初中化学实验不成功因素举隅

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　　在初中化学实验教学中，无论是做演示实验还是分组实验，有时会遇到实验不成功的情况.它影响了教学效果，也影响了学生对实验现象的观察，干扰了学生对实验本质的认识，并会挫伤学生科学探究的好奇心和热情.下面以举例形式列举一些不成功实验的现象，分析其中的因素，并指出正确操作方法.
　　
　　一、“不适量”的因素
　　
　　【例1】 在做CuO与稀H2SO4微热反应的实验中，常常黑色一直存在，并没有随着反应进行而消失，没有出现我们预想的现象：黑色粉末逐渐消失，溶液呈蓝色.
　　分析：出现上述现象，究其原因是CuO过量，反应后CuO还有剩余，有时可能CuO剩余太多.因CuO颜色是黑色的，虽生成的CuSO4溶液是蓝色的，但与剩余黑色的CuO小颗粒相混在一起，就看不到蓝色.
　　正确做法：取CuO粉末时量要少，可用药匙柄背面的小匙取CuO，稀H2SO4
　　要过量，以保证CuO全部反应完.
　　【例2】 在做CuSO4溶液与Ca(OH) 2溶液反应、FeCl3溶液与Ca(OH) 2溶液反应的演示实验中，产生的蓝色絮状沉淀及红褐色絮状沉淀很微弱，离教师近的同学几乎观察不到，远排的同学就更难看到明显的现象.
　　分析：CuSO4与Ca(OH) 2反应、FeCl3与Ca(OH) 2反应的现象并不像CuSO4与NaOH反应、FeCl3与NaOH反应的现象那样：出现大量的颜色很深的蓝色絮状沉淀及红褐色絮状沉淀.其原因在于常温下(20℃时)Ca(OH) 2是微溶于水的，溶解度只有0.165g，Ca(OH) 2溶液中含Ca(OH) 2量少，参加反应的Ca(OH) 2当然也就少了，故产生的沉淀也就少得可怜了，而NaOH是易溶于水的，NaOH溶液中含NaOH量多，参加反应的NaOH也多，故产生的沉淀就多，现象就明显.
　　正确做法：取新制的Ca(OH) 2溶液，瓶底有大量的未溶解的Ca(OH) 2固体，轻轻摇晃后，取混有Ca(OH) 2悬浮颗粒的溶液放入试管，再做上述演示实验，尽管现象没有与NaOH反应的实验那样明显，但同学们能观察到且能看清楚.
　　
　　二、“不适浓度”的因素
　　
　　【例3】 在做NaOH溶液与无色酚酞反应的实验中，常常出现先变红色后又立即褪去的情况.
　　分析：酚酞是一种有机弱酸，在水里的溶解度很小，易溶于酒精，所以一般把它制成1％的酒精溶液使用.在稀NaOH溶液中则以红色的醌式结构的醌酚盐存在；在浓NaOH溶液中，醌式结构被破坏，转化成无色的羧酸盐.所以，酚酞与较浓NaOH的溶液(如浓度为20％以上时)反应时，瞬间显红色后又立即褪去.
　　正确做法：配制的NaOH溶液浓度低于5％较好.向低于5％的氢氧化钠溶液中滴入酚酞，显红色并可以保持较长时间不褪色.
　　【例4】 在做二氧化碳与石灰水反应的实验中，随着CO2的通入，饱和的石灰水逐渐变浑浊，继续通入过量的CO2，浑浊程度逐渐减小，但最终浑浊液无法完全变澄清.
　　分析：能否由浑浊变澄清，问题的关键是新生成的CaCO3能否完全反应生成Ca(HCO3)2，这个反应涉及到CaCO3的溶解平衡、H2CO3的两步电离平衡、
　　HCO3的水解平衡.通过计算(略)，要使浑浊液最终完全变澄清，溶液的pH应小于5.3.H2CO3所能提供的酸性是有限的，实验证明最后溶液偏碱性，不能达到CaCO3完全溶解的溶液pH要求.也就是说饱和的Ca(OH) 2碱性强于浑浊液最终完全变澄清的pH要求，饱和的Ca(OH) 2的浓度大了.
　　正确做法：用不饱和的石灰水来做实验，在选择澄清石灰水时可加水稀释或把澄清石灰水［瓶底无Ca(OH)2沉积］敞口放置几天，让部分Ca(OH) 2与空气中CO2反应，使Ca(OH) 2的浓度降低.
　　
　　三、“不适时”的因素
　　
　　【例5】 在做检验打火机内丁烷燃烧产物的实验中，将干而冷的烧杯倒罩在火焰上，能看到一层水雾，若烧杯不拿开，水雾马上消失.
　　分析：丁烷燃烧产物有水蒸气，遇到冷的烧杯液化成水雾，若不及时将烧杯拿开，烧杯则被火焰烤热，水雾则快速蒸发掉.
　　正确做法：倒罩的烧杯上出现水雾后，马上将烧杯拿开，让同学们观察分析.
　　四、“加热位置不对”的因素
　　【例6】 在做检验葡萄糖的实验中，将新制的Cu(OH) 2悬浊液与待检验的葡萄糖用酒精灯加热后，试管内出现砖红色，若继续加热则变成黄绿色再呈黑色.
　　分析：由于葡萄糖分子中含有醛基的官能团而具有还原性，与新制的 Cu(OH) 2共热将高价的Cu2+还原成低价的Cu+即黄色的CuOH沉淀，CuOH受热分解成砖红色的Cu2O沉淀.实验中，在远远过量的10％NaOH溶液中滴加2～3滴2％CuSO4溶液，“新制氢氧化铜”实际上是指Cu(OH) 2和NaOH的混合液.试管底部的Cu(OH) 2在较强的碱性条件下受热分解为CuO黑色沉淀.所以会出现黑色沉淀.另外，若对新生成的Cu2O持续加热，则Cu2O被氧化成CuO也呈黑色.
　　正确做法：在做检验葡萄糖的实验时，一方面10％NaOH溶液的量取得适宜，更重要的是加热时位置要在混合物的上部，因Cu(OH)2沉在底部，且出现砖红色时应立即停止加热.也可水浴加热，从而避免位置不对的因素干扰.
　　
　　五、其他的因素
　　
　　【例7】 在做铁在氧气中的燃烧实验时，不少学生发现，铁丝烧不起来.
　　分析：其中不成功的原因可能有多种：这个实验一般选用的铁丝是从石棉网上拆下来的，虽然铁丝很细，但已生锈，点燃前，用砂纸打磨时可能未将铁锈除干净；集气瓶中的原有的氧气纯度低或过少；绑在螺旋状铁丝上的火柴燃烧的时间过短，就伸到集气瓶中较长时间持续燃烧，消耗大量氧气而使铁丝燃烧所需的氧气不足；绑在螺旋状铁丝上的火柴燃烧的时间过长，使铁丝表面氧化而不能燃烧等等.
　　正确做法：铁丝用砂纸打磨光亮，集气瓶选250mL或125mL型号较适宜，集气瓶中氧气要纯且满，绑在螺旋状铁丝上的火柴燃烧的时间要适中.

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