的操作程序见图1.

化学家庭探究实验中，在获得了实验探究结论后，应该创设学习平台对结论进行相应的拓展运用.因此，对实验探究模式做了一定的改进，化学家庭探究实验设计按照“提出问题—猜想假设—设计方案—实施探究—得出结论—反思拓展”的模式进行.化学家庭探究实验的课题来源多种多样，如对课堂教学问题的研究、对原有实验改进的研究、对实验过程中反常现象的研究、联系生活中的化学问题进行研究等.

二、化学家庭探究实验设计实例

1. 胃舒平主要成分的检验

由于学习压力大、精神紧张、过度疲劳，再加上喜欢吃冷饮、饮食不规律等坏习惯，有些同学胃经常反酸，医生嘱每天两次服用胃舒平.

（1） 提出问题：胃舒平药物主要成分是什么？

（2） 猜想假设：胃酸的主要成分是盐酸，胃舒平药片治疗胃病的原理是中和多余胃酸，可能为NaHCO3或Al（OH）3等碱性物质，此外药片成型时还必须加入辅料，可能含淀粉等.

（3） 设计方案：NaHCO3与酸反应生成CO2气体，通入石灰水中可使澄清石灰水变浑浊；Al（OH）3为两性物质，可分别与酸碱反应；淀粉可与碘发生显色反应.

（4） 实验探究：实验用品：胃舒平药片、研钵（捣蒜器代）、稀盐酸（洁厕灵代）、氢氧化钠溶液（由下水道疏通剂制备）、碘液（碘酊代）、饱和石灰水（由海苔包装袋内的干燥剂制备）、试管（口服液小瓶代）、导管（饮料吸管代）、圆心打孔的软木塞（由葡萄酒瓶塞制）、烧杯（透明药瓶代）、滴管（滴眼液塑料瓶代）、纱布

实验步骤：将1-2片胃舒平药片研成粉末备用.若家中无捣蒜器，可在白纸上滚动小玻璃药瓶，碾碎药片.

（1）碳酸氢钠的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL稀盐酸，试管口立即塞上带导管的木塞，导管通入澄清石灰水中，观察到无气体生成，澄清石灰水不变浑浊.

（2）氢氧化铝的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL稀盐酸，振荡，待溶解完全后进行过滤.滤液中逐滴加入氢氧化钠溶液，可观察到先生成白色的氢氧化铝沉淀，而后氢氧化铝沉淀又逐渐溶解在过量氢氧化钠溶液中.

（3）淀粉的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL水，加热煮沸，冷却至室温后过滤.滤液中滴加1滴碘液，观察到溶液显蓝色，确定含淀粉成分.

（5） 得出结论：胃舒平的主要成分为氢氧化铝、淀粉等，不含碳酸氢钠.

（6） 反思拓展：随着人们生活节奏的加快，工作、学习压力也不断加大，胃病的发病率逐年升高.据卫生部门统计，我国胃病患者人数、发病率均居世界之首，且患者年龄呈低龄化发展趋势.本实验完成后可收集不同种类的胃药，如达喜、胃得乐、斯达舒、吗丁啉等，了解治疗原理、主要成分、服药禁忌等.同时查阅胃反酸的原因及治疗方法，做到防患于未然.

2.食醋酸度测定的探究

食醋是厨房中常见的调味品之一，它的主要成分是醋酸，还含有丰富的钙、氨基酸、葡萄酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸、B族维生素和无机盐等对身体有益的营养成分.食醋的总酸含量是指每100mL中含酸的质量（以醋酸计），也称食醋的酸度，国家标准规定酿造食醋的总酸含量不得低于3.50g/100mL.

（1） 提出问题：食醋中的酸性物质主要是醋酸，如何检验市售食醋的酸度是否符合国家标准？

（2） 猜想假设：醋酸（CH3COOH）为有机弱酸，可以运用酸碱中和反应原理，采用滴定分析法，用已知浓度的氢氧化钙溶液测定食醋酸度.

反应方程式：

（3） 设计方案：通过查阅文献资料自制植物指示剂，并筛选出本次实验最合适的指示剂.以氢氧化钙饱和溶液为标准溶液滴定未知浓度的食醋样本，计算出食醋酸度.

（4） 实验探究： 实验用品：自制指示剂、自制碱式滴定管、食醋、白酒、饱和石灰水（由海苔包装袋内的干燥剂制备）、锥形瓶（透明塑料瓶代）、滴管（滴眼液塑料瓶代）、活性炭（冰箱除味包代）

碱式滴定管改装方法：一小截医用橡胶管中放入一颗直径适当的玻璃珠，橡胶管一头连一支去掉针头的5mL医用注射器，一头连自制玻璃滴管.可在燃气灶上加热玻璃管，达一定温度时拉伸，冷却后截取合适长度制得滴管.

实验步骤：

（1）指示剂的制备与选择.将某些新鲜植物的花瓣、叶片或者果皮洗净，捣碎，加适量（按制取浓溶液的要求） 的市售白酒浸泡一段时间后，挤出汁液.

在5mL水中滴加3滴指示剂，再滴加1滴饱和石灰水，观察现象.若颜色迅速发生变化，则该指示剂可用做本次实验的滴定指示剂，若颜色变化不明显，则不能选用.进行平行实验，筛选出最佳指示剂.指示剂的选择标准为从中性溶液到碱性溶液颜色变化明显.

（2）待测液的配制.取若干滴食醋，食醋用量视浓度而定，浓度为10%的市售食醋2-3滴效果比较好，浓度稍低的用量可适当增加.再滴加3滴自制指示剂，观察溶液颜色.白醋观察效果较好，若为深色醋，则先用活性炭脱色，滤液做待测液.

（3）酸碱滴定.向待测液中滴加饱和石灰水，当指示剂恰好变色到达滴定终点时，记录饱和石灰水滴加滴数.查阅常温时饱和石灰水的溶解度，通过近似计算关系式计算食醋酸度：食醋的酸度= 2×（60/74）×（n2/n1）×饱和石灰水溶解度，其中n1为所用食醋的滴数，n2为滴定食醋所用饱和石灰水的滴数.

（5）得出结论：食醋酸度计算值与国家标准3.50 g/100 mL相比较，判断市售食醋酸度合格.

（6）反思拓展：本实验为酸碱滴定实验的改进实验，实验仪器和药品均可从日常生活中找到，拓展性极强.日常生活中可滴定苹果汁、橙汁等饮料，也可滴定肥皂水、洗衣液等生活用品，进行户外考察时还可初步滴定当地水资源及土壤的酸碱性等.

化学家庭探究实验摆脱了课堂教学的束缚，为探究性学习提供了更为广阔的空间，具有真正的开放性和独立性.它从问题的提出到问题的解决，整个学习过程都由学生自主掌控，改变了以往被动接受的学习方式，体现了主动参与、亲身体验的探究性学习方式.学生在探究中建构知识体系，了解科学研究的过程和方法，自身的探究能力和创新能力也得到了充分的锻炼和提升.endprint

一、化学家庭探究实验的基本模式

探究实验本身就是一个科学研究的过程.探究实验的操作程序见图1.

化学家庭探究实验中，在获得了实验探究结论后，应该创设学习平台对结论进行相应的拓展运用.因此，对实验探究模式做了一定的改进，化学家庭探究实验设计按照“提出问题—猜想假设—设计方案—实施探究—得出结论—反思拓展”的模式进行.化学家庭探究实验的课题来源多种多样，如对课堂教学问题的研究、对原有实验改进的研究、对实验过程中反常现象的研究、联系生活中的化学问题进行研究等.

二、化学家庭探究实验设计实例

1. 胃舒平主要成分的检验

由于学习压力大、精神紧张、过度疲劳，再加上喜欢吃冷饮、饮食不规律等坏习惯，有些同学胃经常反酸，医生嘱每天两次服用胃舒平.

（1） 提出问题：胃舒平药物主要成分是什么？

（2） 猜想假设：胃酸的主要成分是盐酸，胃舒平药片治疗胃病的原理是中和多余胃酸，可能为NaHCO3或Al（OH）3等碱性物质，此外药片成型时还必须加入辅料，可能含淀粉等.

（3） 设计方案：NaHCO3与酸反应生成CO2气体，通入石灰水中可使澄清石灰水变浑浊；Al（OH）3为两性物质，可分别与酸碱反应；淀粉可与碘发生显色反应.

（4） 实验探究：实验用品：胃舒平药片、研钵（捣蒜器代）、稀盐酸（洁厕灵代）、氢氧化钠溶液（由下水道疏通剂制备）、碘液（碘酊代）、饱和石灰水（由海苔包装袋内的干燥剂制备）、试管（口服液小瓶代）、导管（饮料吸管代）、圆心打孔的软木塞（由葡萄酒瓶塞制）、烧杯（透明药瓶代）、滴管（滴眼液塑料瓶代）、纱布

实验步骤：将1-2片胃舒平药片研成粉末备用.若家中无捣蒜器，可在白纸上滚动小玻璃药瓶，碾碎药片.

（1）碳酸氢钠的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL稀盐酸，试管口立即塞上带导管的木塞，导管通入澄清石灰水中，观察到无气体生成，澄清石灰水不变浑浊.

（2）氢氧化铝的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL稀盐酸，振荡，待溶解完全后进行过滤.滤液中逐滴加入氢氧化钠溶液，可观察到先生成白色的氢氧化铝沉淀，而后氢氧化铝沉淀又逐渐溶解在过量氢氧化钠溶液中.

（3）淀粉的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL水，加热煮沸，冷却至室温后过滤.滤液中滴加1滴碘液，观察到溶液显蓝色，确定含淀粉成分.

（5） 得出结论：胃舒平的主要成分为氢氧化铝、淀粉等，不含碳酸氢钠.

（6） 反思拓展：随着人们生活节奏的加快，工作、学习压力也不断加大，胃病的发病率逐年升高.据卫生部门统计，我国胃病患者人数、发病率均居世界之首，且患者年龄呈低龄化发展趋势.本实验完成后可收集不同种类的胃药，如达喜、胃得乐、斯达舒、吗丁啉等，了解治疗原理、主要成分、服药禁忌等.同时查阅胃反酸的原因及治疗方法，做到防患于未然.

2.食醋酸度测定的探究

食醋是厨房中常见的调味品之一，它的主要成分是醋酸，还含有丰富的钙、氨基酸、葡萄酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸、B族维生素和无机盐等对身体有益的营养成分.食醋的总酸含量是指每100mL中含酸的质量（以醋酸计），也称食醋的酸度，国家标准规定酿造食醋的总酸含量不得低于3.50g/100mL.

（1） 提出问题：食醋中的酸性物质主要是醋酸，如何检验市售食醋的酸度是否符合国家标准？

（2） 猜想假设：醋酸（CH3COOH）为有机弱酸，可以运用酸碱中和反应原理，采用滴定分析法，用已知浓度的氢氧化钙溶液测定食醋酸度.

反应方程式：

（3） 设计方案：通过查阅文献资料自制植物指示剂，并筛选出本次实验最合适的指示剂.以氢氧化钙饱和溶液为标准溶液滴定未知浓度的食醋样本，计算出食醋酸度.

（4） 实验探究： 实验用品：自制指示剂、自制碱式滴定管、食醋、白酒、饱和石灰水（由海苔包装袋内的干燥剂制备）、锥形瓶（透明塑料瓶代）、滴管（滴眼液塑料瓶代）、活性炭（冰箱除味包代）

碱式滴定管改装方法：一小截医用橡胶管中放入一颗直径适当的玻璃珠，橡胶管一头连一支去掉针头的5mL医用注射器，一头连自制玻璃滴管.可在燃气灶上加热玻璃管，达一定温度时拉伸，冷却后截取合适长度制得滴管.

实验步骤：

（1）指示剂的制备与选择.将某些新鲜植物的花瓣、叶片或者果皮洗净，捣碎，加适量（按制取浓溶液的要求） 的市售白酒浸泡一段时间后，挤出汁液.

在5mL水中滴加3滴指示剂，再滴加1滴饱和石灰水，观察现象.若颜色迅速发生变化，则该指示剂可用做本次实验的滴定指示剂，若颜色变化不明显，则不能选用.进行平行实验，筛选出最佳指示剂.指示剂的选择标准为从中性溶液到碱性溶液颜色变化明显.

（2）待测液的配制.取若干滴食醋，食醋用量视浓度而定，浓度为10%的市售食醋2-3滴效果比较好，浓度稍低的用量可适当增加.再滴加3滴自制指示剂，观察溶液颜色.白醋观察效果较好，若为深色醋，则先用活性炭脱色，滤液做待测液.

（3）酸碱滴定.向待测液中滴加饱和石灰水，当指示剂恰好变色到达滴定终点时，记录饱和石灰水滴加滴数.查阅常温时饱和石灰水的溶解度，通过近似计算关系式计算食醋酸度：食醋的酸度= 2×（60/74）×（n2/n1）×饱和石灰水溶解度，其中n1为所用食醋的滴数，n2为滴定食醋所用饱和石灰水的滴数.

（5）得出结论：食醋酸度计算值与国家标准3.50 g/100 mL相比较，判断市售食醋酸度合格.

（6）反思拓展：本实验为酸碱滴定实验的改进实验，实验仪器和药品均可从日常生活中找到，拓展性极强.日常生活中可滴定苹果汁、橙汁等饮料，也可滴定肥皂水、洗衣液等生活用品，进行户外考察时还可初步滴定当地水资源及土壤的酸碱性等.

化学家庭探究实验摆脱了课堂教学的束缚，为探究性学习提供了更为广阔的空间，具有真正的开放性和独立性.它从问题的提出到问题的解决，整个学习过程都由学生自主掌控，改变了以往被动接受的学习方式，体现了主动参与、亲身体验的探究性学习方式.学生在探究中建构知识体系，了解科学研究的过程和方法，自身的探究能力和创新能力也得到了充分的锻炼和提升.endprint

一、化学家庭探究实验的基本模式

探究实验本身就是一个科学研究的过程.探究实验的操作程序见图1.

化学家庭探究实验中，在获得了实验探究结论后，应该创设学习平台对结论进行相应的拓展运用.因此，对实验探究模式做了一定的改进，化学家庭探究实验设计按照“提出问题—猜想假设—设计方案—实施探究—得出结论—反思拓展”的模式进行.化学家庭探究实验的课题来源多种多样，如对课堂教学问题的研究、对原有实验改进的研究、对实验过程中反常现象的研究、联系生活中的化学问题进行研究等.

二、化学家庭探究实验设计实例

1. 胃舒平主要成分的检验

由于学习压力大、精神紧张、过度疲劳，再加上喜欢吃冷饮、饮食不规律等坏习惯，有些同学胃经常反酸，医生嘱每天两次服用胃舒平.

（1） 提出问题：胃舒平药物主要成分是什么？

（2） 猜想假设：胃酸的主要成分是盐酸，胃舒平药片治疗胃病的原理是中和多余胃酸，可能为NaHCO3或Al（OH）3等碱性物质，此外药片成型时还必须加入辅料，可能含淀粉等.

（3） 设计方案：NaHCO3与酸反应生成CO2气体，通入石灰水中可使澄清石灰水变浑浊；Al（OH）3为两性物质，可分别与酸碱反应；淀粉可与碘发生显色反应.

（4） 实验探究：实验用品：胃舒平药片、研钵（捣蒜器代）、稀盐酸（洁厕灵代）、氢氧化钠溶液（由下水道疏通剂制备）、碘液（碘酊代）、饱和石灰水（由海苔包装袋内的干燥剂制备）、试管（口服液小瓶代）、导管（饮料吸管代）、圆心打孔的软木塞（由葡萄酒瓶塞制）、烧杯（透明药瓶代）、滴管（滴眼液塑料瓶代）、纱布

实验步骤：将1-2片胃舒平药片研成粉末备用.若家中无捣蒜器，可在白纸上滚动小玻璃药瓶，碾碎药片.

（1）碳酸氢钠的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL稀盐酸，试管口立即塞上带导管的木塞，导管通入澄清石灰水中，观察到无气体生成，澄清石灰水不变浑浊.

（2）氢氧化铝的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL稀盐酸，振荡，待溶解完全后进行过滤.滤液中逐滴加入氢氧化钠溶液，可观察到先生成白色的氢氧化铝沉淀，而后氢氧化铝沉淀又逐渐溶解在过量氢氧化钠溶液中.

（3）淀粉的鉴定

试管中加入少量胃舒平粉末，滴加2-3mL水，加热煮沸，冷却至室温后过滤.滤液中滴加1滴碘液，观察到溶液显蓝色，确定含淀粉成分.

（5） 得出结论：胃舒平的主要成分为氢氧化铝、淀粉等，不含碳酸氢钠.

（6） 反思拓展：随着人们生活节奏的加快，工作、学习压力也不断加大，胃病的发病率逐年升高.据卫生部门统计，我国胃病患者人数、发病率均居世界之首，且患者年龄呈低龄化发展趋势.本实验完成后可收集不同种类的胃药，如达喜、胃得乐、斯达舒、吗丁啉等，了解治疗原理、主要成分、服药禁忌等.同时查阅胃反酸的原因及治疗方法，做到防患于未然.

2.食醋酸度测定的探究

食醋是厨房中常见的调味品之一，它的主要成分是醋酸，还含有丰富的钙、氨基酸、葡萄酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸、B族维生素和无机盐等对身体有益的营养成分.食醋的总酸含量是指每100mL中含酸的质量（以醋酸计），也称食醋的酸度，国家标准规定酿造食醋的总酸含量不得低于3.50g/100mL.

（1） 提出问题：食醋中的酸性物质主要是醋酸，如何检验市售食醋的酸度是否符合国家标准？

（2） 猜想假设：醋酸（CH3COOH）为有机弱酸，可以运用酸碱中和反应原理，采用滴定分析法，用已知浓度的氢氧化钙溶液测定食醋酸度.

反应方程式：

（3） 设计方案：通过查阅文献资料自制植物指示剂，并筛选出本次实验最合适的指示剂.以氢氧化钙饱和溶液为标准溶液滴定未知浓度的食醋样本，计算出食醋酸度.

（4） 实验探究： 实验用品：自制指示剂、自制碱式滴定管、食醋、白酒、饱和石灰水（由海苔包装袋内的干燥剂制备）、锥形瓶（透明塑料瓶代）、滴管（滴眼液塑料瓶代）、活性炭（冰箱除味包代）

碱式滴定管改装方法：一小截医用橡胶管中放入一颗直径适当的玻璃珠，橡胶管一头连一支去掉针头的5mL医用注射器，一头连自制玻璃滴管.可在燃气灶上加热玻璃管，达一定温度时拉伸，冷却后截取合适长度制得滴管.

实验步骤：

（1）指示剂的制备与选择.将某些新鲜植物的花瓣、叶片或者果皮洗净，捣碎，加适量（按制取浓溶液的要求） 的市售白酒浸泡一段时间后，挤出汁液.

在5mL水中滴加3滴指示剂，再滴加1滴饱和石灰水，观察现象.若颜色迅速发生变化，则该指示剂可用做本次实验的滴定指示剂，若颜色变化不明显，则不能选用.进行平行实验，筛选出最佳指示剂.指示剂的选择标准为从中性溶液到碱性溶液颜色变化明显.

（2）待测液的配制.取若干滴食醋，食醋用量视浓度而定，浓度为10%的市售食醋2-3滴效果比较好，浓度稍低的用量可适当增加.再滴加3滴自制指示剂，观察溶液颜色.白醋观察效果较好，若为深色醋，则先用活性炭脱色，滤液做待测液.

（3）酸碱滴定.向待测液中滴加饱和石灰水，当指示剂恰好变色到达滴定终点时，记录饱和石灰水滴加滴数.查阅常温时饱和石灰水的溶解度，通过近似计算关系式计算食醋酸度：食醋的酸度= 2×（60/74）×（n2/n1）×饱和石灰水溶解度，其中n1为所用食醋的滴数，n2为滴定食醋所用饱和石灰水的滴数.

（5）得出结论：食醋酸度计算值与国家标准3.50 g/100 mL相比较，判断市售食醋酸度合格.

（6）反思拓展：本实验为酸碱滴定实验的改进实验，实验仪器和药品均可从日常生活中找到，拓展性极强.日常生活中可滴定苹果汁、橙汁等饮料，也可滴定肥皂水、洗衣液等生活用品，进行户外考察时还可初步滴定当地水资源及土壤的酸碱性等.

化学家庭探究实验摆脱了课堂教学的束缚，为探究性学习提供了更为广阔的空间，具有真正的开放性和独立性.它从问题的提出到问题的解决，整个学习过程都由学生自主掌控，改变了以往被动接受的学习方式，体现了主动参与、亲身体验的探究性学习方式.学生在探究中建构知识体系，了解科学研究的过程和方法，自身的探究能力和创新能力也得到了充分的锻炼和提升.endprint