例談初中化學探究實驗的“二次開發”

劉振鋒

（南通市通州區劉橋中學 江蘇 南通 226300）

初中化學新課程為探究實驗的“二次開發”提供了有價值的素材。所謂“二次開發”就是在文本原有實驗的基礎上，提出新問題，形成新思路，總結新經驗。

一、萌動探究鹽類水解之謎

在一次復習課上，學生再做“鐵釘與硫酸銅溶液反應前后質量的測定實驗”驗證質量守恒定律時，有些細心的同學發現：反應時有極少量氣泡冒出，后經長時間等待，發現天平平衡被微微破壞。怎么會這樣呢？于是，他們提出了一系列質疑：①該實驗用于驗證質量守恒定律欠妥嗎？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出發，要求親自配制硫酸銅溶液，再次實驗：要求用pH試紙測硫酸銅溶液的pH，目的是檢測它與碳酸鈉溶液呈堿性是否有相似的原因。

當他們饒有興趣地圍繞上述質疑再次實驗探究后，他們發現硫酸銅溶液確系一種呈酸性的溶液，并認為教材中用上述實驗驗證質量守恒定律欠妥。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?這時候，筆者開導學生：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，其內因肯定與溶液中的什么物質有密切的關系呢？他們根據質量守恒定律知，無論如何，元素種類是不變的，H+或OH-的明顯出現應與水有關，因此，他們意識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特點。

二、意外發現酒精是相對清潔的綠色能源

新教材中用粗銅絲表面的氧化銅實驗，完成了氫氣還原性的實驗。該實驗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，以上實驗，可以很方便的反復實驗，能交替體驗到氫氣的還原性與氧氣的氧化性，不亦樂乎！然而，在某次的實驗課上，有同學突發奇想，將變紅的銅絲放置于蠟燭火焰上灼燒，反復以上操作，出乎意料的是，他發現氫氣再也不能使銅絲完全變紅，而是紅中夾雜黑，為何如此？他的實驗情況引起了大家的探究興趣，通過大家的共同努力，他們最終發現，蠟燭含有豐富的碳元素，燃燒不易完全，導致一些炭黑覆蓋于銅絲的表面。這一現象的出現，他們意識到酒精可謂是相對清潔的綠色能源。

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，是因為鋁在空氣中與氧氣反應致使鋁表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步被氧化。就是這層氧化膜影響到鋁與硫酸銅溶液反應不能順利進行。為此，教材中建議將此氧化膜用砂紙打磨掉，再來完成鋁與硫酸銅溶液的反應實驗。學生按此法實驗，結果，因氧化膜打磨困難，實驗難以取得理想的效果。可是，當他們學習到用酸除銹即酸可與金屬氧化物反應的知識后，有同學提出，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情形？我滿足了他們的要求，并作了如下的安排：一半同學用鹽酸浸泡氧化鋁薄膜，另一半同學用相當濃度的硫酸浸泡氧化鋁薄膜，然后再來進行鋁與硫酸銅溶液反應。結果出人意料，凡是選用鹽酸去除氧化膜的實驗效果非常理想，漂亮的“銅樹”很快展露出來；而選用硫酸除氧化膜的實驗效果仍不理想。

這次實驗探究出現的意外，驅使他們繼續深入探究，最終，他們認為Cl-對去除鋁氧化膜以及鋁置換鹽酸中的氫可能有催化作用。

四、謹慎選用干燥劑不無道理

初中學生已認識到濃硫酸可作干燥劑后，又陸續接觸到堿性干燥劑，如燒堿、生石灰及堿石灰等。我們對這些干燥劑及時地作了比較性總結，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，竟然有學生針對新教材中鐵生銹條件探究實驗中采用CaCl2作干燥劑提出質疑：為什么這個實驗沒有使用教材中重點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驗？

這個問題的提出，使得學生們有了一次重溫“鐵生銹條件探究實驗”的機會。經過一番熱議，他們由開始認為的可替換性，逐漸意識到教材此處安排氯化鈣作干燥劑是別有一番用意的。原來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，則同時改變了兩個實驗因素，這不符合實驗探究應遵循的“一次只能改變一個實驗因素”的基本原則。原來如此，看來教材此處的安排是十分科學嚴謹的。