化学作为一门以实验为基础的自然科学,要实施素质教育、 创新教育以及新课程改革教学,实验教学发挥着极其重要的作用。 在化学实验教学过程中,无论是教师课堂演示还是学生实验,由 于种种原因,有时会出现一些与预料的正常实验结果不相符合的 现象,其中有颜色变化的异常,生成物气味的异常,事故发生的 异常等等。
实验中异常现象的出现,会对学生造成认知冲突的失衡。教 师若不及时加以正确的引导和彻底解决,势必会影响教学效果, 给学生留下知识盲点,并自身失去对实验教学的信心。找出产生 异常现象的原因,变“异常”为“正常”,是培养学生实事求是、 严谨认真、善于观察、自主探究的科学素质的一种有效的方法和 途径,对教师本身也提供了一个提高专业素质,增强分析问题和 解决问题能力的机会。
1 . 因试剂的纯度引起的实验异常 本文来自化学自习室高中化学实验中,不同的实验对其所选择的实验药品纯度的 要求也是不同的。限于中学化学实验条件,有些实验往往产生“失 常”现象。
例如在做甲烷的燃烧实验时,用无水醋酸钠和碱石灰制备 CH4 气体,在用石英玻璃管燃烧时却发现火焰呈黄色。这是由于 制备气体时反应物受热不均勻,局部温度过高所致,使产生的甲 烷不纯,含有丙酮等杂质气体。因此可以在实验前将无水醋酸钠 和碱石灰充分炒干、研细、混匀,同时要保证碱石灰过量。
再如在做原电池实验时,在观察到除了铜片上有大量气泡 产生以外,作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这种现象 是由于锌片不纯,含有 C、Fe 等杂质且金属表面粗糙,容易产生 微小电池而使氢的超电压减小,最终使得一部分氢气在锌表面析 出。 本文来自化学自习室!
2 . 因试剂加入顺序的先后引起的实验异常
教师或学生在实验中,若将化学试剂的加人顺序变更以后, 有可能引起实验现象不明显甚至得到截然不同的实验结果。
例如在做溴与苯酚取代实验时,将苯酚溶液加到浓溴水中, 观察不到白色沉淀,而只能见到溶液变成了黄色。若将反应物的 加人顺序改为“将 1 - 2 滴浓溴水滴入苯酚溶液中”,保证反应 中苯酚过量,则预期现象很明显。
再如 Cu(OH)2 的制备是高一的一个学生实验。若按教材要求 的方法和步骤,向盛有 CuSO4 溶液的烧杯中滴加 NaOH 溶液,可 以产生大量的絮状沉淀,但是对该沉淀进行加热时有时就是看不 到黑色 CuO。实际上,按如上操作一般生成的沉淀只能是绿色的 碱式硫酸铜,致使观察不到 Cu(OH)2 的受热分解现象。所以,建 议将步骤改为“向盛有 NaOH 溶液的烧杯中滴加几滴 CuSO4 溶 液”, 确保生成 Cu(OH)2 过程中 NaOH 始终是过量的。
3 . 药品保存方面引起的实验异常
实验室购置的药品不一定会马上使用。有些药品会因为在实 验室保存过程中,由于长时间与空气中的氧气、水蒸气等作用 或 者人为地药品保存不当而发生变质,最终导致实验过程中异常现 象的出现。
比如在检验 Na2SO3 中的 SO32 -离子时,加人 BaCl2 溶液后 产生大量白色沉淀,加人稀 HCl 后,产生可以使石蕊试纸变红的 酸性气体。但是无论 HCl 量多少,试管中始终会有少量白色沉淀 无法溶解。实际上,由于 SO32 -离子具有很强的还原性,很容易 被空气 中的氧气等氧化成 Na2SO4,所以看见有不溶于 HCl 的沉 淀也就不足为奇了。
再比如在用 KSCN 和氯水检验 Fe2+ 时,往往加入 KSCN 就会 变红色,这是因为亚铁盐在保存的过程中被氧气氧化成了 Fe3+ 的 缘故,在做这个实验时,如果能用铁和稀硫酸反应来制备硫酸亚铁, 再做后续实验就会很成功。
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4. 因药品用量的不同引起的实验异常
实验过程中,特别是在学生做学生实验时由于实验习惯的问题,在取用药品时用量很随意,很容易出现出乎意料的现象。 例如在做银镜反应时,在一洗净的试管里注入 1ml AgNO3 溶液,然后加氨水到完全溶解,再滴几滴新配的乙醛溶液后水浴加 热几分钟却始终得不到光亮的银镜。分析原因,应该是银氨溶液 配制时氨水量未控制好引起的。在向 AgNO3 溶液中滴加氨水不可 过量,教材描述为“氨水加到生成的沉淀刚好溶解为止”。实践 经验证明,氨水过量越多,银镜反应的效果越差。所以我个人建 议, 加氨水时直到最初产生的沉淀溶解到还略显浑浊 ( 不可使沉 淀恰 好溶解至溶液澄清 ) 为止,这种银氨溶液氧化能力最强,实验效 果非常好。
5 . 因副反应的存在导致实验现象异常本文来自化学自习室
很多化学反应中都有副反应的存在,有些副反应甚至影响实 验结果,干扰实验现象。 本文来自化学自习室!
例如高中化学《硫和氮的氧化物》一节有这样的练习:用大 试管收集 一试管 NO2 气体,倒扣在盛水的水槽中,不久看到试管 里红棕色气体消失,水面上升至容积的约 2/3 处……”事实上由 于收集的 气体中常常含有 NO 等物质,存在副反应 NO2 + NO + H2O = 2HNO2,实际水面上升要远远大于试管体积的 2/3。
6. 因实验温度控制不当引起的实验异常
温度是影响化学反应速率和反应趋势的一个重要方面。温度 的高低往往决定了一个反应能否发生、向什么方向发生等问题。 所以,温度的合理控制对实验现象与实验结果至关重要。
例如在做乙醇的氧化实验时,将螺旋状的铜丝加热变黑后, 如不迅速插人乙醇,反复几次,并不会看到铜丝变红亮,也不会 闻到有刺激性气味。因为铜丝插入速度太慢,使铜丝温度下降后 反应就不能发生了。 本文来自化学自习室!在实际的实验教学中,除了上述原因以外,所用试剂的浓度 大小,试剂选用的恰当与否,酸碱介质环境,仪器的选用及装置 是否合理,以及实验操作者自身基本操作是否过关等方面也会引 起实验的异常现象。 本文来自化学自习室!
实验出现预料之外的情况是可能的,关键是采取正确的补救 措施。如何对待实验过程中出现的异常现象 ? 意外中蕴含着正常, 关键是透过表象看到本质。如果设法搪塞或者回避的话,就错过 了最好的教育时机。抓住实验中的意外,也就抓住了学生旺盛的 求知欲,若能积极引导并给予合理的分析解释,也就能化慌乱为 沉着、化意外为平常,反而能因化腐朽为神奇的“意外”给学生 留下更深刻的记忆,教学目的也就能轻易实现,使师生双方在探 索活动中相互得到提高。
参考文献:
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[7]《普通化学》,浙江大学普通化学教研组,第四版,高 等教育出版社。
论文作者:李青
论文发表刊物:《红地产》2017年7月
论文发表时间:2018/4/2
标签:溶液论文; 异常论文; 现象论文; 氨水论文; 化学论文; 加人论文; 试管论文; 《红地产》2017年7月论文;