高中化学实验现象异常的原因及利用

朱   伦

（四川省三台中学校）

一 、实验现象异常的原因

1.因试剂的纯度引起的实验异常

高中化学实验中，不同的实验对其所选择的实验药品纯度的要求也是不同的。限于中学化学实验条件，有些实验往往产生“异常”现象。

例如在做原电池实验时，在观察到除了铜片上有大量气泡产生以外，作为负极的锌片上也会有较多的气泡生成。这种现象是由于锌片不纯，含有C、Fe等杂质且金属表面粗糙，容易产生微小电池而使氢的超电压减小，最终使得一部分氢气在锌表面析出。

2.因试剂浓度的大小引起的实验异常

教师或学生在实验中，若将化学试剂的浓度选择不当，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：Cu(OH)2的制备。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，可以产生大量的蓝色絮状沉淀，但是对该沉淀进行加热时有时就是看不到黑色沉淀。原因是氢氧化钠溶液过稀或硫酸铜溶液过浓过多，这样生成的沉淀一般是蓝绿色的碱式硫酸铜【Cu2(OH)2SO4】，，而碱式硫酸铜受热时不易分解，致使观察不到Cu(OH)2的受热分解现象。所以，Cu(OH)2的制取中不宜用浓度较小的NaOH溶液，可用NaOH饱和溶液。

3.药品保存方面引起的实验异常

有些药品会因为在实验室保存过程中，由于长时间与空气中的氧气、水蒸气等作用或者人为地药品保存不当而发生变质，最终导致实验过程中异常现象的出现。

比如在检验Na2SO3中的SO32-离子时，加入BaCl2溶液后产生大量白色沉淀，加入稀HCl后，白色沉淀应该完全溶解，产生可以使石蕊试纸变红或品红溶液褪色的气体。但是实验时常常无论加入HCl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-离子具有很强的还原性，很容易被空气中的氧气等氧化成SO42-，所以观察到有不溶于HCl的沉淀也就不足为奇了。 再比如：氢氧化亚铁的制备时所用的硫酸亚铁放在空气中会被氧化成硫酸铁，导致滴加NaOH溶液观察不到明显的白色沉淀。

4.因药品用量的不同引起的实验异常

实验过程中，特别是在学生做学生实验时由于实验习惯的问题，在取用药品时用量很随意，很容易出现出乎意料的现象。

如FeCl3与KI反应：2Fe3+ + 2I- = I2 + 2Fe2+，为了观察I2的生成，向反应后的溶液中加入CCl4，理论上应该在CCl4层能观察到紫红色，在水层由于生成Fe2+而显浅绿色，但是由于Fe3+略过量，致使水层显棕黄色，同时生成的I2浓度过高，致使CCl4无法萃取完全，而使I2层出现红棕色。

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。

6. 因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变黑后，如不迅速插入乙醇，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。

在实际的实验教学中，除了上述原因以外，试剂加入的先后顺序，试剂选用的恰当与否，酸碱介质环境的控制，仪器的选用及装置是否合理，以及实验操作者自身基本操作是否过关等方面也会引起实验的异常现象。

二、异常现象的合理利用

实验出现预料之外的情况是时有发生的，关键是采取怎样的补救措施。如何对待实验过程中出现的异常现象？关键是要透过表象看到本质。抓住实验中的意外，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，反而能因化腐朽为神奇的“意外”给学生留下更为深刻的记忆，教学目的也就能轻易实现，使师生双方在探索过程中相互得到提高。

1．利用异常现象提高教师自身专业素质

实验中出现的异常现象要求我们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，逐步使学生养成去思考、会思考的习惯

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。

例如：做钠燃烧实验看到淡黄色固体周围有黑色固体，教师此时要当好“领路人”角色，让学生思考，为何燃烧时产生黑色固体？黑色是什么呢？让学生去对这些异常现象进行探讨，这样培养了学生主动思考的能力。

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，从而提高学生探究的水平和创新能力

在化学教学中，只要留心观察实验过程，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收获。教师应根据教学内容，指导学生对异常现象着手探究、发现问题。例如：在相同的条件下，将两块完全相同的铝片放入c（H+）相同的稀硫酸和稀盐酸中，发现稀盐酸中产生H2速度比稀硫酸中快。疑问：写出离子反应方程式，反应的实质是铝与氢离子反应，那么为什么c（H+）浓度相同的稀盐酸与铝片反应的速率却比稀硫酸要快得多?

猜想与假设：溶液中除氢离子外的其它离子(Cl-、SO42-)可能会影响反应速率。稀盐酸中产生H2速度比稀硫酸中快，那么，是否Cl-对反应有促进作用，SO42-对反应有抑制作用呢？然后让学生设计出探究方案，同时学生的探究能力得以提高。