馬登峰

摘要：在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，往往會(huì)出現(xiàn)一些意外。鐵絲能在空氣中燃燒，“氧氣不能使帶火星的木條復(fù)燃”，氧化鐵與酸不反應(yīng)，酚酞遇堿變紅后褪色等，出現(xiàn)了與“常規(guī)”相反的情況。面對(duì)意外，我們要積極探求原因，或加以探究，應(yīng)用于教學(xué)。這些意外，也給我們很多啟示。

關(guān)鍵詞：意外 鐵絲燃燒 木條復(fù)燃 氧化鐵結(jié)構(gòu)酚酞變色

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，它是學(xué)生獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)化學(xué)規(guī)律，形成化學(xué)概念的重要途徑，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ谋匾侄?。在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了意外情況，頗耐研究。

一、鐵絲與氧氣的反應(yīng)

“鐵絲在氧氣中燃燒”是初中化學(xué)教材中證明氧氣化學(xué)性質(zhì)的一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)證明了氧氣比較活潑，在一定條件下可以和金屬發(fā)生劇烈反應(yīng).實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，引起了學(xué)生極大的興趣。第二天做下面這個(gè)練習(xí)題：

某同學(xué)觀察演示實(shí)驗(yàn)后做的下列筆記不正確的是：（ ）

A.硫在氧氣里燃燒，發(fā)出藍(lán)紫色火焰 B.木炭在氧氣里燃燒，發(fā)出白光

C.紅磷在空氣里燃燒，產(chǎn)生大量白煙 D.鐵絲在空氣里燃燒，火星四射，生成黑色固體

討論后，同學(xué)們都認(rèn)為應(yīng)該選D，理由是鐵絲在空氣中不燃燒。此時(shí)有一個(gè)同學(xué)站起來(lái)說(shuō)：“老師，鐵絲在空氣中也能燃燒，真的，我做了實(shí)驗(yàn)，真的能燃燒?！蔽矣悬c(diǎn)不信，多少資料上都是不燃燒，怎么可能呢？于是我讓他當(dāng)場(chǎng)來(lái)做，這個(gè)學(xué)生也是有備而來(lái)，他用一團(tuán)比較新的窗紗上的細(xì)鐵絲，在酒精燈火焰上燒，結(jié)果竟然真的燃燒了！只不過(guò)不是很劇烈。

啟示：有好多事都不是絕對(duì)的，當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)可能出現(xiàn)不同的結(jié)果。實(shí)際上化學(xué)中有好多練習(xí)題，仔細(xì)推敲都存在問(wèn)題。

二、過(guò)氧化氫制氧氣

實(shí)驗(yàn)室常用加熱高錳酸鉀或過(guò)氧化氫在二氧化錳催化下分解制取氧氣。在學(xué)習(xí)本節(jié)課時(shí)，我將準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)儀器放在辦公室準(zhǔn)備上課做演示實(shí)驗(yàn)。辦公室某數(shù)學(xué)老師他對(duì)此實(shí)驗(yàn)頗感興趣，裝配好儀器并將過(guò)氧化氫和二氧化錳加入儀器，反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣體。這時(shí)他說(shuō)如何檢驗(yàn)生成的是氧氣，我一邊給他講，一邊將帶貨新的木條放在導(dǎo)管口，結(jié)果木條沒(méi)復(fù)燃，我又做了幾次，還是一樣，我甚至用燃著的木條檢驗(yàn)，木條熄滅了。我仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)他加入的二氧化錳太多了。

啟示：催化劑的催化效率與催化劑的量有一定關(guān)系；教材演示實(shí)驗(yàn)中藥品用量都是有科學(xué)依據(jù)的。

三、氧化鐵與硫酸的反應(yīng)

在初中化學(xué)第十單元課題1“酸的的化學(xué)性質(zhì)”教學(xué)中，教材上有氧化鐵（生銹的鐵釘）與硫酸反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)我沒(méi)有找到生銹的鐵釘，于是我直接取氧化鐵來(lái)做實(shí)驗(yàn)，可是并沒(méi)有看到固體溶解，溶液變黃這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。是否與硫酸濃度有關(guān)呢？是否溫度低反應(yīng)慢呢？對(duì)此我在實(shí)驗(yàn)室做了以下實(shí)驗(yàn)：

1.配置98%～10%梯度濃度的10種硫酸，取10支試管各取5mL，加入等量氧化鐵。但同樣任何一組都沒(méi)有固體溶解，溶液變黃這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

2.將上述各組試管分別在酒精燈上加熱至沸騰，但仍然無(wú)現(xiàn)象。網(wǎng)上查找相關(guān)資料，在酷網(wǎng)有視頻（地址http：//v.ku6.com/show/7_NZ52ghgtSlSIKG7XTlMw...html？from=my）。此視頻中雖然老師說(shuō)發(fā)生反應(yīng)了，但很明顯的視頻中試管內(nèi)仍然是紅色的濁液。那么如果真的反應(yīng)了的話(huà)，試管內(nèi)應(yīng)該有Fe3+。于是我做了第3個(gè)實(shí)驗(yàn)：將實(shí)驗(yàn)1、2中試管內(nèi)的混合物分別過(guò)濾，向?yàn)V液中滴加NaOH溶液。結(jié)果并沒(méi)有出現(xiàn)紅褐色沉淀。

經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，鐵銹與硫酸的反應(yīng)現(xiàn)象明顯：鐵銹溶解，溶液變?yōu)辄S色。鐵銹是鐵和空氣中所氧氣、水蒸氣等起作用，生成鐵的多種氧化物的水合物。鐵銹的成分比較復(fù)雜，通常簡(jiǎn)略用Fe2O3·xH2O表示。顯然，實(shí)驗(yàn)室的氧化鐵成分與鐵銹的不一樣。資料表明，氧化鐵主要有兩種類(lèi)型，即α-Fe2O3和γ-Fe2O3 。制備方法有水解法、干燥法、水熱法、超聲波法、固相法、氣相法等，產(chǎn)品均為納米級(jí)別。氧化鐵與硫酸不反應(yīng)可能均與這些因素有關(guān)，期待專(zhuān)家進(jìn)一步的研究。

啟示：我覺(jué)得教材中該演示實(shí)驗(yàn)中氧化鐵用鐵銹代替不僅僅是為了節(jié)約藥品，是否早就發(fā)現(xiàn)了氧化鐵與硫酸不容易反應(yīng)的這個(gè)問(wèn)題呢？可見(jiàn)，我們學(xué)習(xí)時(shí)往往容易想當(dāng)然，有好多我們熟視無(wú)睹的知識(shí)，我們的認(rèn)識(shí)與其實(shí)際情況是大相徑庭的。

四、酚酞和堿反應(yīng)的顏色變化

在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，酚酞遇堿變紅成為檢驗(yàn)溶液酸堿性的常用方法.在課堂演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，向盛有一定量氫氧化鈉溶液的試管內(nèi)滴加幾滴酚酞后，溶液變?yōu)榧t色，然而正在我引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)指示劑與堿反應(yīng)的認(rèn)識(shí)時(shí)，溶液卻褪色了。

后經(jīng)過(guò)查資料得知：NaOH（aq）的物質(zhì)的量濃度對(duì)酚酞溶液褪色有影響。酚酞是一種弱有機(jī)酸，在pH<8.0的溶液里為無(wú)色的內(nèi)酯式結(jié)構(gòu)，所以酚酞試液遇酸性溶液不變色，仍然為無(wú)色，準(zhǔn)確的說(shuō)是當(dāng)遇到pH<8.0的溶液時(shí)都應(yīng)該不變色，而當(dāng)遇到8.010.0的堿性溶液時(shí)，就會(huì)生成無(wú)色的羧酸鹽式。所以，酚酞試劑滴入濃堿液時(shí)，酚酞開(kāi)始變紅，很快紅色退去變成無(wú)色。 酚酞在稀堿溶液中才穩(wěn)定顯紅色，0.01mol/L NaOH（aq）就可以長(zhǎng)時(shí)間不褪色，在濃堿溶液中顯紅色后不穩(wěn)定，非常容易褪色。據(jù)此我設(shè)計(jì)了一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課，讓學(xué)生猜想探究溶液褪色的原因，以消除疑慮，加深對(duì)知識(shí)的理解。

啟示：再次說(shuō)明教材中演示實(shí)驗(yàn)中藥品規(guī)格與用量的規(guī)定都是有科學(xué)依據(jù)的。同時(shí)作為教育者，我們應(yīng)該更深更全面的掌握知識(shí)，對(duì)知識(shí)認(rèn)識(shí)越深刻，我們的教學(xué)才能越游刃有余。

總之，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)意外，是化學(xué)老師做實(shí)驗(yàn)時(shí)不可避免的事?；瘜W(xué)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中也必須有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。我們必須要尊重事實(shí)，以事實(shí)為依據(jù)，才能培養(yǎng)學(xué)生事實(shí)求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。面對(duì)意外，我們要積極探求原因，如果是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)操作等方面的問(wèn)題，就要改進(jìn)方案，糾正錯(cuò)誤；如果是確實(shí)客觀存在的問(wèn)題，有可能的話(huà)，可以引導(dǎo)學(xué)生加以探究，應(yīng)用于教學(xué)。但我們必須承認(rèn)它的存在，而不是“盡信書(shū)”。

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