淺談高中化學(xué)實驗不尋常的成因和利用

朱能嘉

摘要：本文總結(jié)歸納和簡單分析了高中化學(xué)實驗出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的常見原因，提出了相應(yīng)的解決方法，并在如何選擇教學(xué)策略，使實驗異?，F(xiàn)象變廢為寶進(jìn)行綜合利用等方面結(jié)合我自身經(jīng)驗與體會進(jìn)行了簡單的分析與探討，不妥之處望同行批評指正。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗；現(xiàn)象；異常；成因；利用

化學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，要實施素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育以及新課程改革教學(xué)，實驗教學(xué)發(fā)揮著極其重要的作用。在化學(xué)實驗教學(xué)過程中，無論是教師課堂演示還是學(xué)生實驗，由于種種原因，有時會出現(xiàn)一些與預(yù)料的正常實驗結(jié)果不相符合的現(xiàn)象，其中確顏色變化的異常，生成物氣味的異常，事故發(fā)生的異常等等。

實驗中異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，會對學(xué)生造成認(rèn)知沖突的失衡。教師若不及時加以正確的引導(dǎo)和徹底解決，勢必會影響教學(xué)效果，給學(xué)生留下知識盲點，并自身失去對實驗教學(xué)的信心。找出產(chǎn)生異?，F(xiàn)象的原因，變“異?！睘椤罢！?，是培養(yǎng)學(xué)生實事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、善于雙察、自主探究的科學(xué)素質(zhì)的一種有效的方法和途徑，對教師本身也提供了一個提高專業(yè)素質(zhì)，增強分析問題和解決問題能力的機(jī)會。

1.實驗現(xiàn)象異常的成因

1.1因試劑的純度引起的實驗異常

高中化學(xué)實驗中，不同的實驗對其所選擇的實驗藥品純度的要求也是不同的。限于中學(xué)化學(xué)實驗條件，有些實驗往往產(chǎn)生“失常”現(xiàn)象。

例如在做甲烷的燃燒實驗時，用無水醋酸鈉和堿石灰制備CH4氣體，在用石英玻璃管燃燒時卻發(fā)現(xiàn)火焰呈黃色。這是由于制備氣體時反應(yīng)物受熱不均勻，局部溫度過高所致，使產(chǎn)生的甲烷不純，含有丙酮等雜質(zhì)氣體。因此可以在實驗前將無水醋酸鈉和堿石灰充分炒干、研細(xì)、混勻，同時要保證堿石灰過量。

再如在做原電池實驗時，在觀察到除了銅片上有大量氣泡產(chǎn)生以外，作為負(fù)極的鋅片上也會有較多的氣泡生成。這種現(xiàn)象是由于鋅片不純，含有C、Fe等雜質(zhì)且金屬表面粗糙，容易產(chǎn)生微小電池而使氫的超電壓減小，最終使得一部分氫氣在鋅表面析出。

1.2因試劑加人順序的先后引起的實驗異常

教師或?qū)W生在實驗中，若將化學(xué)試劑的加人順序變更以后，有可能引起實驗現(xiàn)象不明顯甚至得到截然不同的實驗結(jié)果。

例如在做溴與苯酚取代實驗時，將苯酚溶液加到濃嗅水中，觀察不到白色沉淀，而只能見到溶液變成了黃色。若將反應(yīng)物的加入順序改為“將I -2滴濃澳水滴人苯酚溶液中”，保證反應(yīng)中苯酚過量，則預(yù)期現(xiàn)象很明顯。

1.3藥品保存方面引起的實驗異常

實驗室購置的藥品不一定會馬上使用。有些藥品會因為在實驗室保存過程中，由于長時間與空氣中的氧氣、水蒸氣等作用或者人為地藥品保存不當(dāng)而發(fā)生變質(zhì)，最終導(dǎo)致實驗過程中異常現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.4因藥品用量的不同引起的實驗異常

實驗過程中，特別是在學(xué)生做學(xué)生實驗時由于實驗習(xí)慣的問題，在取用藥品時用量很隨意，很容易出現(xiàn)出乎意料的現(xiàn)象。

1.5因副反應(yīng)的存在導(dǎo)致實驗現(xiàn)象異常

很多化學(xué)反應(yīng)中都有副反應(yīng)的存在，有些副反應(yīng)甚至影響實驗結(jié)果，干擾實驗現(xiàn)象。

1.6因?qū)嶒灉囟瓤刂撇划?dāng)引起的實驗異常

溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)趨勢的一個重要方面。溫度的高低往往決定了一個反應(yīng)能否發(fā)生、向什么方向發(fā)生等問題。所以，溫度的合理控制對實驗現(xiàn)象與實驗結(jié)果至關(guān)重要。

例如在做乙醇的氧化實驗時，將螺旋狀的銅絲加熱變黑后，如不迅速插人乙醇，反復(fù)兒次，并不會看到銅絲變紅亮，也不會聞到有刺激性氣味。因為銅絲插入速度太慢，使銅絲溫度下降后反應(yīng)就不能發(fā)生了。

在實際的實驗教學(xué)中，除了上述原因以外，所用試劑的濃度大小，試劑選用的恰當(dāng)與否，酸堿介質(zhì)環(huán)境，儀器的選用及裝置是否合理，以及實驗操作者自身基本操作是否過關(guān)等方面也會引起實驗的異常現(xiàn)象。

2.異常現(xiàn)象的合理利用

實驗出現(xiàn)預(yù)料之外的情況是可能的，關(guān)鍵是采取正確的補救措施。如何對待實驗過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象？意外中蘊含著正常，關(guān)鍵是透過表象看到本質(zhì)。如果設(shè)法搪塞或者回避的話，就錯過了最好的教育時機(jī)。抓住實驗中的意外，也就抓住了學(xué)生旺盛的求知欲，若能積極引導(dǎo)并給予合理的分析解釋，也就能化慌亂為沉著、化意外為平常，反而能因化腐朽為神奇的“意外”給學(xué)生留下更深刻的記憶，教學(xué)目的也就能輕易實現(xiàn)，使師生雙方在探索活動中相互得到提高。

2.1利用異?，F(xiàn)象提高教師自身專業(yè)素質(zhì)

實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象要求我們教師自覺地在教育教學(xué)實踐中思考、分析、研究，并不斷學(xué)習(xí)新的知識和理論，進(jìn)一步使教師樹立起“科研先導(dǎo)”的意識，提高教師的科研能力，使教師由“經(jīng)驗型”向“科研型”、“創(chuàng)新型”轉(zhuǎn)化。

2.2利用異?，F(xiàn)象進(jìn)行反思性實驗教學(xué)，逐步使學(xué)生養(yǎng)成去思考、會思考的習(xí)慣。

當(dāng)學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的實驗失敗或誤差較大時，教師應(yīng)見縫插針積極引導(dǎo)學(xué)生如實記錄實驗結(jié)果，反思失敗的原因以找到切實可行的方法改進(jìn)實驗，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

2.3利用異?，F(xiàn)象，積極開展科學(xué)探究活動，培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問題、解決問題的能力，從而提高學(xué)生探究的水平和創(chuàng)新能力

在化學(xué)教學(xué)中，只要學(xué)生留心觀察實驗過程，注意捕捉奇特的變化，就可以發(fā)現(xiàn)許多實驗異?，F(xiàn)象，對這些異?，F(xiàn)象進(jìn)行探究會得到很多重要的發(fā)現(xiàn)。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生對見怪不怪的現(xiàn)象著手探究、發(fā)現(xiàn)問題。中學(xué)化學(xué)中異?，F(xiàn)象很多，其中很多異常現(xiàn)象都可以成為學(xué)生進(jìn)行探究的極好材料。

本學(xué)年我個人任教高一和高三，在指導(dǎo)高一學(xué)生學(xué)習(xí)元素周期表時，探究“同周期、同主族元素性質(zhì)遞變的遞變規(guī)律”，分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鋁片與稀硫酸幾乎不反應(yīng)，基本上看不到氣泡。這一現(xiàn)象與金屬活動性順序表和酸的通性等是矛盾的，引起了學(xué)生的認(rèn)知沖突，在疑惑中激發(fā)了學(xué)生強烈的求知欲。當(dāng)時我也困惑的逃避過去了，第二天在高三復(fù)習(xí)資料黃岡?？瘜ｎ}六中的24題發(fā)現(xiàn)類似，引起了我強大的求知欲，原題大意是這樣的：在相同的條件下，將兩塊完全相同的鋁片放人c（H+）相同的稀硫酸和稀鹽酸中，發(fā)現(xiàn)稀鹽酸中產(chǎn)生H2速度比稀硫酸中快，請設(shè)計實驗分析原因。于是我鼓勵高三學(xué)生去對此現(xiàn)象大膽猜想、探究，進(jìn)行了一系列的假設(shè)和實驗設(shè)計。

3.總結(jié)

高中化學(xué)實驗中由于受試劑的純度，試劑添加順序，藥品用量，副反應(yīng)，溫度，催化劑，實驗裝置等各方面制約，有時會導(dǎo)致實驗現(xiàn)象異常。

如果我們教師轉(zhuǎn)換觀念，把實驗的目的看作是帶領(lǐng)學(xué)生探究知識，“發(fā)現(xiàn)”他們尚未認(rèn)識的客觀事物，并從中學(xué)到認(rèn)知的本領(lǐng)，就不會因為出現(xiàn)異?，F(xiàn)象而手忙腳亂，影響教學(xué)。所以我們教師應(yīng)實事求是地面對實驗現(xiàn)實，并引導(dǎo)學(xué)生運用已有的知識經(jīng)驗，分析發(fā)生異?，F(xiàn)象的原因，師生共同研究，改變實驗方法和策略，最后把實驗做成功。這樣雖多占了一些教學(xué)時間，影響到上課的進(jìn)度，但由于學(xué)生參與了實驗從失敗到成功的全過程，在知識、技能、意志、能力等方面得到了提升，是非常值得的。