高中化學實驗現象異常的成因和利用

【摘 要】本文總結歸納和簡單分析了高中化學實驗出現異常現象的常見原因，提出了相應的解決方法，并在如何選擇教學策略，使實驗異常現象變廢為寶進行綜合利用。

【關鍵詞】化學實驗 現象異常 原因 利用

化學作為一門以實驗為基礎的自然科學，要實施素質教育、創新教育以及新課程改革教學，實驗教學發揮著極其重要的作用。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，有時會出現一些與預料的正常實驗結果不相符合的現象，其中有顏色變化的異常、生成物氣味的異常、事故發生的異常等等。

一、實驗現象異常的成因

（一） 因試劑的純度引起的實驗異常

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，有些實驗往往產生“失常”現象。

例如在做甲烷的燃燒實驗時，用無水醋酸鈉和堿石灰制備CH4氣體，在用石英玻璃管燃燒時卻發現火焰呈黃色。這是由于制備氣體時反應物受熱不均勻。實踐經驗證明，氨水過量越多，銀鏡反應的效果越差。所以我個人建議，加氨水時直到最初產生的沉淀溶解到還略顯渾濁（不可使沉淀恰好溶解至溶液澄清）為止，這種銀氨溶液氧化能力最強，實驗效果非常，使產生的甲烷不純，含有丙酮等雜質氣體。因此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。

（二） 因試劑加入順序的先后引起的實驗異常

教師或學生在實驗中，若將化學試劑的加入順序變更以后，有可能引起實驗現象不明顯甚至得到截然不同的實驗結果。

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，則預期現象很明顯。

（三） 因藥品用量的不同引起的實驗異常

實驗過程中，特別是學生在做實驗時，由于實驗習慣的問題，在取用藥品時用量很隨意，很容易出現出乎意料的現象。

例如在做銀鏡反應時，在一洗凈的試管里注入1mlAgNO3溶液，然后加氨水到完全溶解，再滴幾滴新配的乙醛溶液后水預加熱幾分鐘卻始終得不到光亮的銀鏡。分析原因，應該是銀氨溶液配制時氨水量未控制好引起的。在向AgNO3溶液中滴加氨水不可過量，教材描述為“氨水加到生成的沉淀剛好溶解為止”。

（四）因副反應的存在導致實驗現象異常

很多化學反應中都有副反應的存在，有些副反應甚至影響實驗結果，干擾實驗現象。

例如高中化學《氮和磷》一節有這樣的練習：“用大試管收集一試管NO2氣體，倒扣在盛水的水槽中，不久看到試管里紅棕色氣體消失，水面上升至容積的約2/3處……”事實上由于收集的氣體中常常含有NO等物質，存在副反應NO2 + NO + H2O =2HNO2，實際水面上升要遠遠大于試管體積的2/3 。

二、異常現象的合理利用

實驗出現預料之外的情況是可能的，關鍵是采取正確的補救措施。

（一）利用異常現象進行反思性實驗教學，逐步使學生養成去思考、會思考的習慣

當學生在實驗中出現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果，反思失敗的原因，以找到切實可行的方法改進實驗，培養學生嚴謹的科學態度。

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

（二）利用異常現象，積極開展科學探究活動，培養學生觀察現象、分析問題、解決問題的能力，從而提高學生探究的水平和創新能力

在化學教學中，只要學生留心觀察實驗過程，注意捕捉奇特的變化，就可以發現許多實驗異常現象，對這些異常現象進行探究會得到很多重要的發現。教師應根據教學內容，指導學生對見怪不怪的現象著手探究、發現問題。中學化學中異常現象很多，其中很多異常現象都可以成為學生進行探究的極好材料。

探究“同周期、同主族元素性質遞變的遞變規律”，分別用鎂條和鋁片與稀硫酸反應，發現鋁片與稀硫酸幾乎不反應，基本上看不到氣泡。這一現象與金屬活動性順序表和酸的通性等是矛盾的，引起了學生的認知沖突，在疑惑中激發了學生強烈的求知欲。疑問：根據離子反應方程式的分析，反應的實質是單質鋁與氫離子反應，那么為什么氫離子濃度相同的稀鹽酸與鋁片反應的速率卻比稀硫酸要快得多?

猜想與假設：溶液中除氫離子外的其他離子（Cl-、SO42-）可能會影響反應速率。稀鹽酸中產生H2速度比稀硫酸中快，那么，是否Cl-對反應有促進作用，SO42-對反應有抑制作用呢？

探究方案制定與實施：用1mol/L的稀鹽酸和0.5mol/L的稀硫酸分別與相同的鋁片反應，驗證了這個題目的正確性。兩者再進行對比實驗分別檢查Cl-和SO2-4對反應速率的影響。

再進行對比實驗：

1. 若往稀硫酸中加入一定量固體NaCl后，再與Al反應，發現反應的速率加快。

2. 若往稀鹽酸中加入一定量固體Na2SO4后，再與Al反應，發現反應的速率減慢。

通過以上等實驗對這些“異常”現象加以分析、探究，喚起了學生的強烈求知欲，進而培養學生的學習興趣，激發學習動機。