對人教版九年級幾個化學實驗的思考

摘 要：實驗是化學教學中的重要組成部分，有趣、直觀、現(xiàn)象明顯的化學實驗不僅能激發(fā)學生的學習興趣，還有助于學生理解反應原理、鞏固化學知識。可能是某方面的原因，教材中某些實驗的編寫并不完美，一些新老師往往因為備課不充分或經驗不足，實驗達不到預期目的，影響教學效果。在這里列舉新教材中的幾個實驗，希望共同探討。

關鍵詞：化學實驗；實驗效果；教學思考

從2012年9月開始，九年級化學課本使用教育部審定的義務教育教科書，教材修訂以《義務教育化學課程標準（2011年版）》為依據，以提高學生的科學素養(yǎng)為主旨，科學設計教學目標，全面發(fā)展科學素養(yǎng)；精心設計科學探究活動，加強實驗教學；注意貼近學生生活，聯(lián)系社會實際；優(yōu)化課堂教學過程，提高課堂教學的有效性。筆者細讀教材，發(fā)現(xiàn)單元和課題的結構、課題內容順序是作了一些調整，但有些實驗的操作描述仍然依舊，下面是筆者對2012版新教材一些實驗的認識和思考。

一、氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液的反應（上冊教材21頁實驗1-6，實驗冊24頁）

用10 ml量筒量取2 ml氫氧化鈉溶液，倒入試管中，然后用滴管在試劑中滴加硫酸銅溶液，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。再用試管夾夾住該試管，放在酒精燈上加熱，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生。學生做該實驗時容易出現(xiàn)的問題有：（1）得到的沉淀物不是藍色而是淺綠色；（2）加熱后沒有出現(xiàn)期待的黑色物質；（3）沉淀物在加熱過程中噴射出來，存在安全隱患。原因分析：學生沒有按教材的要求，把硫酸銅溶液滴入到2 mL氫氧化鈉溶液中。而是把氫氧化鈉溶液滴到2 mL硫酸銅溶液中，順序顛倒了。當把硫酸銅溶液滴入到2 mL氫氧化鈉溶液中，會發(fā)生反應2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4，Cu（OH）2沉淀在加熱后變成黑色的氧化銅。而當把氫氧化鈉溶液滴到2 mL硫酸銅溶液中，特別是氫氧化鈉溶液濃度較小時，則會發(fā)生反應：6NaOH+4CuSO4=Cu4（OH）6SO4↓+3Na2SO4。這個反應中生成的Cu4（OH）6SO4是溶解度極小的淺綠色的堿式硫酸銅，所以這時加熱當然不會發(fā)生Cu（OH）2分解的反應，因此也就觀察不到有黑色的氧化銅生成。硫酸銅溶液呈酸性，要使藍色沉淀現(xiàn)象明顯，應該在試管中先加氫氧化鈉溶液，再滴加硫酸銅溶液。筆者查閱資料發(fā)現(xiàn)：Cu（OH）2沉淀在pH大于或等于6.3時，對其加熱至沸騰時，藍色沉淀變黑色，pH越大，變黑色的速度越快，變黑需要的溫度就越低。沉淀物在加熱過程中噴射出來這種實驗事故，筆者覺得除學生本人操作失誤，教師指引不到位外，教材里的文字說明也存在一定問題，教材只是說“滴加硫酸銅溶液”，沒有說明滴加的量是多少，速度如何，尤其關鍵一點是沒有強調“振蕩”后再加熱，結果沉淀物凝聚在液體的上層，特別是在硫酸銅溶液中滴入氫氧化鈉溶液時，生成的沉淀不易下沉，這樣，加熱過程中熱量得不到擴散而使藥品噴射出來。

二、鋁與硫酸銅溶液反應（下冊教材第11頁“探究”，實驗冊第7頁）

鋁與銅鹽溶液反應置換出銅，這是基礎化學中的一個常識問題，這一反應不僅是研究金屬化學性質的重要內容，也是推斷金屬活動性的重要實驗。九年義務教育課程實驗教材教科書是這樣說的：把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，過一會兒取出，有什么現(xiàn)象發(fā)生？按編者的意圖，會出現(xiàn)教材圖8-13的現(xiàn)象。可是我們實驗時并非如此，不要說等一會兒，就算等一節(jié)課或更長時間也很難看到現(xiàn)象。若把鋁換成鐵，用砂紙打磨干凈后再放入硫酸銅溶液中，不用一分鐘就可以看到鐵表面附著的紅色固體，反應現(xiàn)象相當明顯。鋁是一種較鐵活潑的金屬，按理也能否置換出銅鹽溶液中的銅，實驗時似乎只要打磨掉鋁表面的氧化膜，將鋁放入任何銅鹽溶液中都可以獲得好的效果，但在實際的實驗中，無論是將鋁片直接放入硫酸銅溶液，或者先將鋁片表面氧化膜用酸除去或用砂紙打磨干凈后再放入硫酸銅溶液中，在較短的時間內都很難發(fā)現(xiàn)有明顯的銅析出的。筆者查閱有關的資料發(fā)現(xiàn)，鋁表面的氧化膜是很難除去的，即使是打磨過，鋁表面在空氣中也會很快生成新的氧化膜，高等教育出版社出版的《無機化學》第三版下冊敘述到：“鋁是親氧元素……鋁一接觸空氣或氧氣，其表面就立即被一層致密的氧化膜所覆蓋，這層氧化膜可阻止內層的鋁被氧化，它也不溶于水，所以鋁在空氣和水中都很穩(wěn)定。”但如果在硫酸銅溶液加入少量稀鹽酸或氯化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)銅迅速析出并可在幾分鐘內形成銅樹，只是反應中出現(xiàn)較多的氣泡，而且放熱明顯。為什么會出現(xiàn)這種情況？筆者也查閱了有關資料，原來這是氯離子作怪，鋁在氯離子存在時，氯離子很容易被吸附在氧化膜上，把氧化膜中的氧離子取代出來，使氧化膜破壞，這叫“氯離子現(xiàn)象”。這樣看來，如果按照上面的方法處理，幾分鐘就可以完成實驗，可惜教學參考中并沒有向老師介紹。筆者認為，教材中把鋁與硫酸銅溶液反應作為探究實驗不太合適，當然，鋁與硫酸銅溶液反應的反常實驗，如果作為學生研究性學習或課外探究，這對發(fā)展學生的科學態(tài)度、探究能力和創(chuàng)新精神，無疑都是極好的素材。

三、碳酸鈉溶液與澄清石灰水反應（下冊教材第74頁實驗11-2）

向盛有少量碳酸鈉溶液的試管里滴入澄清的石灰水，觀察并分析現(xiàn)象，化學方程式：Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+2NaOH。氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應時，兩種溶液均無色，但加入順序不同其現(xiàn)象也有較大差別。我們知道，氫氧化鈣微溶于水，常溫下Ca（OH）2的溶解度只有0.15克左右，其水溶液很稀，向試管里滴入的澄清石灰水，里面含有的氫氧化鈣就更小，即使碳酸鈉溶液的濃度很大，反應生成的CaCO3也有限，故不容易看到有白色沉淀現(xiàn)象。但如果反過來，向盛有少量澄清的石灰水的試管里滴入碳酸鈉溶液，那效果就不同了，試管里裝的石灰水含Ca（OH）2的量相對較多，由于碳酸鈉的溶解度較大，因而滴入碳酸鈉溶液后反應生成的沉淀也多，石灰水飽和時現(xiàn)象會更明顯。也就是說，向濃溶液中加入一定體積的稀溶液一般生成難溶物少，又比較分散，看到沉淀現(xiàn)象不明顯；而向稀溶液中加入相同體積的濃溶液，則生成的難溶液物較多、較集中，可以看到明顯的沉淀現(xiàn)象。氫氧化鈣溶液與硫酸銅溶液、氯化亞鐵溶液、氯化銅溶液、硫酸鎂溶液等反應也有類似的現(xiàn)象。按教材所說的操作順序，把稀的Ca（OH）2溶液滴入到碳酸鈉溶液時，開始時沉淀現(xiàn)象是不明顯的，可能老師自己看出有變化，但如果是老師演示，要讓講臺下學生看出有沉淀，恐怕不容易，做了也是白做。

除了以上實驗，筆者覺得教材中還有不少實驗值得老師們探討，如上冊教材第3頁圖1-11，在檢驗生成物水時，時間太短看不到現(xiàn)象，太長了燒杯燙手，檢驗二氧化碳時，涂上的石灰水很容易從燒杯中滴下。若用試管夾夾持試管倒扣在蠟燭火焰的上方，片刻后，試管內壁會有水霧出現(xiàn)，時間長還會形成小水珠。迅速翻轉試管，滴加澄清石灰水，振蕩，澄清石灰水變渾濁，效果非常明顯。第111頁實驗6-2，用木炭粉實驗不易成功，改用活性炭粉會好些，插圖也應稍改動，玻璃導管應用橡皮管連接，并配止水夾，否則實驗結束時如何操作？第129頁實驗7-1，白磷在空氣中燃燒不環(huán)保，污染空氣，現(xiàn)在網上有不少的創(chuàng)意實驗，既環(huán)保又安全方便，值得借鑒。下冊教材第54頁“探究”中，生銹的鐵釘與稀鹽酸反應速度快，現(xiàn)象非常明顯，但與稀硫酸反應速度很慢，很難觀察到溶液由無色變?yōu)辄S色，要在短時間內看到與稀鹽酸相同的現(xiàn)象，需要對試管微熱。

化學實驗是教與學的重要載體，化學知識的形成和發(fā)展離不開實驗。筆者不知道教材編寫人員編寫的意圖，但作為一線老師，講臺下有50多雙眼睛在看著你，老師總不能隨便地做一下連自己都看不清楚的實驗來應付學生吧。實驗是課堂的重要組成部分，實驗效果如何，是否安全，能否短時間內完成，作為化學老師，課前真的要好好思考。只有這樣，才能把清楚、完美的實驗展示給學生，發(fā)揮化學實驗的效果，激發(fā)學生學習化學的興趣，真正體現(xiàn)實驗的功用。

參考文獻：

王磊.初中化學新課程的教學設計與實踐.高等教育出版社，2003.

（作者單位 廣東省東莞市厚街湖景中學）