化学实验现象异常之我见

化学实验现象异常之我见

邱永健

江西省瑞昌二中邱永健

化学作为一门以实验为基础的自然科学，要实施素质教育、创新教育及课程改革教学，实验教学都发挥着极其重要的作用。在化学实验教学过程中，无论是课堂演示实验还是学生实验，由于某种原因，有时会出现一些与正常实验结果不相符的现象，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。实验异常现象的出现，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，并失去对实验课的信心。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、自主探究的科学素养的一种有效方法和途径，对教师本身而言，也提供了增强分析问题和解决问题能力的好机会。

1.实验现象异常的成因

（1）因试剂的纯度引起的实验异常

高中化学实验中，不同的实验对药品纯度的要求是不同的。限于中学化学实验条件，有些实验往往产生“失常”现象。

例如，在做原电池实验时，除了观察到铜片上有大量气泡产生外，负极的锌片上也会有较多气泡生成。这种现象是由于锌片不纯，含有碳、铁等杂质且金属表面粗糙，容易形成许多微小原电池，最终使得少部分氢气在锌片表面上析出。

（2）因试剂添加顺序的先后引起的实验异常

在实验中，若将化学试剂的添加顺序颠倒之后，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，Cu(OH)2的制备实验，如果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看不到黑色CuO。实际上，按上述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，我建议将实验步骤改为“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马上使用，有些药品由于在实验室保存过程中，长时间与空气中的氧气、水蒸气等作用而发生变质，最终导致实验过程中出现异常现象。

例如，在检验Na2SO3中的SO32-时，加入BaCl2溶液后产生大量白色沉淀，加入稀盐酸后，产生可以使石蕊试纸变红的酸性气体。但是无论稀盐酸用量多少，试管中始终会有少量白色沉淀无法溶解。实际上，由于SO32-具有很强的还原性，容易被空气中的氧气氧化成Na2SO4，所以我们能看到有不溶于稀盐酸的沉淀。

（4）因药品用量的不同引起的实验异常

实验过程中，特别是由于学生自身习惯的问题，取用药品时用量随意，很容易出现意料之外的现象。

例如，在做银镜反应时，在一支洗净的试管中注入1mLAgNO3溶液，然后加氨水直到完全溶解，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用量没有控制好引起的，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

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。

例如，高中化学“氮和磷”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，之后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、向什么方向进行等问题。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，若不迅速插入乙醇中，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。

在实际教学中，除了上述原因外，试剂浓度大小，试剂选用恰当与否，酸碱介质环境，仪器选用是否合理，及实验操作者基本操作是否过关等方面也会引起实验的异常现象。

2.异常现象的合理利用

实验出现意料之外的情况是允许的，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。如果采取搪塞或回避的方法，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，反而能因神奇的“意外”给学生留下深刻的记忆，教学目的也能实现，使师生双方在探索活动中相互得到提高。

（1）利用异常现象，提高教师专业素质

实验中出现的异常现象，要求教师自觉地在教育教学实践中思考、分析、研究，并不断学习新的知识和理论，进一步使教师树立起“科研先导”的意识，提高教师的科研能力，使教师由“经验型”向“科研型”、“创新型”转化。

（2）利用异常现象，进行反思性实验教学，逐步使学生养成思考的习惯

当学生在实验中出现的实验失败或误差较大时，教师应见缝插针积极引导学生如实记录实验结果，反思失败的原因，以找到切实可行的方法改进实验，培养学生严谨的科学态度。

（3）利用异常现象，积极开展科学探究活动，培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力，从而提高学生的探究水平和创新能力

在化学教学中，只要学生留心观察实验过程，注意捕捉奇特的变化，就可以发现许多实验异常现象，对这些异常现象进行探究会得到很多重要的发现。教师应根据教学内容，指导学生对司空见怪的现象着手探究、发现问题。中学化学实验中异常现象很多，其中很多异常现象都可以成为学生进行探究的好素材。

总之，高中化学实验由于受试剂的纯度，试剂添加顺序，药品用量，副反应，温度，催化剂，实验装置等各方面影响制约，有时会导致实验现象异常。如果我们教师转换观念，把实验的目的看作是带领学生探究知识，“发现”他们尚未认识的客观事物，并从中学到认知的本领，就不会因为出现异常现象而手忙脚乱，影响教学。所以我们教师应实事求面对实验现实，并引导学生运用已有的知识经验，分析发生异常现象的原因，师生共同研究，改变实验方法和策略，最后把实验做成功。