陸衛(wèi)星

實驗過程中，有時會出現(xiàn)一些不可預期的實驗結(jié)果，這會造成學生對已有認識的沖突。若教師勉強讓學生接受，勢必造成知識的盲點，學生也因此對實驗失去興趣和信心，影響課堂教學。此時需要教師正確的引導，找出原因，變“異?！睘椤罢！?。這一過程不僅可以培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，對教師本身也提供了提高教學素養(yǎng)的機會。

1．實驗室的藥品保存

空氣中的氧氣、水蒸氣等易與化學試劑發(fā)生反應(yīng)。實驗室已有的藥品不一定是近期購買的，在保存過程中易發(fā)生化學反應(yīng)而變質(zhì)。藥品也可能由于人為保存不當而變質(zhì)，最終導致異常實驗現(xiàn)象的出現(xiàn)。比如在檢驗FeCl2溶液中的Fe2+時，加入KSCN后溶液立即出現(xiàn)血紅色，這就無法進行加氯水氧化為Fe3+的檢驗過程。實際上，由于Fe2+具有還原性，很容易被空氣中的O2氧化成Fe3+，也就不難解釋還沒有進行氧化過程已經(jīng)看到溶液變成血紅色了。通常在配置和保存像FeCl2溶液這樣有還原性的物質(zhì)時，可以加入一些還原性的物質(zhì)防止氧化，比如這里可以加入鐵粉。

2．實驗藥品的純度

化學藥品分為化學純和分析純。化學純是指滿足一般生產(chǎn)或分析試驗的試劑純度，在藥品前標志CP；分析純的純度要比化學純要高，一般應(yīng)用于要求比較苛刻的場所，如醫(yī)院用的試劑，在藥品前標志AR。限于中學學校的實驗條件，絕大多數(shù)都是購買化學純的藥品，難免會有一些雜質(zhì)產(chǎn)生異常實驗現(xiàn)象。

例如在進行原電池實驗時，以銅片和鋅片作為電極材料，稀硫酸為電解質(zhì)溶液。為了和以往的鋅與稀硫酸反應(yīng)的實驗現(xiàn)象區(qū)分開，教師會特別強調(diào)讓學生觀察氣泡在哪個電極材料上產(chǎn)生。此時，理論上只在銅片上看到氣泡。而在課堂上進行此實驗時，學生不僅看到在銅片上產(chǎn)生大量氣泡外，作為負極的鋅片上也生成較多氣泡。原電池的概念中是自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)拆分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，分別在正負極進行。這種異常實驗現(xiàn)象若不講解清晰，不利于學生知識的區(qū)分。這是由于實驗過程中鋅片不純含有Fe、C等雜質(zhì)，易產(chǎn)生微小原電池而使氫的超電壓降低，最終使鋅表面析出部分氫氣。

3．化學試劑的添加順序

無論是教師或?qū)W生在實驗過程中，有時會將化學試劑的加入順序顛倒，或者其他實驗操作上的小誤差，這有可能會得到截然不同的實驗現(xiàn)象。

如做檢驗葡萄糖含有醛基的實驗過程中，需要配置Cu(OH)2懸濁液。若按教材要求的步驟和方法，向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液，立即產(chǎn)生絮狀沉淀，不會得到懸濁液。若對該沉淀和葡萄糖溶液進行加熱，很多時候看不到磚紅色沉淀的生成。這是由于按教材操作一般生成的沉淀只能是綠色的堿式硫酸銅，致使觀察不到Cu(OH)2受熱分解產(chǎn)生的CuO，被醛基還原生成的Cu2O磚紅色沉淀。所以，可將步驟改為“向2 mL的NaOH溶液中滴加4~8滴CuSO4溶液”。只有保證反應(yīng)過程中NaOH始終過量，才會生成Cu(OH)2。

檢驗葡萄糖含有醛基若采取銀鏡實驗，需要配置銀氨溶液。教材描述為“將氨水加到AgNO3溶液中生成沉淀到剛好溶解為止”，按照此方法配制的銀氨溶液再滴幾滴葡萄糖溶液，水浴共熱始終得不到光亮的銀鏡。這可能是配制銀氨溶液時氨水的用量引起的。實踐經(jīng)驗表明氨水的用量越多，產(chǎn)生的銀鏡效果越差?？蓪彼尤氲阶畛醍a(chǎn)生的沉淀溶解到有些許渾濁為止(不是沉淀恰好溶解)，這種方法配置的銀氨溶液產(chǎn)生的銀鏡效果最好。

如在做Al(OH)3實驗時，若選取AlCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)，將AlCl3溶液逐滴加到NaOH溶液中，剛開始觀察不到白色沉淀，隨著滴加量的增多，最終看到白色沉淀的生成。這是因為一開始過量的堿溶液發(fā)生如下反應(yīng)：

4OH-+Al3+AlO-2+2H2O

隨著Al3+的增多，發(fā)生如下反應(yīng)：

Al3++3AlO-2+6H2OAl(OH)3↓

4．實驗操作的微小差異

盡管實驗過程中，定向的步驟已經(jīng)安排好，但因人而異的實驗動作也會引起實驗現(xiàn)象的誤差。

如在做乙醇的催化氧化實驗時，在酒精燈上將螺旋狀的銅絲加熱變黑，迅速插入乙醇看到銅絲變紅，并聞到刺激性氣味的產(chǎn)生。但是在加熱過程中，若不在酒精燈外焰加熱而在焰心加熱，就不會看到銅絲變黑，一直是光亮的紅色。這是由于焰心本身有揮發(fā)出來的酒精，已經(jīng)發(fā)生了催化氧化過程。同時，若升入乙醇的速度太慢，也不會觀察到明顯現(xiàn)象，這是由于銅絲溫度下降后不發(fā)生反應(yīng)了。

5．溫度的控制

影響實驗現(xiàn)象和結(jié)果的重要因素之一是溫度。溫度不僅影響化學反應(yīng)速率，還引導化學反應(yīng)的趨勢。溫度的不同經(jīng)常會導致副反應(yīng)的發(fā)生。

如乙醇在濃硫酸條件下加熱制備乙烯，需要迅速升溫到170℃，才能產(chǎn)生大量乙烯，否則會產(chǎn)生乙醚等副產(chǎn)物。這是由于醇脫水反應(yīng)在不同溫度條件下得到的產(chǎn)物組成不同。表1是常壓、催化劑存在條件下，等量乙醇分別在不同溫度下進行脫水實驗獲得的數(shù)據(jù)，每次實驗反應(yīng)時間均相同。

表1不同溫度下乙醇脫水實驗產(chǎn)物數(shù)據(jù)

溫度（℃）乙醇轉(zhuǎn)化

率（%）有機產(chǎn)物含量（體積分數(shù)）乙烯（%）乙醚（%）125208.790.21506816.782.21758832.366.82009086.912.1總之，化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學。最初的化學實驗教學局限于傳授學生一些初步的實驗知識和基礎(chǔ)概念，新課改要求下的高中化學教學有著舉足輕重的作用，利于課程改革、利于創(chuàng)新素質(zhì)和教育的實施。無論是教師通過有效的現(xiàn)代教學手段進行課堂演示，或者學生動手實驗，都幫助學生掌握化學原理和實驗手段，形成科學研究的基本思維，全面提高學生的學習能力。(收稿日期：2014-01-21)