河北省霸州市第八中学 杨海燕
九年级学生小明胃不舒服,反酸胃热。家长带小明去医院检查治疗,医生让小明做钡餐,做钡餐用的白色固体是硫酸钡。经过检查医生告诉小明,他的胃不舒服是由胃酸分泌过多引起的。针对小明的病情,医生给小明开了抑制胃酸过多的药物胃舒平(复方氢氧化铝片),并叮嘱小明按时按量服药,不要吃生冷辛辣及酸性强的食物。经过治疗,小明的病情好转。通过这次生病的经历小明发现,化学知识无处不在,做钡餐、治疗胃酸过多用到了化学中学到的硫酸钡、氢氧化铝等物质。但他还想知道:做钡餐用的硫酸钡能用碳酸钡代替吗?治疗胃酸过多的药物还有哪些?服用钙尔奇(主要成分为碳酸钙)可以吗?超市里有一种补铁麦片,它能治疗胃酸过多吗?
小明把自己诊断治疗胃酸过多的过程及自己的困惑告诉老师和同学,在老师的指导下同学们共同探究解决问题。通过查阅资料同学们知道,硫酸钡是一种不溶于水、也不与胃酸的主要成分盐酸反应的白色固体,它不能被X 射线穿透,病人服用硫酸钡后能清楚地检查胃部疾病。碳酸钡能与胃酸的主要成分盐酸反应,生成的氯化钡有毒,故不能用碳酸钡代替硫酸钡做钡餐。钙尔奇中的碳酸钙能与胃酸中的主要成分盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。氯化钙无毒,但如果病人在患有胃酸过多的同时还伴有胃炎或胃溃疡则不能服用钙尔奇,因为产生的二氧化碳气体会使胃炎或胃溃疡加重。如果单纯是胃酸过多,则可以在医生指导下服用碳酸氢钠片治疗,如果服用钙尔奇等含碳酸钙的药物则嚼服效果较好。补铁麦片中含有极微量的极其微小的铁粉,能与胃酸反应,但由于铁的含量很低,故不能用于治疗胃酸过多,只能作为治疗胃酸过多的辅助食品。
实验1:验证碳酸钡能与胃酸反应
向两支试管中分别加入少量的硫酸钡和碳酸钡固体,再分别加入适量的稀盐酸,振荡后观察到硫酸钡无变化,而碳酸钡逐渐减少直至消失,且有气泡产生。由此证明碳酸钡能与盐酸反应生成能溶于水的氯化钡,而硫酸钡不与盐酸反应。故做钡餐不能用碳酸钡代替硫酸钡。
实验2:验证治疗胃酸过多的药物与盐酸的反应
取三支试管分别放入等质量的钙尔奇、碳酸氢钠片和胃舒平药片,再分别加入等量的稀盐酸振荡,观察到碳酸氢钠片迅速反应产生大量气泡,钙尔奇片反应产生气泡比碳酸氢钠片慢,胃舒平片变小但无气体产生。通过实验同学们得出结论,碳酸氢钠、碳酸钙能与盐酸反应生成气体,氢氧化铝与盐酸反应无气体产生。医生可根据病人的病情选择适当的药物治疗胃酸过多引起的疾病。
实验3:验证铁粉和稀盐酸的反应
取少量铁粉于试管中,再加入少量稀盐酸,观察到有气泡产生。取少量补铁麦片于试管中,再加入稀盐酸,观察到有微小气泡产生。通过实验同学们得出结论,铁能与稀盐酸反应,补铁麦片中含有极微量的铁,可作为治疗胃酸过多及缺铁性贫血的辅助食品。
通过实验探究同学们体会到化学与生活密切相关、利用化学知识能解决生活中的许多问题,体验到科学探究是获取知识的重要途径,认识到化学实验是进行科学探究的重要方式。从化学的视角看待生活,善于观察、勤于思考才能提出有探究价值的问题。通过查阅整理资料获取有参考价值的信息,在此基础上进行合理猜想与假设。设计实验方案并进行实验,记录实验现象或实验数据,在分析实验现象或实验数据的基础上进行推理和判断得出实验结论。通过合作探究解决生活中的问题,认识到合作交流在科学探究中的重要性。
通过探究胃药的成分,同学们还加深了对酸的化学性质的理解,总结归纳出酸的部分化学性质。通过探究补铁麦片中的铁粉与胃酸的主要成分盐酸的反应,加深了对酸与活泼金属的反应及其在生活中的应用的认识;通过对治疗胃酸的药物胃舒平(复方氢氧化铝片)与盐酸反应的探究,认识到酸与碱的反应及其在生活中的应用,知道把化学知识应用在生产生活中要综合考虑多方面的因素,如不能用具有强腐蚀性的氢氧化钠治疗胃酸过多,氢氧化铁、氢氧化铜与盐酸反应生成的氯化铁和氯化铜中的铁离子和铜离子,进入血液能使血液凝固,导致重金属中毒,故含重金属离子的碱也不能用于治疗胃酸过多;通过探究碳酸钡与盐酸的反应,认识到酸与某些盐能发生化学反应;通过探究硫酸钡与盐酸是否反应,加深了对盐的溶解性及酸与盐反应条件的认识。
在总结归纳酸的化学性质时,同学们想到生活中常用盐酸除铁锈,故又做了盐酸与生锈铁钉反应的实验。通过探究同学们不但认识到酸能与某些金属氧化物反应,而且体会到把化学知识应用到生产生活中要考虑多个化学反应以及化学反应中反应物的质量关系。比如用盐酸除铁锈,盐酸过少铁锈除不尽,盐酸过多铁锈完全反应后盐酸会与铁反应,不但铁制品受损还消耗盐酸,造成不必要的浪费。之后同学们还探究了酸与常见的酸碱指示剂紫色石蕊和无色酚酞的反应,归纳整理了酸与指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱和某些盐的反应。
最后,同学们用思维导图(见上图)梳理了他们探究学习的过程,加深了对酸的化学性质及其应用的理解。