初中化學實驗不成功因素舉隅

在初中化學實驗教學中，無論是做演示實驗還是分組實驗，有時會遇到實驗不成功的情況.它影響了教學效果，也影響了學生對實驗現象的觀察，干擾了學生對實驗本質的認識，并會挫傷學生科學探究的好奇心和熱情.下面以舉例形式列舉一些不成功實驗的現象，分析其中的因素，并指出正確操作方法.

一、“不適量”的因素

【例1】 在做CuO與稀H2SO4微熱反應的實驗中，常常黑色一直存在，并沒有隨著反應進行而消失，沒有出現我們預想的現象：黑色粉末逐漸消失，溶液呈藍色.

分析：出現上述現象，究其原因是CuO過量，反應后CuO還有剩余，有時可能CuO剩余太多.因CuO顏色是黑色的，雖生成的CuSO₄溶液是藍色的，但與剩余黑色的CuO小顆粒相混在一起，就看不到藍色.

正確做法：取CuO粉末時量要少，可用藥匙柄背面的小匙取CuO，稀H₂SO₄

要過量，以保證CuO全部反應完.

【例2】 在做CuSO₄溶液與Ca(OH) ₂溶液反應、FeCl₃溶液與Ca(OH) ₂溶液反應的演示實驗中，產生的藍色絮狀沉淀及紅褐色絮狀沉淀很微弱，離教師近的同學幾乎觀察不到，遠排的同學就更難看到明顯的現象.

分析：CuSO₄與Ca(OH) ₂反應、FeCl₃與Ca(OH) ₂反應的現象并不像CuSO₄與NaOH反應、FeCl₃與NaOH反應的現象那樣：出現大量的顏色很深的藍色絮狀沉淀及紅褐色絮狀沉淀.其原因在于常溫下(20℃時)Ca(OH) ₂是微溶于水的，溶解度只有0.165g，Ca(OH) ₂溶液中含Ca(OH) ₂量少，參加反應的Ca(OH) ₂當然也就少了，故產生的沉淀也就少得可憐了，而NaOH是易溶于水的，NaOH溶液中含NaOH量多，參加反應的NaOH也多，故產生的沉淀就多，現象就明顯.

正確做法：取新制的Ca(OH) ₂溶液，瓶底有大量的未溶解的Ca(OH) ₂固體，輕輕搖晃后，取混有Ca(OH) ₂懸浮顆粒的溶液放入試管，再做上述演示實驗，盡管現象沒有與NaOH反應的實驗那樣明顯，但同學們能觀察到且能看清楚.

二、“不適濃度”的因素

【例3】 在做NaOH溶液與無色酚酞反應的實驗中，常常出現先變紅色后又立即褪去的情況.

分析：酚酞是一種有機弱酸，在水里的溶解度很小，易溶于酒精，所以一般把它制成1％的酒精溶液使用.在稀NaOH溶液中則以紅色的醌式結構的醌酚鹽存在；在濃NaOH溶液中，醌式結構被破壞，轉化成無色的羧酸鹽.所以，酚酞與較濃NaOH的溶液(如濃度為20％以上時)反應時，瞬間顯紅色后又立即褪去.

正確做法：配制的NaOH溶液濃度低于5％較好.向低于5％的氫氧化鈉溶液中滴入酚酞，顯紅色并可以保持較長時間不褪色.

【例4】 在做二氧化碳與石灰水反應的實驗中，隨著CO₂的通入，飽和的石灰水逐漸變渾濁，繼續通入過量的CO₂，渾濁程度逐漸減小，但最終渾濁液無法完全變澄清.

分析：能否由渾濁變澄清，問題的關鍵是新生成的CaCO₃能否完全反應生成Ca(HCO₃)₂，這個反應涉及到CaCO₃的溶解平衡、H₂CO₃的兩步電離平衡、

HCO₃的水解平衡.通過計算(略)，要使渾濁液最終完全變澄清，溶液的pH應小于5.3.H₂CO₃所能提供的酸性是有限的，實驗證明最后溶液偏堿性，不能達到CaCO₃完全溶解的溶液pH要求.也就是說飽和的Ca(OH) ₂堿性強于渾濁液最終完全變澄清的pH要求，飽和的Ca(OH) ₂的濃度大了.

正確做法：用不飽和的石灰水來做實驗，在選擇澄清石灰水時可加水稀釋或把澄清石灰水［瓶底無Ca(OH)₂沉積］敞口放置幾天，讓部分Ca(OH) ₂與空氣中CO₂反應，使Ca(OH) ₂的濃度降低.

三、“不適時”的因素

【例5】 在做檢驗打火機內丁烷燃燒產物的實驗中，將干而冷的燒杯倒罩在火焰上，能看到一層水霧，若燒杯不拿開，水霧馬上消失.

分析：丁烷燃燒產物有水蒸氣，遇到冷的燒杯液化成水霧，若不及時將燒杯拿開，燒杯則被火焰烤熱，水霧則快速蒸發掉.

正確做法：倒罩的燒杯上出現水霧后，馬上將燒杯拿開，讓同學們觀察分析.

四、“加熱位置不對”的因素

【例6】 在做檢驗葡萄糖的實驗中，將新制的Cu(OH) ₂懸濁液與待檢驗的葡萄糖用酒精燈加熱后，試管內出現磚紅色，若繼續加熱則變成黃綠色再呈黑色.

分析：由于葡萄糖分子中含有醛基的官能團而具有還原性，與新制的 Cu(OH) ₂共熱將高價的Cu₂+還原成低價的Cu⁺即黃色的CuOH沉淀，CuOH受熱分解成磚紅色的Cu₂O沉淀.實驗中，在遠遠過量的10％NaOH溶液中滴加2～3滴2％CuSO₄溶液，“新制氫氧化銅”實際上是指Cu(OH) ₂和NaOH的混合液.試管底部的Cu(OH) ₂在較強的堿性條件下受熱分解為CuO黑色沉淀.所以會出現黑色沉淀.另外，若對新生成的Cu₂O持續加熱，則Cu₂O被氧化成CuO也呈黑色.

正確做法：在做檢驗葡萄糖的實驗時，一方面10％NaOH溶液的量取得適宜，更重要的是加熱時位置要在混合物的上部，因Cu(OH)2沉在底部，且出現磚紅色時應立即停止加熱.也可水浴加熱，從而避免位置不對的因素干擾.

五、其他的因素

【例7】 在做鐵在氧氣中的燃燒實驗時，不少學生發現，鐵絲燒不起來.

分析：其中不成功的原因可能有多種：這個實驗一般選用的鐵絲是從石棉網上拆下來的，雖然鐵絲很細，但已生銹，點燃前，用砂紙打磨時可能未將鐵銹除干凈；集氣瓶中的原有的氧氣純度低或過少；綁在螺旋狀鐵絲上的火柴燃燒的時間過短，就伸到集氣瓶中較長時間持續燃燒，消耗大量氧氣而使鐵絲燃燒所需的氧氣不足；綁在螺旋狀鐵絲上的火柴燃燒的時間過長，使鐵絲表面氧化而不能燃燒等等.

正確做法：鐵絲用砂紙打磨光亮，集氣瓶選250mL或125mL型號較適宜，集氣瓶中氧氣要純且滿，綁在螺旋狀鐵絲上的火柴燃燒的時間要適中.