■董彥文
(武威第六中學(xué),甘肅 武威733000)
在化學(xué)課堂教學(xué)過程中,化學(xué)教師常常會(huì)遇到這種情況:課前準(zhǔn)備好的演示實(shí)驗(yàn),在課堂上演示時(shí),卻出現(xiàn)了要么速度慢耗時(shí)過長(zhǎng),要么不能觀察到預(yù)期的現(xiàn)象,從而影響了課堂教學(xué)的實(shí)際效果。究其原因,最主要的還是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的把控不準(zhǔn)。為此,筆者針對(duì)一些常見的、在演示過程中容易造成失敗的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)條件控制方面的探索和實(shí)踐,并歸納出了一些相應(yīng)的解決辦法和策略。
該實(shí)驗(yàn)失敗的最常見表現(xiàn)是:得到了紅褐色渾濁液。其原因主要是制備過程中所用自來水中含有電解質(zhì)、加熱時(shí)間過長(zhǎng)或攪拌等造成膠體發(fā)生聚沉。
對(duì)此,在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)中必須用蒸餾水,而不能用自來水。(2)向沸水中逐步滴入飽和FeCl3飽和溶液后,不宜長(zhǎng)時(shí)間加熱。(3)加熱過程中不宜攪拌。
該實(shí)驗(yàn)過程中最常見的情況是:切開鈉的外皮后,切面顏色很快變暗,不易看到鈉的銀白色。其原因是鈉在空氣中被氧化速度太快。
解決的辦法是:先取一個(gè)中號(hào)橡皮塞,在小端用打孔器鉆出1/4深度的孔,再取一段10cm左右(直徑8-10mm)的玻璃管,將玻璃管的一端插入橡皮塞的孔內(nèi),制作出一個(gè)簡(jiǎn)單的取鈉器。然后,取一大塊(厚度1-2cm)金屬鈉,用濾紙吸掉表面煤油,放在多層濾紙上面,左手拿鑷子壓住鈉塊,右手握住取鈉器的橡皮塞,將取鈉器的玻璃管端置于鈉塊上面,按壓橡皮塞,鉆取一段鈉柱于玻璃管內(nèi),透過玻璃管可以清晰地觀察到鈉的銀白色。同時(shí),用玻璃管鉆取金屬鈉的方法,也可以讓學(xué)生切實(shí)地感受到鈉的柔軟性。若要對(duì)比觀察鈉的氧化過程,可以取下橡皮塞,用打孔器的鉆針(或鐵絲、竹簽)將玻璃管內(nèi)的鈉柱慢慢向外推出一段,就可以清楚地對(duì)比觀察到鈉在氧化時(shí)表層顏色的變化了。
該實(shí)驗(yàn)失敗的最常見表現(xiàn)是:產(chǎn)生凝膠時(shí)間過長(zhǎng)或不能得到凝膠,其主要原因是反應(yīng)速度過慢。
解決的辦法是:將6mol/L鹽酸逐滴加入滴有酚酞的硅酸鈉飽和溶液中,邊滴邊震蕩,滴加至紅色恰好褪去時(shí),將混合液加熱至70℃左右,冷卻過程中很快就能形成凝膠。
該實(shí)驗(yàn)失敗的常見表現(xiàn)是:(1)反應(yīng)速度太慢,耗時(shí)過長(zhǎng)。主要原因是溫度低脫水反應(yīng)速度慢。(2)只得到黑褐色稠狀物,難以形成疏松多孔的海綿狀碳。主要原因是蔗糖和濃硫酸比例不合適。
所以,在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)蔗糖上加水不宜太少,所加入的水要將蔗糖完全潤(rùn)濕。(2)濃硫酸的量要適當(dāng),一般蔗糖和98%的硫酸之比控制在5g:4ml為宜。
該實(shí)驗(yàn)失敗常見的表現(xiàn)是:(1)反應(yīng)速度太慢,短時(shí)間內(nèi)混合物不會(huì)變潮且形成糊狀物。主要原因是Ba(OH)2·8H2O晶體保存時(shí)間過長(zhǎng),失去部分結(jié)晶水,導(dǎo)致反應(yīng)速度太慢。(2)混合物很快變潮,并形成糊狀物,燒杯底部也能變冰涼,但不能把玻璃片或小木片凍結(jié)在燒杯底部。原因可能是:①木塊上滴水過多或環(huán)境溫度過高使得水滴溫度不易達(dá)到0℃以下;②攪拌時(shí)燒杯晃動(dòng)使燒杯和木塊接觸不良。
解決的辦法是:若是第(1)種情況,應(yīng)在研細(xì)的Ba(OH)2·8H2O粉末上滴入幾滴水,然后倒入NH4Cl晶體,再用玻璃棒攪拌。若是第(2)種情況,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①燒杯和玻璃片之間不宜滴水過多,以1-2滴為宜;②攪拌時(shí)要保持燒杯平穩(wěn),不要晃動(dòng),以保證燒杯底部與玻璃片之間的良好接觸;③燒杯底部與玻璃片的凍結(jié)時(shí)間要適當(dāng),以1-1.5分鐘為宜;④若環(huán)境溫度較高時(shí),為避免吸收外界熱量而不能凍結(jié),加入固體后,用毛巾把玻璃片和燒杯包起來,再用玻璃棒攪拌,使固體充分混合。
該實(shí)驗(yàn)過程中常見的情況是:在混合溶液中加入飽和FeCl3溶液時(shí),溶液顏色的變化不明顯。原因是紅色較深時(shí),人的視覺系統(tǒng)對(duì)顏色變化不夠敏銳。
解決的辦法是:首先,將混合溶液稀釋至淡紅色,再將稀釋后的溶液均分為三份,置于三支試管中;其次,向其中一支試管中加入飽和FeCl3溶液4滴;然后,向另一支試管中滴加4滴1mol/L KSCN溶液;最后,對(duì)比觀察三支試管中溶液的顏色差別。
該實(shí)驗(yàn)失敗的常見表現(xiàn)是:通入乙炔或加入甲苯后,高錳酸鉀溶液褪色速度太慢,甚至不能褪色。原因是溶液酸性太弱,導(dǎo)致高錳酸鉀氧化性不夠強(qiáng)。
解決的辦法是:加入1∶1的硫酸繼續(xù)酸化高錳酸鉀溶液,但不宜用濃硫酸直接酸化,因?yàn)闈饬蛩崴峄瘯r(shí)容易造成高錳酸鉀溶液直接褪色。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯甚至實(shí)驗(yàn)的失敗都在所難免,但通過探索化學(xué)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵,來引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度,則正是我們每一位化學(xué)教育工作者義不容辭的責(zé)任。