化学实验现象异常的成因和利用
化学是一门以实验为基础的自然科学,在化学实验教学过程中,无论是教师课堂演示实验还是学生实验,由于种种原因,有时会出现一些与预料实验结果不相符合的现象,教育论文发表
其中有颜色变化的异常,生成物气味的异常,事故发生的异常等等。下面就高中化学实验现象异常的成因和利用作如下简单的探讨。
一、实验现象异常的成因 教育论文发表
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“失常”现象。例如在做甲烷的燃烧实验时,用无水醋酸钠和碱石灰制备CH4气体,在用石英玻璃管燃烧时却发现火焰呈黄色,这是由于制备气体时反应物受热不均匀,局部温度过高所致,使产生的甲烷不纯,含有丙酮等杂质气体。为了避免此现象,可以在实验前将无水醋酸钠和碱石灰充分烘干,研细,混匀,同时要保证碱石灰过量。 教育论文发表
2. 因试剂加入顺序的先后引起的实验异常
教师或学生在实验中,若将化学试剂的加入顺序变更以后,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。例如在做溴与苯酚取代实验时,将苯酚溶液加到浓溴水中,观察不到白色沉淀,而只能见到溶液变成了黄色。若将反应物的加入顺序改为“将1~2滴浓溴水滴入苯酚溶液中”,保证反应中苯酚过量,则预期现象很明显。再如Cu(OH)2的制备是高一的学生实验,若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,可以产生大量的絮状沉淀,但是对该沉淀进行加热时有时就是看不到黑色CuO。实际上,按如上操作一般生成的沉淀只能是绿色的碱式硫酸铜,致使观察不到Cu(OH)2的受热分解现象,所以建议将步骤改为“向盛有NaOH溶液的烧杯中滴加几滴CuSO4溶液”,确保生成Cu(OH)2过程中NaOH始终是过量的。
3. 药品保存方面引起的实验异常
实验室购置的药品不一定会马上使用,有些药品会因为在实验室保存过程中长时间与空气中的氧气、水蒸气等作用或因保存不当而发生变质,最终导致实验过程中出现异常现象。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,产生可以使石蕊试纸变红的酸性气体。但是无论HCl的量多少,试管中始终会有少量白色沉淀无法溶解。实际上,由于SO32-离子具有较强的还原性,很容易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,所以看见有不溶于HCl的沉淀也就不足为奇了。在实际的实验教学中,除了上述原因以外,所用试剂的浓度大小,试剂选用的恰当与否,酸碱介质环境,药品用量的不同,实验温度控制不当,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的事,若教师能抓住实验中的意外,那将大大提高学生的求知欲,并能让学生在神奇的“意外”中产生更深刻的记忆。那么教师应如何做呢?
1. 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实验失败或误差较大时,教师应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。教师应多与学生交流,鼓励其对这些异常现象进行探讨。
2.利用异常现象,积极开展科学探究活动,从而提高学生探究的水平和创新能力。在化学教学中,只要学生留心观察实验过程,注意捕捉奇特的变化,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重要的发现。教师应根据教学内容,指导学生对见怪不怪的现象着手探究,发现问题。
三、总结
高中化学实验中由于受试剂纯度、试剂添加顺序、药品用量、副反应、温度、催化剂、实验装置等各方面的制约,有时会导致实验现象异常。如果我们教师转换观念,把实验的目的看作是带领学生探究知识,“发现”他们尚未认识的客观事物,并从中学到认知的本领,就不会因为出现异常现象而手忙脚乱,影响教学。作为教师,我们应实事求是地面对实验现实,并引导学生运用已有的知识经验,分析发生异常现象的原因,师生共同研究,改变实验方法和策略,最后把实验做成功。这样虽多占了一些教学时间,影响到上课的进度,但由于学生参与了实验从失败到成功的全过程,在知识、技能、意志、能力等方面得到了提升,是非常值得的。
其中有颜色变化的异常,生成物气味的异常,事故发生的异常等等。下面就高中化学实验现象异常的成因和利用作如下简单的探讨。
一、实验现象异常的成因 教育论文发表
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“失常”现象。例如在做甲烷的燃烧实验时,用无水醋酸钠和碱石灰制备CH4气体,在用石英玻璃管燃烧时却发现火焰呈黄色,这是由于制备气体时反应物受热不均匀,局部温度过高所致,使产生的甲烷不纯,含有丙酮等杂质气体。为了避免此现象,可以在实验前将无水醋酸钠和碱石灰充分烘干,研细,混匀,同时要保证碱石灰过量。 教育论文发表
2. 因试剂加入顺序的先后引起的实验异常
教师或学生在实验中,若将化学试剂的加入顺序变更以后,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。例如在做溴与苯酚取代实验时,将苯酚溶液加到浓溴水中,观察不到白色沉淀,而只能见到溶液变成了黄色。若将反应物的加入顺序改为“将1~2滴浓溴水滴入苯酚溶液中”,保证反应中苯酚过量,则预期现象很明显。再如Cu(OH)2的制备是高一的学生实验,若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,可以产生大量的絮状沉淀,但是对该沉淀进行加热时有时就是看不到黑色CuO。实际上,按如上操作一般生成的沉淀只能是绿色的碱式硫酸铜,致使观察不到Cu(OH)2的受热分解现象,所以建议将步骤改为“向盛有NaOH溶液的烧杯中滴加几滴CuSO4溶液”,确保生成Cu(OH)2过程中NaOH始终是过量的。
3. 药品保存方面引起的实验异常
实验室购置的药品不一定会马上使用,有些药品会因为在实验室保存过程中长时间与空气中的氧气、水蒸气等作用或因保存不当而发生变质,最终导致实验过程中出现异常现象。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,产生可以使石蕊试纸变红的酸性气体。但是无论HCl的量多少,试管中始终会有少量白色沉淀无法溶解。实际上,由于SO32-离子具有较强的还原性,很容易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,所以看见有不溶于HCl的沉淀也就不足为奇了。在实际的实验教学中,除了上述原因以外,所用试剂的浓度大小,试剂选用的恰当与否,酸碱介质环境,药品用量的不同,实验温度控制不当,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的事,若教师能抓住实验中的意外,那将大大提高学生的求知欲,并能让学生在神奇的“意外”中产生更深刻的记忆。那么教师应如何做呢?
1. 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实验失败或误差较大时,教师应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。教师应多与学生交流,鼓励其对这些异常现象进行探讨。
2.利用异常现象,积极开展科学探究活动,从而提高学生探究的水平和创新能力。在化学教学中,只要学生留心观察实验过程,注意捕捉奇特的变化,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重要的发现。教师应根据教学内容,指导学生对见怪不怪的现象着手探究,发现问题。
三、总结
高中化学实验中由于受试剂纯度、试剂添加顺序、药品用量、副反应、温度、催化剂、实验装置等各方面的制约,有时会导致实验现象异常。如果我们教师转换观念,把实验的目的看作是带领学生探究知识,“发现”他们尚未认识的客观事物,并从中学到认知的本领,就不会因为出现异常现象而手忙脚乱,影响教学。作为教师,我们应实事求是地面对实验现实,并引导学生运用已有的知识经验,分析发生异常现象的原因,师生共同研究,改变实验方法和策略,最后把实验做成功。这样虽多占了一些教学时间,影响到上课的进度,但由于学生参与了实验从失败到成功的全过程,在知识、技能、意志、能力等方面得到了提升,是非常值得的。