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1、对苏教版必修1一个实验异常现象的分析崔金生一．问题的提出在化学教学中,因为实验体系的各种非控制性因素或实验操作的疏漏,教师的演示实验或学生实验均可能会与预期的结果发生一定的偏差,出现不同程度的异常现象,甚至会导致实验的失败。这里姑且将实验中出现的这些现象统称为“异常实验现象”。“异常实验现象”在日常教学中是时有发生的，但值得注意的是，怕实验失败是大多数师生的共同心理，一旦实验出现了异常或失败现象，许多师生的共同做法是弃之重做或暂时放弃，好的教学素材没有加以充分利用，十分可惜。实验中异常现象的出现，会对学生造
2、成认知冲突的失衡。“异常实验现象”是极好的动态生成教学资源，对实验异常现象的探究是高考实验命题亟待开垦的领域，这里大有文章可做。本文笔者利用在课堂教学中实际情况与同行分享。二．案例分析[案例1]：在苏教版化学《必修1》“溴、碘提取”的活动与探究中有如下实验：实验1：在一支试管中加入2-3mLKI溶液，加入少量新制氯水，滴加少量CCl4，振荡静置。实验现象：CCl4层呈现紫红色，水层显黄色。学生对此现象中水层显黄色，迷惑不解。提出问题：Cl2将KI氧化成碘单质，碘被CCl4萃取，水层应显无色，为什么显黄色？知
3、识检索：I2在水中溶解度很小（298K时为0.029克，为配得高浓度的碘，实验中常将碘单质溶于碘化钾以增加其溶解度：I2+I-=I3-，I2和I3-在水中均呈黄色。提出问题：会不会由于试剂KI的加入造成了碘水在萃取前后的颜色变化不大？当时有老师提出实验室配制的碘水浓度太大，加入的CCl4不足以将碘水中的碘完全萃取。可是，当增大萃取剂用量，并进行多次萃取后，结果仍不能让我满意，似乎萃取效率很低；1．理论分析《分析化学》对此进行定量计算：等体积的CCl4从碘水中萃取I2时，全量一次萃取，萃取百分率可达98.8%
4、,若分三次萃取,萃取百分率接近100%,这显然和上述实验现象不相吻合。笔者准备了以下几个实验对这个问题进行探究。2．通过对比实验找出问题所在1.1实验准备实验1用两种不同方法配制饱和碘水碘水(A)的配制:取少量单质碘加入烧杯,加100mL水溶解,只有极少量碘溶解,溶液呈浅黄色;再加入数滴1mol/LKI溶液,液体呈棕黄色,烧杯底部残留极少量固体。碘水(B)的配制:取相同质量的碘加入烧杯,加100mL水溶解,加热40S液体呈棕黄色。1.2实验现象对比实验2用CCl4萃取碘(分2次萃取)具体操作:分别往分液漏斗
5、A.B中加入碘水(A)和碘水(B)各12mL,再分别入5mL四氯化碳,充分振荡,静置分液,记录现象;有机层转移到小烧杯中,水层仍保留在分液漏斗中,继续向分液漏斗A.B中分别加入5mL四氯化碳,充分振荡,静置,记录现象。表1萃取后的颜色对比第1次萃取第2次萃取分液漏斗A分液漏斗B分液漏斗A分液漏斗B上层颜色棕黄色接近无色浅棕黄色无色下层颜色紫色（浅）紫红（深）紫红色紫红色用KI配置得到的碘水(A)用CCl4萃取后上层颜色很难变浅,两次萃取后碘水颜色依然为浅棕黄色;用加热法制得的碘水(B)萃取后颜色很容易变浅,
6、甚至接近无色,而且下层(有机层)的颜色也比分液漏斗A中的深。显然，分液漏斗B中的萃取进行的更加完全。由此可见，配制碘水的过程中KI的加入是导致这种差别的主要原因。3．对照实验现象分析原因碘水（A）中的碘较难被萃取用KI溶液配制碘水（A）时，KI溶液中的I-与I2形成了I3-，I3-在溶液中存在以下平衡：I-+I2=I3-，碘水（A）中的液体是由碘单质、I-、I3-离子、水等构成的一个复杂体系，加入CCl4萃取后，只有游离态的碘被萃取到有机相（CCl4）中。先以水相为参考对象：碘水（A）中原先建立的平衡将随着
7、萃取的进行遭到破坏。根据勒夏特列原理，随着水中I2浓度的减小，平衡向左移动，I3-离子不断的向生成I-和I2的方向转化，但是碘被四氯化碳萃取和某些反应生成挥发性物质或沉淀不一样，碘并没有完全转移到萃取剂CCl4中。把水相和有机相作为一个整体来看，随着萃取的进行，水相中I3-离子转化为I-和I2的同时，I3-离子浓度也在不断减小，I-浓度在增加，到一定程度，I-离子需要夺取有机相中的碘，重新建立一个新的平衡，这也是符合勒夏特列原理的。实际上，在整个体系中，碘从水相往有机相中的转移（被萃取）和I-离子结合碘生成
8、I3-离子应该是一个同时进行、相互竞争的过程，这个竞争发生在两相之间。碘水（A）由于配制时加入了KI，水相中I-离子浓度较大，这部分碘离子的存在确保了平衡不会彻底向左移，从而保证了水相中相当量游离碘和I3-离子的存在；即使增大萃取剂的用量，只要水相中的I-离子维持在一定浓度，碘水中的碘就不会完全移到有机相中，从而水层的颜色很难变为无色。这样就造成了CCl4萃取效率不高的现象。2．2分析后的猜想碘水（A）中的I-离
