关于高中化学两个实验疑点的探究

1、杭州市化学会2009年年会论文关于高中化学两个实验疑点的探究杭四中分校 江龙群【摘要】“化学是实验的科学，只有实验才是最高的法庭”，然而笔者发现高中化学实验有的在现象和结论中均存在疑点；有的在方案设计上存在一定的问题，得到的实验结果不清晰，甚至出现与理论相违背的情况。对其中的两个实验进行了一系列探究后，初步得到了问题的解决方案。【关键词】高中化学 实验 疑点 探究一、问题的提出1、在对苏教版必修专题2第二单元中区别碳酸钠和碳酸氢钠的实验的探究过程中，发现常用BaCl2溶液来鉴别它们，因为BaCl2 与Na2CO3反应产生白色沉淀而不与NaHCO3反应，从而将两者区别。然而通过实验探究却发现了与

2、事实相反的情况，在进行了一系列的实验探究后，不仅弄清楚了原因，同时也使很多知识得以应用和串联。2、在对苏教版实验化学专题2“物质性质的探究”实验的探究过程中，发现教材中“乙醇、苯酚与金属钠的反应”这个实验得到的实验结果不清晰，甚至出现与理论推测相违背的情况。这是怎么回事呢？是实验操作有问题，还是实验本身存在不尽完善的地方？第一种可能性不大，我们严格按照书上的步骤和用量，经过多次实验，结果始终如一。因此，问题很可能出在实验方案的设计上。那么为什么会出现这样的问题，又如何解决呢？在进行了一系列的实验探究后，初步得到了问题的解决方案。二、实验探究1、对利用BaCl2溶液来鉴别Na2CO3和NaHCO

3、3溶液的实验探究1-1、问题的发现Na2CO3和NaHCO3可以利用BaCl2溶液来鉴别，因为BaCl2 与Na2CO3反应而不与NaHCO3反应。为此我们做了如下实验：分别取两种固体加入蒸馏水配成相同浓度的溶液。、取少许Na2CO3溶液，在其中滴入BaCl2溶液，有白色沉淀产生；、取少许NaHCO3溶液，在其中滴入BaCl2溶液，产生细小气泡，并有白色浑浊产生，这与预想不符。1-2、问题的探究于是我们又做了如下实验：、取少许Na2CO3溶液，在其中滴入稀BaCl2溶液，有白色沉淀产生；、取少许NaHCO3溶液，在其中滴入稀BaCl2溶液，此时没有出现明显现象，和预想的结果相符。这是为什么？查

4、阅相关资料并结合所学有关知识分析在NaHCO3溶液中滴人BaCl2溶液后所产生现象的可能原因是：在NaHCO3溶液中存在HCO3的电离平衡，HCO3 H+ + CO32，当加入BaCl2溶液较浓时Ba2+ 与CO32浓度的乘积大于BaCO3的Ksp从而使Ba2+ + CO32 = BaCO3，促使HCO3的电离平衡正向移动，H+浓度增大又可能发生反应H+ + HCO3 = CO2 + H2O ，所以有生细小气泡和白色浑浊的现象产生。而当加入BaCl2溶液较稀时Ba2+ 与CO32浓度的乘积小于BaCO3的Ksp从而无法产生BaCO3沉淀。我们又用CaCl2溶液做了相同实验，发现产生的现象与几乎

5、BaCl2一样。通过进一步查阅资料，发现CaCO3的Ksp与BaCO3相近，所以产生现象的原因也应该一样。1-3、问题的解决考虑到MgCO3的溶解度大，其Ksp也大，因此Mg2+离子对HCO3的电离平衡的影响不会太大，将MgCl2溶液滴加到NaHCO3溶液应该不会产生沉淀现象。在NaHCO3溶液中滴人MgCl2溶液，却无浑浊出现。所以我们认为在区别碳酸钠和碳酸氢钠两种溶液时，选择MgCl2溶液是最恰当的。2、对乙醇、苯酚与金属钠反应的实验探究2-1、问题的发现“乙醇、苯酚与金属钠反应”是苏教版实验化学专题2“物质性质的探究”课题2 乙醇和苯酚的性质中的一个重要的性质探究实验。通过实验对比的方法

6、，认识乙醇、苯酚结构上的差异引起性质差异的原因，并能比较醇羟基和酚羟基的化学活性。表2 按照课本27页实验1所做的对比实验：实验内容实验现象2mL乙醚，加入1mL乙醇，振荡，再加一小块金属钠，比较实验现象。钠沉在液体底部，生成气泡的速率较快2mL乙醚，加入约1.5g苯酚，振荡，再加一小块金属钠，比较实验现象。钠浮在液面上，生成气泡的速率较慢由这个实验现象（图1），我们可得出的结论是：醇羟基的化学活性比酚羟基强。这与理论推测恰好相反，这是为什么呢？2-2、问题的探究我们认为：溶剂对乙醇、苯酚与金属钠反应可能存在一定的影响。接下来用不同的溶剂溶解乙醇和苯酚，分别做了与金属钠反应的实验。表1 不同溶

7、剂对反应的影响溶剂溶质实验现象四氯化碳乙醇钠浮在液面上，产生气泡的速率比用乙醚作溶剂稍慢，并有不溶于四氯化碳的沉淀（乙醇钠）生成苯酚钠浮在液面上，产生气泡和生成沉淀（苯酚钠）的速率比加乙醇的溶液更慢丙酮乙醇钠沉在液体底部，并产生细小的气泡苯酚钠沉在液体底部，并产生较多的气泡发现，用四氯化碳作溶剂时，钠在乙醇溶液中的反应速率还是比在苯酚溶液中快（图2）。但是用丙酮作溶剂时的，钠在乙醇溶液中的反应速率比在苯酚溶液中慢（图3），与理论推测的现象完全一致。图1 苯酚 乙醇 图2 乙醇 苯酚 图3 苯酚 乙醇通过上述实验探究，我们可以肯定，溶剂对乙醇、苯酚与金属钠反应存在一定的影响。从结果看用极性相对较

8、大的丙酮作溶剂更有利于实验结论的得出。此外从乙醇、苯酚与溶剂分子之间有可能形成氢键的角度分析，丙酮与乙醇、苯酚之间形成氢键的可能性最大，可能更有利于实验的进行。为了排除溶剂对乙醇、苯酚与金属钠反应的影响。我们进一步做了乙醇与苯酚按一定的比例互溶与金属钠反应的实验：表2 不同比例互溶对反应的影响乙醇:苯酚（体积比）实验现象1:2钠浮在液面上，产生气泡的速率较快1:1钠浮在液面上，产生气泡的速率稍慢 图4 1：2 1：1发现，苯酚所占比例大时，产生气泡的速率快（图4），由此进一步验证了酚羟基的化学活性比醇羟基强。2-3、问题的解决就实验效果讲，用丙酮作为溶剂效果最为理想。实验步骤：将1mL乙醇和1

9、.5g苯酚分别溶解在2mL丙酮中，各加一小块钠,钠都沉在液体底部。乙醇的丙酮溶液中产生细小的气泡，苯酚的丙酮溶液中产生较多的气泡。实验的注意事项：所切的金属钠大小、形状尽量一致。三、教学感悟通过以上实验探究活动，我们初步解决了在课本实验“物质性质的探究”中出现的问题。由此，笔者深刻体会到了在新课程理念下的实验探究活动的重要性和必要性。新的化学课程标准将探究学习作为中学化学课程改革的突破口，并已在中学化学教学中得以大力倡导。教师在探究性化学实验教学中要鼓励学生善于发现问题，敢于质疑，大胆求证和改进，培养学生敢于怀疑的批判精神，发现或提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。对实验中出现的问题一定要进行科学的探究，不能“视而不见，见而不思，思而不悟”。只有跳出已有的框框，才能获取新知，补充旧知。 作为老师同时要及时记录自己在教学中的新发现、新见解、新问