例談初中化學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的“二次開發(fā)”

劉振鋒

（南通市通州區(qū)劉橋中學(xué) 江蘇 南通 226300）

初中化學(xué)新課程為探究實(shí)驗(yàn)的“二次開發(fā)”提供了有價(jià)值的素材。所謂“二次開發(fā)”就是在文本原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出新問(wèn)題，形成新思路，總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)。

一、萌動(dòng)探究鹽類水解之謎

在一次復(fù)習(xí)課上，學(xué)生再做“鐵釘與硫酸銅溶液反應(yīng)前后質(zhì)量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)”驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律時(shí)，有些細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)時(shí)有極少量氣泡冒出，后經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間等待，發(fā)現(xiàn)天平平衡被微微破壞。怎么會(huì)這樣呢？于是，他們提出了一系列質(zhì)疑：①該實(shí)驗(yàn)用于驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律欠妥嗎？②換成鋅是否有類似情形呢？于是，他們從懷疑硫酸銅溶液被酸污染的觀點(diǎn)出發(fā)，要求親自配制硫酸銅溶液，再次實(shí)驗(yàn)：要求用pH試紙測(cè)硫酸銅溶液的pH，目的是檢測(cè)它與碳酸鈉溶液呈堿性是否有相似的原因。

當(dāng)他們饒有興趣地圍繞上述質(zhì)疑再次實(shí)驗(yàn)探究后，他們發(fā)現(xiàn)硫酸銅溶液確系一種呈酸性的溶液，并認(rèn)為教材中用上述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律欠妥。然而，他們并不滿足于以上探究，他們繼而提出要徹底搞清楚是什么原因使得有些鹽溶液顯酸堿性?這時(shí)候，筆者開導(dǎo)學(xué)生：既然，某些鹽溶液呈了酸堿性，即溶液里有了較多的H+或OH-，那么，其內(nèi)因肯定與溶液中的什么物質(zhì)有密切的關(guān)系呢？他們根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，無(wú)論如何，元素種類是不變的，H+或OH-的明顯出現(xiàn)應(yīng)與水有關(guān)，因此，他們意識(shí)到要想揭開部分鹽溶液酸堿性之謎，必須要搞清水的尚不知曉的性質(zhì)特點(diǎn)。

二、意外發(fā)現(xiàn)酒精是相對(duì)清潔的綠色能源

新教材中用粗銅絲表面的氧化銅實(shí)驗(yàn)，完成了氫氣還原性的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)還可將變紅后的銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，又變黑，即熱的銅絲又被氧化成黑色的氧化銅了，再用氫氣還原，又變紅了。這樣，以上實(shí)驗(yàn)，可以很方便的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，能交替體驗(yàn)到氫氣的還原性與氧氣的氧化性，不亦樂(lè)乎！然而，在某次的實(shí)驗(yàn)課上，有同學(xué)突發(fā)奇想，將變紅的銅絲放置于蠟燭火焰上灼燒，反復(fù)以上操作，出乎意料的是，他發(fā)現(xiàn)氫氣再也不能使銅絲完全變紅，而是紅中夾雜黑，為何如此？他的實(shí)驗(yàn)情況引起了大家的探究興趣，通過(guò)大家的共同努力，他們最終發(fā)現(xiàn)，蠟燭含有豐富的碳元素，燃燒不易完全，導(dǎo)致一些炭黑覆蓋于銅絲的表面。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，他們意識(shí)到酒精可謂是相對(duì)清潔的綠色能源。

三、難以想象Cl-也有催化作用

新教材中提到的金屬鋁具有很好的抗腐蝕性能，是因?yàn)殇X在空氣中與氧氣反應(yīng)致使鋁表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步被氧化。就是這層氧化膜影響到鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)不能順利進(jìn)行。為此，教材中建議將此氧化膜用砂紙打磨掉，再來(lái)完成鋁與硫酸銅溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生按此法實(shí)驗(yàn)，結(jié)果，因氧化膜打磨困難，實(shí)驗(yàn)難以取得理想的效果。可是，當(dāng)他們學(xué)習(xí)到用酸除銹即酸可與金屬氧化物反應(yīng)的知識(shí)后，有同學(xué)提出，可否用酸洗法去除鋁表面的氧化膜，重溫鋁與硫酸銅溶液的反應(yīng)情形？我滿足了他們的要求，并作了如下的安排：一半同學(xué)用鹽酸浸泡氧化鋁薄膜，另一半同學(xué)用相當(dāng)濃度的硫酸浸泡氧化鋁薄膜，然后再來(lái)進(jìn)行鋁與硫酸銅溶液反應(yīng)。結(jié)果出人意料，凡是選用鹽酸去除氧化膜的實(shí)驗(yàn)效果非常理想，漂亮的“銅樹”很快展露出來(lái)；而選用硫酸除氧化膜的實(shí)驗(yàn)效果仍不理想。

這次實(shí)驗(yàn)探究出現(xiàn)的意外，驅(qū)使他們繼續(xù)深入探究，最終，他們認(rèn)為Cl-對(duì)去除鋁氧化膜以及鋁置換鹽酸中的氫可能有催化作用。

四、謹(jǐn)慎選用干燥劑不無(wú)道理

初中學(xué)生已認(rèn)識(shí)到濃硫酸可作干燥劑后，又陸續(xù)接觸到堿性干燥劑，如燒堿、生石灰及堿石灰等。我們對(duì)這些干燥劑及時(shí)地作了比較性總結(jié)，如濃硫酸不可干燥堿性類氨氣了，燒堿等不可干燥二氧化碳、二氧化硫等酸性類氣體了，之后，竟然有學(xué)生針對(duì)新教材中鐵生銹條件探究實(shí)驗(yàn)中采用CaCl2作干燥劑提出質(zhì)疑：為什么這個(gè)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有使用教材中重點(diǎn)介紹的燒堿等干燥劑，而使用了氯化鈣作干燥劑？又能否使用堿石灰等干燥劑代替氯化鈣用于此實(shí)驗(yàn)？

這個(gè)問(wèn)題的提出，使得學(xué)生們有了一次重溫“鐵生銹條件探究實(shí)驗(yàn)”的機(jī)會(huì)。經(jīng)過(guò)一番熱議，他們由開始認(rèn)為的可替換性，逐漸意識(shí)到教材此處安排氯化鈣作干燥劑是別有一番用意的。原來(lái)燒堿等堿性干燥劑有別于氯化鈣之處在于它們不僅能吸收水分，也能吸收二氧化碳，而氯化鈣僅吸收水分。于是，若此處使用了燒堿等堿性干燥劑，則同時(shí)改變了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)因素，這不符合實(shí)驗(yàn)探究應(yīng)遵循的“一次只能改變一個(gè)實(shí)驗(yàn)因素”的基本原則。原來(lái)如此，看來(lái)教材此處的安排是十分科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>