淺析高中化學中的異常現(xiàn)象

在化學實驗教學過程中，無論是教師課堂演示還是學生實驗，由于種種原因，有時都會出現(xiàn)一些與預料的正常實驗結(jié)果不相符合的現(xiàn)象，其中有顏色變化的異常，生成物氣味的異常，事故發(fā)生的異常，等等。

化學作為一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學，要實施素質(zhì)教育、創(chuàng)新教育，以及新課程改革教學，而實驗教學就發(fā)揮著極其重要的作用。實驗中異常現(xiàn)象的出現(xiàn)，會對學生造成認知沖突的失衡。教師若不及時加以正確的引導和徹底解決，勢必會影響教學效果，給學生留下知識盲點，并失去對實驗教學的信心。找出產(chǎn)生異常現(xiàn)象的原因，變“異常”為“正常”，是培養(yǎng)學生實事求是、嚴謹認真、善于觀察、自主探究的科學素質(zhì)的一種有效的方法和途徑，對教師本身也提供了一個提高專業(yè)素質(zhì)、增強分析問題和解決問題能力的機會。

一、實驗現(xiàn)象異常的成因

1.因試劑的純度引起的實驗異常。

在高中化學實驗中，不同的實驗對其所選擇的實驗藥品純度的要求也是不同的。限于中學化學實驗條件，有些實驗往往產(chǎn)生“失常”現(xiàn)象。

例如在做“甲烷的燃燒實驗”時，用無水醋酸鈉和堿石灰制備CH氣體，在用石英玻璃管燃燒時卻發(fā)現(xiàn)火焰呈黃色。這是由于制備氣體時反應物受熱不均勻，局部溫度過高所致，使產(chǎn)生的甲烷不純，含有丙酮等雜質(zhì)氣體。因此我 們可以在實驗前將無水醋酸鈉和堿石灰充分炒干、研細、混勻，同時要保證堿石灰過量。

再如在做“原電池實驗”時，在觀察到除了銅片上有大量氣泡產(chǎn)生以外，作為負極的鋅片上也會有較多的氣泡生成。這種現(xiàn)象是由于鋅片不純，含有C、Fe等雜質(zhì)且金屬表面粗糙，容易產(chǎn)生微小電池而使氫的超電壓減小，最終使得一部分氫氣在鋅表面析出。

2.因試劑加入順序的先后引起的實驗異常。

教師或?qū)W生在實驗中，若將化學試劑的加入順序變更以后，有可能引起實驗現(xiàn)象不明顯，甚至得到截然不同的實驗結(jié)果。

例如在做“溴與苯酚取代實驗”時，將苯酚溶液加到濃溴水中，觀察不到白色沉淀，而只能見到溶液變成了黃色。若將反應物的加入順序改為“將1-2滴濃溴水滴入苯酚溶液中”，保證反應中苯酚過量，則預期現(xiàn)象很明顯。

再如Cu（OH）的制備是高一的一個學生實驗。若按教材要求的方法和步驟，向盛有CuSO溶液的燒杯中滴加NaOH溶液，可以產(chǎn)生大量的絮狀沉淀，但是對該沉淀進行加熱時有時就是看不到黑色CuO。實際上，按如上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）的受熱分解現(xiàn)象。所以，建議將步驟改為“向盛有NaOH溶液的燒杯中滴加幾滴CuSO溶液”，確保生成Cu（OH）過程中NaOH始終是過量的。

3.藥品保存方面引起的實驗異常。

實驗室購置的藥品不一定會馬上使用。有些藥品會因為在實驗室保存過程中，由于長時間與空氣中的氧氣、水蒸氣等作用或者人為地藥品保存不當而發(fā)生變質(zhì)，最終導致實驗過程中異常現(xiàn)象的出現(xiàn)。

例如在檢驗NaSO中的SO離子時，加入BaCl溶液后產(chǎn)生大量白色沉淀，加入稀HCl后，產(chǎn)生可以使石蕊試紙變紅的酸性氣體。但是無論HCl量多少，試管中始終會有少量白色沉淀無法溶解。實際上，由于SO離子具有很強的還原性，很容易被空氣中的氧氣等氧化成NaSO，所以看見有不溶于HCl的沉淀也就不足為奇了。

4.因藥品用量的不同引起的實驗異常。

實驗過程中，特別是在學生做學生實驗時由于實驗習慣的問題，在取用藥品時用量很隨意，很容易出現(xiàn)出乎意料的現(xiàn)象。

二、異常現(xiàn)象的合理利用

實驗出現(xiàn)預料之外的情況是可能的，關(guān)鍵是采取正確的補救措施。如何對待實驗過程中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象？意外中蘊含著正常，關(guān)鍵是透過表象看到本質(zhì)。如果設(shè)法搪塞或者回避的話，就錯過了最好的教育時機。抓住實驗中的意外，也就抓住了學生旺盛的求知欲，若能積極引導并給予合理的分析解釋，也就能化慌亂為沉著、化意外為平常，反而能因化腐朽為神奇的“意外”給學生留下更深刻的記憶，教學目的也就能輕易實現(xiàn)，使師生雙方在探索活動中相互得到提高。

1.利用異常現(xiàn)象提高教師自身專業(yè)素質(zhì)。

實驗中出現(xiàn)的異常現(xiàn)象要求教師自覺地在教育教學實踐中思考、分析、研究，并不斷學習新的知識和理論，進一步使教師樹立起“科研先導”的意識，提高教師的科研能力，使教師由“經(jīng)驗型”向“科研型”、“創(chuàng)新型”轉(zhuǎn)化。

去年我校邀請了專家來校指導，我被要求上《鐵和鐵的化合物》第一課時，需要演示Fe和水蒸氣反應制H實驗，但是按高中化學教材圖示和步驟操作實驗幾乎就不能成功，為此我采用了多媒體模擬實驗來代替，在課后評析中有了較大的爭議。之后我再認真地進行反思總結(jié)，查閱資料，終于發(fā)現(xiàn)陸燕海：《鐵與水蒸氣反應的裝置改進和鐵粉選擇》一文中采用石英兩通管、用電熱絲豎直加熱方法。

2.利用異常現(xiàn)象進行反思性實驗教學，逐步使學生養(yǎng)成去思考、會思考的習慣。

當學生在實驗中出現(xiàn)的實驗失敗或誤差較大時，教師應見縫插針積極引導學生如實記錄實驗結(jié)果，反思失敗的原因以找到切實可行的方法改進實驗，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

例如：在做“鹽類水解實驗”時，學生在測定NaCl溶液的PH時卻發(fā)現(xiàn)其結(jié)果往往不等于7，而是略大于7。這時就不能主觀臆斷地把結(jié)果記為7，而應該讓學生從溶液、環(huán)境、試紙等方面仔細探索產(chǎn)生異常現(xiàn)象的原因。教師此時要當好“領(lǐng)路人”角色，多與學生交流，鼓勵其對這些異常現(xiàn)象進行探討，這樣不但提供學生主動思考、表達的機會，而且有助于學生樹立自信心。

高中化學實驗中由于受試劑的純度，試劑添加順序，藥品用量，副反應，溫度，催化劑，實驗裝置等各方面制約，有時會導致實驗現(xiàn)象異常。

如果教師轉(zhuǎn)換觀念，把實驗的目的看作是帶領(lǐng)學生探究知識，“發(fā)現(xiàn)”他們尚未認識的客觀事物，并從中學到認知的本領(lǐng)，就不會因為出現(xiàn)異常現(xiàn)象而手忙腳亂，影響教學。所以教師應實事求是地面對實驗現(xiàn)實，并引導學生運用已有的知識經(jīng)驗，分析發(fā)生異常現(xiàn)象的原因，師生共同研究，改變實驗方法和策略，最后把實驗做成功。這樣雖多占了一些教學時間，影響到上課的進度，但由于參與了實驗從失敗到成功的全過程，學生在知識、技能、意志、能力等方面得到了提升。