對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論的剖析

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，認(rèn)識實驗是學(xué)習(xí)化學(xué)的一個重要途徑。教師要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，從而得出有價值的結(jié)論。學(xué)生做題時，由于對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論區(qū)分不夠，在考試中易混淆而出現(xiàn)錯誤的甚多。在這里，筆者對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論的區(qū)別及聯(lián)系作一個介紹。

觀察和描述實驗現(xiàn)象是探究中的重要一步。實驗現(xiàn)象是通過人的感覺器官直接感覺到的，如發(fā)光、變色、沉淀、氣泡、是否放熱等。觀察和描述實驗現(xiàn)象主要從以下幾個方面分析:(1)觀察化學(xué)實驗的基本方法:①變化前:記錄物質(zhì)的名稱，觀察并記錄物質(zhì)的形態(tài)、外觀等。②變化中:觀察并記錄物質(zhì)的形態(tài)、外觀、能量變化及其他現(xiàn)象。③變化后:記錄生成物的名稱，觀察并記錄物質(zhì)的形態(tài)、外觀等。(2)化學(xué)變化中的現(xiàn)象一般從下述三個方面討論:①形態(tài):包括物質(zhì)的狀態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài))、分層、溶解、沉淀析出、氣泡、氣味等。②外觀:包括物質(zhì)的顏色、煙、霧、渾濁等。③能量:包括物質(zhì)變化中發(fā)生的光、電、熱、聲、爆炸等。

實驗結(jié)論是經(jīng)過分析、推理得出的結(jié)論。我們可以看以下例子:

點燃蠟燭時，下列實驗現(xiàn)象描述錯誤的是( )

A.蠟燭在空氣中燃燒發(fā)出橘黃色火焰，放熱又有黑煙產(chǎn)生

B.蠟燭燃燒后生成的氣體可以使澄清的石灰水變渾濁

C.蠟燭火焰分三層

D.蠟燭燃燒生成水和二氧化碳

描述物質(zhì)燃燒的現(xiàn)象一般為:一光、二熱、三生成。如:硫在氧氣中燃燒的現(xiàn)象為:①發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰;②放出大量的熱量;③生成一種有刺激性氣味的氣體。故A不對。生成的二氧化碳由于無色無味，不能直接觀察，需用澄清的石灰水來檢驗，B對。C項也符合客觀事實。D項錯在以結(jié)論代替現(xiàn)象——蠟燭燃燒后生成了二氧化碳和水是實驗結(jié)論。而現(xiàn)象是指反應(yīng)前后物質(zhì)的顏色變化、氣味、吸熱或放熱、沉淀的析出、氣泡等，實驗現(xiàn)象不能說出生成物的名稱。

實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論之間也有一定聯(lián)系。通過實驗現(xiàn)象結(jié)合已有知識和信息，可以推斷出實驗結(jié)論。如:實驗室有兩瓶失去標(biāo)簽的無色溶液，只知道它們分別是氫氧化鈣和氫氧化鈉溶液。請你用化學(xué)方法鑒別兩種無色溶液。

實驗操作:

分別取少量兩種溶液于兩支試管中，然后分別通入二氧化碳?xì)怏w(或分別滴加碳酸鈉或碳酸鉀溶液)。

現(xiàn)象和結(jié)論:

變渾濁的原溶液是氫氧化鈣溶液，無明顯現(xiàn)象的原溶液是氫氧化鈉溶液。

氫氧化鈣溶液與二氧化碳(或碳酸鈉、碳酸鉀)反應(yīng)會生成碳酸鈣沉淀，有渾濁現(xiàn)象。而氫氧化鈉溶液雖然會與二氧化碳(或碳酸鈉、碳酸鉀)反應(yīng)但無沉淀、氣體生成，無明顯現(xiàn)象。根據(jù)二者實驗現(xiàn)象不同從而區(qū)分出氫氧化鈣和氫氧化鈉兩瓶無色溶液。再如:

用脫脂棉包住約0.2g過氧化鈉粉末，置于石棉網(wǎng)上，往脫脂棉上滴水，可觀察到脫脂棉劇烈燃燒起來。

(1)由上述實驗現(xiàn)象所得出的有關(guān)過氧化鈉跟水反應(yīng)的結(jié)論是:第一，有氧氣生成;第二，________________。過氧化鈉跟水反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________，其中還原劑是______________________。

(2)某研究性學(xué)習(xí)小組擬用如圖所示裝置進(jìn)行實驗，以證明上述結(jié)論。

用以驗證第一條結(jié)論的實驗方法是 。

用以驗證第二條結(jié)論的實驗方法及現(xiàn)象是 。

(3)實驗(2)往試管中加水至固體完全溶解且不再有氣泡生成后，取出試管，往試管中滴入酚酞試液，發(fā)現(xiàn)溶液變紅，振蕩后，紅色褪去。為探究此現(xiàn)象，該小組同學(xué)查閱有關(guān)資料得知:過氧化鈉跟水反應(yīng)可生成過氧化氫，過氧化氫具有強氧化性和漂白性。請設(shè)計一個簡單的實驗，證明過氧化鈉和足量水充分反應(yīng)后的溶液中有過氧化氫存在。現(xiàn)有硫化鈉溶液、亞硫酸鈉溶液、硫酸亞鐵溶液、碘化鉀溶液、紅色布條等，請從中選擇試劑，加以驗證(只要求列出實驗所用的試劑及觀察到的現(xiàn)象)。試劑: ?，F(xiàn)象:

。

此題緊密地把實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論結(jié)合在一起。由實驗現(xiàn)象可推出實驗結(jié)論，由實驗結(jié)論也可反映出實驗現(xiàn)象。

學(xué)習(xí)化學(xué)的一個關(guān)鍵，是要培養(yǎng)用化學(xué)視角觀察和分析實際問題的能力。用化學(xué)實驗方法來探究生活問題是提高實踐能力的一條重要途徑，而化學(xué)實驗的根本是通過正確地觀察實驗現(xiàn)象得出實驗結(jié)論。

(作者單位:江西省南康市龍嶺中學(xué))