化学彩虹实验活动

化学彩虹实验活动

吕世真

天津科学技术馆 天津市 300000

摘要：化学与人们的日常生活息息相关。无论是日常饮食，还是农业生产，抑或是环境方面，都与化学密不可分。因此作为科技场馆，应该通过有趣的化学实验向学生们传播化学知识，培养学生的学习兴趣和实践能力。本文以化学方法中的酸碱指示剂的方法展现了夏季彩虹的七种颜色，通过直观有趣的变色现象让学生理解酸碱指示剂的显色原理。

关键词：化学彩虹；有趣的化学实验；学习兴趣

科技馆辅导教师应当把握化学学科的实验特性，将众多的生活元素和化学知识有机的结合串联，拉近学生同化学知识之间的距离，使学生获得有趣的化学学习体验性。化学彩虹实验受教人群是小学高年级和初中低年级学生，实验通过彩虹的七种颜色让学生学习酸碱指示剂的相关知识，让学生们在探究中得到知识与收获。

一、 实验活动设计思路

1、活动提前准备环节：活动教师提前配置万能指示剂给学生备用。

2、活动中学生配置溶液环节：辅导教师指导学生利用实验药品和仪器配置七种酸碱度不同的溶液。在教师的引导掌握科玻璃棒、量筒等化学仪器正确的使用方法，学会简单溶液的制备方式。

3、酸碱指示剂显色环节：实验教师讲解酸碱指示剂（万能指示剂）和溶液酸碱性相关知识。在教师指导下进行七种酸碱度不用溶液的显色。通过直观的变色现象，更好的理解溶液酸碱性和酸碱指示剂的知识。

二、实验用具及前期准备

1.实验药品及仪器。药品：氢氧化钠、酚酞、甲基红、百里香酚蓝、溴麝香草酚蓝、无水乙醇、氢氧化钠、磷酸、冰乙酸、邻苯二甲酸氢甲缓冲剂、混合磷酸盐、蒸馏水、自来水、白醋；仪 器：电子秤、100mL量筒、1000mL烧杯、胶头滴管、玻璃棒、100mL锥形瓶、棕色小口瓶、白色小口瓶。

2.实验活动提前准备阶段。

（1）配制0.1mol/l的NaOH溶液。称0.4克氢氧化钠于烧杯中,加少量水溶解,然后倒入100毫升容量瓶里,分3次洗烧杯,将溶液全部倒入容量瓶里,最后用水稀释至刻度线.摇匀,即得到0.1mol/l的NaOH溶液，放入白色小口瓶中备用。

（2）配制0.01mol/l的NaOH溶液。称0.2克NaOH于烧杯中,加少量水溶解,然后倒入500毫升容量瓶里,分3次洗烧杯,将溶液全部倒入容量瓶里,最后用水稀释至刻度线.摇匀,即得到0.01mol/l NaOH溶液，放入白色小口瓶中备用。

（3）提前配置万能指示剂。称取酚酞1.3g甲基红0.4g 溴代麝香酚蓝 0.9g麝香草酚蓝 0.2g将以上四种指示剂溶解在1L 70-80%酒精中，等到完全溶解后再慢慢滴入0.1mol/l的NaOH(（大约需要16-18mL），一边滴一边搅拌并仔细观察颜色的变化使其变成树叶绿色即可，装入棕色小口瓶中密闭保存，待活动时给学生使用。

PH值相对变色范围

PH=4 赤

PH=5 橙

PH=6 黄

PH=7 绿

PH=8 青

PH=9 蓝

PH=10 紫

3. 实验活动步骤

1. 教师导入活动。每个人在生活中都会接触到酸性物质（醋、柠檬水等等等）和碱性物质（小苏打、肥皂等等），但是如何能辨别物质的酸碱性呢？这就需要酸碱指示剂。常见的酸碱指示剂显色范围有限，但万能指示剂是一种可以指示任何范围的酸碱指示剂的混合物。今天利用物质的酸碱性和万能指示剂呈现彩虹的七种颜色。

2. 教师向学生发放护目镜、手套等实验用具。

3、教师指导学生配制七种PH值不同的溶液

（1）1号溶液：把一袋混合磷酸盐（1g）放入100mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水搅拌，待其溶解后备用。

（2）2号溶液：量取10mL白醋放入1000mL蒸馏水中搅拌均匀后，用吸管吸取2mL后放入放入100mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水搅拌备用。

（3）3号溶液：量取100mL蒸馏水放入100mL锥形瓶备用。

（4）4号溶液：量取邻苯二甲酸氢甲缓冲剂（1g）放入100mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水搅拌，待其溶解后备用。

（5）5号溶液：量取0.25ml 的NaOH（0.01mol/l）溶液放入100mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水搅拌备用。

（6）6号溶液：量取0.5ml 的NaOH（0.01mol/l）溶液放入100mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水搅拌备用。

（7）7号溶液：量取1ml 的NaOH（0.01mol/l）溶液放入100mL锥形瓶中，加入100mL蒸馏水搅拌备用。

4、学生向7瓶配制好的溶液中分别滴入1ml万能指示剂。1-7号瓶依次呈现赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，宛如夏季雨后七色彩虹。

四、生活中的彩虹实验

本实验所用的化学试剂和仪器尽可能简约、安全、易懂，拉近学生与实验的距离。在生活中也可以利用常见的的酸性物质（白醋）和碱性物质（小苏打）制作化学彩虹[1]，根据配制不同浓度的白醋或苏打水，用紫甘蓝提取液作为酸碱指示剂显色，得到美丽的彩虹。使学生对身边的物质一个全新的认识，从而达到良好的教学效果。

五、科技馆化学教育的一些做法和经验

( 一)科技馆化学教育追求的目标是学生的体验和收获

“化学彩虹实验”活动注重青少年的亲自体验，从书本上青少年能获得酸碱指示剂和物质酸碱性的相关知识，但这是直接灌入式学习。当学生能动地、自主地去体察知识经验、认识事物并获得自己的感悟，激发起自己的情感，并以自我的面目参与的时候，才真正是活动的主体，也就达到了我们设计活动的目标。所以科技馆应当利用自身的场馆优势，开展有趣且简易的实验活动。不但能增加学生动手的机会，提高学生的合作探究能力，使他们体验实验过程中的乐趣；同时还能极大地激发学生学习化学的兴趣，启迪他们的思维。

( 二) 科技馆搭建与学校教育合作的桥梁，探索共同开展探究式化学学习的模式

科技馆化学教育与学校化学教育结合是全面贯彻党的教育方针，针对目前学校化学教育存在的不足而采取的正确解决之道和有机补充。科技馆化学教育必须符合科技馆科普教育和学校教育有效沟通和对接的原则，内容和细节参考了国家课程标准提及的“科学探究”、“情感态度与价值观”等相关内容。发挥科技馆化学教育的优势，让学生在以动手实验为基础的探究过程中养成科学的态度、获得科学的方法，发挥学生主动参与、积极探究的主动探究的主体意识，使学生在一定的问题情景之下，引导学生发现问题，提出问题、解决问题、再提出新问题、再验证和解决新问题的探索过程。

六、结语

科技馆具有重点面向青少年学生开展多种形式的科普教育的功能，在发挥展厅展览教育为主要功能的同时，为了让更多人更为方便的参与到学习科学、体验科学、感受科学的魅力，科学教育实践活动就成为当仁不让的优秀形式和主要方式。科技馆化学教育可以利用数字和动画等多媒体技术，根据实验活动安排，合理设计出烟等具体可感的特效，实现视、听等全方位的感受，可灵活应用虚拟现实 VR 技术，对那些不适合科技馆现场的化学实验进行模拟展示，多维度、多渠道挖掘特效影院在科普化学教育中的创新应用。把原来认为在科技馆中不适合展示的化学品或者实验变成可能，比如在东莞科学技术馆、青海省科技馆、合肥科技馆等多家科技馆上映的《元素大冒险》系列特效影片，就是以元素周期表的各种元素为创意题材打造的冒险 类科普动画，赢得了多方好评[2]。化学科普进入科技馆将是必然趋势，化学科普教育，要创新内容和形式。科技馆化学教育应广泛宣传化学知识，通过丰富多彩的化学实验，让青少年学生走进化学世界、感悟化学的魅力，从而认识化学、喜欢化学、用好化学。

参 考 文 献

[1]马玲 西部素质教育Journal：Western China Quality Education年，卷(期)：2017, 3(10)

[2]李厚金* ，陈六平 大学化学 Univ. Chem. 2020, 35 (11), 1−8