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合理利用异常化学实验现象学习化学

2019-11-27

关键词:锌片异常现象铜丝

化学实验中往往会出现一些与预期的正常实验结果不相符的异常现象,这些异常现象的出现,会对同学们的认知造成一定冲突,若不及时解决,势必会影响同学们的学习效果,导致同学们留下知识盲点。因此,同学们应重视并合理利用化学实验中出现的异常现象。

一、实验现象异常的成因

1.因试剂的纯度引起的实验异常。在化学实验中,化学药品的纯度会直接影响到实验结果。例如,在做铜-锌原电池实验时,同学们会观察到除铜片上有大量气泡产生外,作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这种异常现象的出现是由于锌片不纯,含有C、Fe等杂质且锌片表面粗糙,容易产生微小电池而使氢超电压减小,最终使得一部分氢气在锌片表面析出。

2.因试剂加入顺序的不同引起的实验异常。在化学实验中,若调整试剂的加入顺序,则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,在做溴与苯酚的取代实验时,将苯酚溶液加入到浓溴水中,观察不到白色沉淀,而只能观察到溶液变成了黄色。若将反应物的加入顺序改为“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。

3.因药品用量的不同引起的实验异常。同学们在实验过程中,由于实验习惯的问题,在取用药品时用量很随意,致使实验中很容易出现异常现象。例如,在做银镜反应时,先在一洗净的试管里注入1mLAgNO3溶液,再滴加氨水至完全溶解,最后滴几滴新制的乙醛溶液后水浴加热几分钟,却始终得不到光亮的银镜。究其原因应该是配制银氨溶液时氨水的量未控制好引起的。教材描述为“氨水加到生成的沉淀刚好溶解为止”。但我个人建议,加氨水时直到最初产生的沉淀溶解至还略显浑浊(不可使沉淀恰好溶解至溶液澄清)为止,这时银氨溶液的氧化能力最强,实验效果最好。

4.因副反应的存在引起的实验异常。很多化学反应中都存在副反应,有些副反应甚至会影响实验结果,干扰实验现象。例如,很多老师在演示验证NO2性质的实验时,是这样描述的:用大试管收集一试管NO2气体,倒扣在盛水的水槽中,不久会看到试管里红棕色气体消失,水面上升至试管容积的约处……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,实际试管中水面上升的高度要远远大于试管容积的。

5.因实验温度控制不当引起的实验异常。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至变黑后,如不迅速插入乙醇中(反复几次),就看不到铜丝变红亮,也闻不到刺激性气味。因为插入铜丝的速度太慢,会使铜丝的温度下降,反应就不能发生了。

在实际的实验过程中,除了上述几种原因,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,以及实验操作者的基本操作是否规范等也会引起实验的异常现象。

二、异常现象的巧妙利用

1.利用异常现象提高自身专业素养。实验中出现的异常现象要求我们在实践中应多思考、分析、研究,并不断学习新的知识和理论,提高专业素养。

2.利用异常现象进行反思。当同学们在实验中出现实验失败或误差较大时,应如实记录实验结果,反思失败的原因,便于找到切实可行的方法改进实验,培养严谨的科学态度。

3.利用异常现象开展探究活动。在化学实验中,大家要留心观察实验过程,对实验中的异常现象进行探究,会得到很多重要的发现,在疑惑中激发强烈的求知欲。

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