摘 要：本文簡(jiǎn)單分析了高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的常見原因，并在如何選擇合理的方法使實(shí)驗(yàn)化“異?！睘椤罢！狈矫孢M(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析與探討，提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；異?，F(xiàn)象；原因分析

化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，會(huì)造成學(xué)生認(rèn)知沖突。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生異?，F(xiàn)象的原因是什么？分析其原因，使實(shí)驗(yàn)“異常現(xiàn)象”變?yōu)椤罢，F(xiàn)象”，在提高教師專業(yè)素質(zhì)、問(wèn)題分析和問(wèn)題解決能力的同時(shí)，更有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的學(xué)科核心素質(zhì)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)異常現(xiàn)象，影響化學(xué)實(shí)驗(yàn)的因素是多元的，不能忽略而應(yīng)加以探究

分析。

一、因試劑的純度引起的異?，F(xiàn)象

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有的實(shí)驗(yàn)因?qū)嶒?yàn)藥品純度問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生異?，F(xiàn)象。

比如：人教版（2019版）必修第二冊(cè)36頁(yè)實(shí)驗(yàn)3-6：Zn-Cu原電池實(shí)驗(yàn)，將Zn、Cu電極材料直接插入稀硫酸溶液中，鋅片表面有微小氣泡是正?，F(xiàn)象，這也是沒(méi)有用“鹽橋”電流會(huì)衰減的原因。如果在實(shí)驗(yàn)中觀察到鋅片表面產(chǎn)生較多氣泡，這不應(yīng)該是正常現(xiàn)象，其原因是鋅片不純，含有比Zn不活潑的金屬或非金屬C等雜質(zhì)，與Zn一起構(gòu)成了微電池，使得鋅表面有一部分氫氣析出。

二、藥品保存方面引起的異?，F(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)室藥品存放過(guò)久或保存不當(dāng)變質(zhì)，也是導(dǎo)致化學(xué)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)“異常”原因之一。比如：亞硫酸鈉、氯水、過(guò)氧化鈉、亞鐵鹽溶液等保存時(shí)容易被空氣中的氧氣等氧化。使用這些藥品做實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果不注意選擇正常藥品出現(xiàn)異?，F(xiàn)象不足以為怪。如：在鑒別Na2SO3和Na2SO4時(shí)，滴加BaCl2溶液后均產(chǎn)生大量白色沉淀，再滴加稀HCl后，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)論加多少鹽酸，兩支試管中白色沉淀均無(wú)法溶解，或有一支試管部分溶解。將硫氰化鉀溶液滴入氯化亞鐵的溶液中溶液變紅色了，將水滴入過(guò)氧化鈉粉末中產(chǎn)生氣體現(xiàn)象不明顯等。

三、存在副反應(yīng)引起異?，F(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)時(shí)有的化學(xué)反應(yīng)存在副反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)除雜裝置減少副反應(yīng)的發(fā)生，如人教版（2020版）選擇性必修3第35頁(yè)實(shí)驗(yàn)探究“乙炔的化學(xué)性質(zhì)”中乙炔的制備實(shí)驗(yàn)，因電石中含硫化鈣、磷化鈣雜質(zhì)，電石和水反應(yīng)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生硫化氫、磷化氫等有刺激性氣味氣體雜質(zhì)；人教版（2019版）選擇性必修3第59頁(yè)實(shí)驗(yàn)3-2乙醇的消去反應(yīng)，除在生成乙烯的同時(shí)生成的有二甲醚外，因濃硫酸的脫水性和強(qiáng)氧化性，勢(shì)必還會(huì)有二氧化硫生成。實(shí)驗(yàn)室要做的是控制好溫度，使溫度迅速上升到170℃。為了副產(chǎn)物不影響后面的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，教材中均加了除雜的裝置，防止副產(chǎn)物影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。有的副反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)是不可避免的，例如：高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)版第92頁(yè)科學(xué)探究“二氧化氮與水反應(yīng)”，從理論上分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是“試管里紅棕色氣體顏色褪去，試管內(nèi)水面上升到試管容積的約2/3處”，事實(shí)上二氧化氮與水反應(yīng)有一氧化氮生成，一氧化氮和二氧化氮在水中存在副反應(yīng)NO2+NO+H2O=2HNO2，最終看到的現(xiàn)象：水面上升要比試管容積的2/3大。

四、溫度控制不當(dāng)引起實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象

溫度是影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)的重要因素，有的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)異常是因?yàn)闇囟葲](méi)有合理控制。

比如：人教版（2019版）必修第三冊(cè)78頁(yè)實(shí)驗(yàn)7-5乙醇的催化氧化：向試管中加入少量乙醇，取一根銅絲，下端繞成螺旋狀，在酒精燈上灼燒后插入乙醇，反復(fù)幾次。注意觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)沒(méi)有聞到試管中液體產(chǎn)生刺激性氣味[1]。分析其原因一是螺旋狀銅絲加熱不夠；二是銅絲插入試管速度過(guò)慢。因?yàn)楸砻嬉粚雍谏趸~的銅絲溫度過(guò)低乙醇的氧化就不能發(fā)生了。

又如：人教版（2020版）選擇性必修3第67頁(yè)實(shí)驗(yàn)3-7銀鏡反應(yīng)：在潔凈的試管中加入1mL 2%AgNO3溶液，然后邊振蕩試管邊逐滴滴入2%氨水，使最初產(chǎn)生的沉淀溶解[2]，制得銀氨溶液。再滴入3滴乙醛，振蕩后將試管放在熱水浴中溫?zé)?。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，有時(shí)并沒(méi)得到光亮的銀鏡，有的發(fā)黑，有的不均勻。影響這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的因素不少，其中溫度對(duì)其影響很大，如果溫度過(guò)低，反應(yīng)速率太慢，現(xiàn)象不明顯；溫度太高，銀氨絡(luò)離子就會(huì)與氫氧根離子反應(yīng)得到氨氣，另外，容易產(chǎn)生易爆物AgN3。此實(shí)驗(yàn)水浴加熱溫度控制在50℃～80℃比較適宜。直接加熱或不恒溫，會(huì)使試管受熱不均，反應(yīng)速度各部位相差較大，單質(zhì)銀就不會(huì)緩慢有序地析出，從而出現(xiàn)異常現(xiàn)象。

五、加入試劑的順序、量、濃度導(dǎo)致異常現(xiàn)象

講到加入試劑的順序、量、濃度導(dǎo)致現(xiàn)象異常的問(wèn)題，不得不提及一位教師的實(shí)驗(yàn)課，他在講解二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)時(shí)，按教材要求，該實(shí)驗(yàn)藥品特別要求鹽酸濃度是1：2的稀鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)約21.5%）。該實(shí)驗(yàn)操作順序是：

①組裝裝置，檢查氣密性，加試劑，制備二氧化碳。

②用向上排空氣法收集氣體。

③把一支短蠟燭固定在燒杯內(nèi)，點(diǎn)燃。拿起收集滿二氧化碳的集氣瓶，向燒杯內(nèi)緩慢傾倒二氧化碳[3]，觀察現(xiàn)象。

④向兩支試管中分別加入2mL蒸餾水，然后各滴入1～2滴紫色石蕊溶液。將其中一支試管靜置。向另一支試管中通入二氧化碳，觀察現(xiàn)象。

在教學(xué)中，這位教師在進(jìn)行“二氧化碳的制取與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”時(shí)，將生成的二氧化碳?xì)怏w通入紫色石蕊試液，石蕊試液變紅色了，然后將試管放在酒精火焰上加熱時(shí)，出現(xiàn)了一種異常現(xiàn)象：加熱變紅溶液，即使溶液沸騰較長(zhǎng)時(shí)間，紅色溶液也沒(méi)有變成紫色。

這位教師在操作中出現(xiàn)了這兩種情況：一是鹽酸濃度沒(méi)有按1：2稀釋；二是沒(méi)有按教材內(nèi)容順序先收集滿一瓶二氧化碳?xì)怏w做蠟燭熄滅的實(shí)驗(yàn)，而是先做了以上實(shí)驗(yàn)“將產(chǎn)生的CO2氣體通入紫色石蕊試液中”。而這兩種情況都會(huì)導(dǎo)致“揮發(fā)出的HCl量相對(duì)較大”，本身這個(gè)實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格意義上講，就存在一定的缺陷，沒(méi)有除去揮發(fā)出的HCl氣體，只是初中階段根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，沒(méi)有做要求。針對(duì)出現(xiàn)的“異常現(xiàn)象”筆者做了以下幾點(diǎn)分析：

一是常溫常壓下，空氣中二氧化碳自然溶于水達(dá)平衡時(shí)pH=5.6，紫色石蕊試液的變色范圍是5.0～8.0，所以在常態(tài)下空氣中自然形成的碳酸溶液是不能使紫色石蕊試液變紅色的。但將產(chǎn)生的二氧化碳通入水中后，因二氧化碳分壓增加，根據(jù)亨利定律，即在一定的溫度和壓強(qiáng)下，某氣體在液體里的溶解度與該氣體的平衡分壓成正比，當(dāng)二氧化碳的分壓為1atm時(shí)，二氧化碳溶于水達(dá)平衡時(shí)pH≈3.9，所以給紫色石蕊試液通入CO2，CO2的分壓增大后形成的碳酸溶液是能使紫色石蕊試液變紅色的。當(dāng)然，石蕊試液變紅色還是有揮發(fā)出的鹽酸的作用，所以本實(shí)驗(yàn)要求稀鹽酸（1：2），而且是在收集二氧化碳?xì)怏w做了蠟燭熄滅實(shí)驗(yàn)后再做此實(shí)驗(yàn)，就是盡量減少揮發(fā)出的鹽酸對(duì)實(shí)驗(yàn)的

干擾。

二是實(shí)驗(yàn)時(shí)鹽酸濃度偏大或因沒(méi)有先收集二氧化碳?xì)怏w做蠟燭熄滅實(shí)驗(yàn)將鹽酸濃度降下來(lái)就將氣體通入紫色石蕊試液，必然導(dǎo)致?lián)]發(fā)出較多的HCl。加熱時(shí)，碳酸易分解，HCl因溶解度減小而揮發(fā)，但HCl在高溫時(shí)溶解度也較大，揮發(fā)出的HCl氣體也會(huì)與試管中的水蒸氣形成鹽酸小液滴回落下去，加熱時(shí)HCl揮發(fā)而使其濃度達(dá)到1×10-5mol/L以下是很難的。所以本實(shí)驗(yàn)要證明二氧化碳與水反應(yīng)生成H2CO3而顯酸性和H2CO3易分解的性質(zhì)，從科學(xué)性的角度應(yīng)該要先凈化CO2氣體。

后來(lái)這位教師完全按照教材實(shí)驗(yàn)要求重做了一次，實(shí)驗(yàn)是完全成功的?？梢?，化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意加入試劑的順序、量、濃度，否則，可能會(huì)造成實(shí)驗(yàn)異常情況的出現(xiàn)。我們高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)都有加入試劑的順序、量、濃度的要求，當(dāng)然有的實(shí)驗(yàn)加入試劑的順序、量、濃度改變一下，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象影響不大，但也有的實(shí)驗(yàn)?zāi)愀淖兞耍瑢?shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)異常。

比如：人教版（2020版）選擇性必修3第63頁(yè)實(shí)驗(yàn)3-4苯酚與飽和溴水的取代反應(yīng)：向試管中加入0.1克苯酚和3mL水（約0.355mol/L），振蕩，得到苯酚溶液，再向其中逐滴加入飽和溴水，邊加邊

振蕩。

在實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)出現(xiàn)下列異?，F(xiàn)象：①產(chǎn)生了白色沉淀，但沉淀很快消失了；②產(chǎn)生了黃色沉淀。為什么會(huì)出現(xiàn)這些異?，F(xiàn)象呢？究其原因，我們分析：①為什么教材實(shí)驗(yàn)中“試管中加入0.1克苯酚和3mL水（約0.355mol/L）”，苯酚溶液濃度要這么?。竣跒槭裁唇滩膶?shí)驗(yàn)中要“加入飽和溴水”，“飽和溴水”說(shuō)明溴水太稀不行，“逐滴”說(shuō)明邊滴要邊觀察現(xiàn)象，飽和溴水要控制量，飽和溴水加少了或加多了均不行。③為什么教材實(shí)驗(yàn)中要求是在配好的稀的苯酚溶液中滴加飽和溴水，而不是將飽和溴水中滴加稀的苯酚溶液？

（1）為什么苯酚溶液濃度要?。?/p>

本實(shí)驗(yàn)使用的苯酚溶液的濃度要小，溴水的濃度盡量大一些，以免生成的三溴苯酚溶于過(guò)量的苯酚中而觀察不到明顯的沉淀現(xiàn)象[4]。飽和溴水加到苯酚溶液的反應(yīng)非常靈敏，極稀的苯酚溶液（10ug/mL）也能與溴水反應(yīng)生成沉淀。

（2）為什么要滴入飽和溴水，不飽和溴水是否可以？

通常狀況下，Br2在水中的溶解度較小，飽和溴水的濃度也只有3.2%，而苯酚與溴水反應(yīng)是苯與溴水中的Br2發(fā)生取代反應(yīng)，而Br2溶于水，部分Br2還和水反應(yīng)生成了HBr和HBrO，這樣Br2 在其溶液中濃度就太低了，導(dǎo)致反應(yīng)生成的三溴苯酚量太少，三溴苯酚因溶于過(guò)量的苯酚中導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察不到沉淀現(xiàn)象。同時(shí)，溴有強(qiáng)的揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)時(shí)飽和溴水要新配制，放置過(guò)久的溴水，溴水濃度變稀，也可能看不到生成沉淀的現(xiàn)象。

（3）飽和溴水不滴入足量會(huì)怎么樣？

苯酚與溴水中Br2發(fā)生取代反應(yīng)時(shí)，并不是只可能生成教材中鄰、對(duì)位取代產(chǎn)物2，4，6-三溴苯酚一種，實(shí)際上隨溴水的量變化，可能發(fā)生多種取代反應(yīng)。研究表明苯酚與溴水中Br2的物質(zhì)的量接近相等時(shí)，主要生成對(duì)溴苯酚少量白色沉淀，振蕩試管沉淀會(huì)消失；繼續(xù)滴加飽和溴水，產(chǎn)生的白色沉淀會(huì)逐漸增加，當(dāng)溴水中Br2物質(zhì)的量接近苯酚的物質(zhì)的量2倍時(shí)，主要生成較多的2，4-二溴苯酚白色沉淀，當(dāng)溴水中Br2物質(zhì)的量接近苯酚的物質(zhì)的量3倍時(shí)，發(fā)生反應(yīng)生成大量白色沉淀2，4，6-三溴苯酚。

所以，苯酚與飽和溴水反應(yīng)生成2，4，6-三溴苯酚是隨溴水的逐漸滴加，Br2物質(zhì)的量的增加，經(jīng)過(guò)中間溴代產(chǎn)物而逐漸完成的[5]。這也就是教材上強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中要加入飽和溴水，逐滴說(shuō)明邊滴要邊觀察現(xiàn)象，飽和溴水要控制量，達(dá)到足量，才能看到明顯的現(xiàn)象。

（4）飽和溴水為什么不能過(guò)量或不能將苯酚溶液加到飽和溴水中？

溴水足量生成三溴苯酚白色沉淀后繼續(xù)滴加過(guò)量溴水，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色沉淀，是因?yàn)殇逅^(guò)量或?qū)⒈椒尤芤杭拥斤柡弯逅?，白色沉?，4，6-三溴苯酚會(huì)與溴水中Br2發(fā)生反應(yīng)，2，4，6-三溴苯酚被氧化成橙黃色沉淀2，4，4，6-四溴環(huán)己二烯酮[6]。

苯酚與飽和溴水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，滴加飽和溴水只能少量添加，不能量過(guò)多，否則會(huì)出現(xiàn)黃色沉淀的異?，F(xiàn)象。如果試劑順序加錯(cuò)了，先取飽和溴水，再逐滴加苯酚溶液，反應(yīng)中勢(shì)必因飽和溴水過(guò)量而生成橙黃色的2，4，4，6-四溴環(huán)己二烯酮沉淀。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生，除以上原因之外，還有很多其他原因，如是否有適合的酸堿性環(huán)境，是否有恰當(dāng)?shù)脑噭┻x擇，是否有合理的實(shí)驗(yàn)儀器和裝置，還有實(shí)驗(yàn)操作人員的操作是否規(guī)范正確等。

結(jié)束語(yǔ)

筆者對(duì)上述異?，F(xiàn)象進(jìn)行成因分析并提出做法建議，也許是班門弄斧，以偏概全，但希望能起到拋磚引玉的作用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的原因有很多因素，出現(xiàn)異常我們不要回避，關(guān)鍵是要分析其異常的原因，可能異常現(xiàn)象蘊(yùn)含著超越本實(shí)驗(yàn)意義的教育時(shí)機(jī)。我們要抓住實(shí)驗(yàn)中的意外的異常現(xiàn)象，通過(guò)現(xiàn)象異常的表象分析其本質(zhì)，一次異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，就是一次引導(dǎo)學(xué)生探究問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究精神，提升學(xué)生探究能力的契機(jī)，師生雙方將在探索活動(dòng)中達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]人民教育出版社課程教材研究所化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)必修2實(shí)驗(yàn)與探究報(bào)告冊(cè)[M].北京：人民教育出版社，2013.

[2]繆順銘.高中化學(xué)教材“二次開發(fā)”的探索與思考[J].中外交流，2017（18）：135.

[3]陳耿鋒.基于核心素養(yǎng)理念的高中化學(xué)素質(zhì)類校本教材開發(fā)與應(yīng)用研究[D].昆明：云南師范大學(xué)，2019.

[4]人民教育出版社.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)2必修教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2012.

[5]李子春.再議苯酚與溴水反應(yīng)實(shí)驗(yàn)：以蘇教版和人教版教材演示實(shí)驗(yàn)為例[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2021（4）：44-45.

[6]孫克建，馬華昌.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)異?，F(xiàn)象之探討[J].中學(xué)時(shí)代，2012（20）：21.