20202021学年人教版（五四学制）化学专题意外的惊喜---化学中的异常现象学案

意外的惊喜---化学中的异常现象 一、发现异常 提出问题：___________________________________________________ 二、解决异常： 猜想与假设: 设计方案 进行实验 收集证据 （实验现象) 解释与结论 表达与交流 三、总结 异常现象解决 产生 结 果 大胆质疑 独立思考 寻根找据（人/资料） 四、反思与提升 五、 练习（2014 年期末 33 改）某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同 时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一 种。 【提出猜想】 生成的气体可能是 SO2 或 O2 或 H2 【查阅资料】 ①SO2 与二氧化碳化学性质相似，如它也能使澄清石灰水变浑浊。 ②浓硫酸具有强烈的吸水性，可做气体的干燥剂。 ③H2 与 CO 均可以还原金属氧化物。 【方案设计】甲同学设计了如下实验方案，验证猜想的气体。 甲同学认为：若观察到 ，则气体为 SO2。 若观察到 ，则气体为 O2。 异常变正常 未知变已知 你还想继续学习和研究什么？ 【进行实验】 ①实验开始时，应先将收集到的气体从 a 处通入一段时间后，再点燃 C 处酒精灯。 这样操作的目的是 。 ②实验过程中发现 A 装置中溶液不变浑浊， C 装置中表面含 CuO 的铜网由黑色变为光亮的红色， 试管壁上有水滴生成； 【实验结论】①铁粉与该硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。 【 实 验 反 思 】 1. 铁 放 入 该 硫 酸 铜 溶 液 中 化 学 方 程 式 为 . 2 很多重大发现都是源自实验中的异常现象的大胆质疑和深入研究．下列有哪些是通过异常现象研究获得的（ ） Ａ波易耳不慎将浓盐酸溅到花瓣从而发现酸碱指示剂 Ｂ侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法 Ｃ卡瓦锡深入研究前人忽略现象发现了氧气 Ｄ张青莲主持测定了多种元素的相对原子质量的新值 六、作业 1（2015 北京 37 改）众所周知，酚酞溶液遇 NaOH 溶液变红。但是，在分组实验中，（如右图所示），出现了 意想不到的现象：有的溶液变红后褪色；有的出现白色浑浊物。 【提出问题】分组实验中，出现意想不到现象的原因是什么呢？ 【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。 【猜想与假设】 Ⅰ. 红色褪去，与 NaOH 溶液和空气中的 CO2 反应有关。 Ⅱ. 红色褪去，与 NaOH 溶液的浓度有关。 Ⅲ. 出现白色浑浊物，与酚酞溶液的浓度有关。 【进行实验】 实验 实验操作 实验现象 1 向盛有 2 mL Na2CO3 溶液的试管中滴加 5 滴 0.5%的酚酞溶液 溶液变红 2 1 号试管 0.1 min 红色褪去 2 号试管 5 min 红色褪去 3 号试管 30 min 红色明显变浅 4 号试管 120 min 红色无明显变化 3 取 3 支试管，分别加入 2 mL 水，…… 酚酞溶液浓度/ % 浑浊程度 5 大量浑浊物 2 少量浑浊物 0.5 无浑浊物 【解释与结论】 （1）NaOH 与 CO2 反应的化学方程式为 。 （2）实验 1 的现象表明，猜想与假设Ⅰ （填“成立”或“不成立”）。 （3）由实验 2 得出结论：出现“溶液变红后褪色”现象的原因是 。 （4）实验 3 的操作步骤：取 3 支试管，分别加入 2 mL 水， 。 【反思与评价】 （5）依据现有实验，为了确保红色不变，若酚酞溶液浓度为 0.5%，建议选用 NaOH 溶液的浓度为 %。 （6）有同学认为，仅通过实验 3 得出“猜想与假设Ⅲ成立”证据不足，理由是 。 (7)同学们又使用了色度传感器测溶液的颜色。他在 a、b、c 三个比色皿 中分别加入等量 5%、10%、20%的 NaOH1 溶液，然后各滴加 2 滴酚酞试液。 溶液颜色的变化曲线如图[说明：溶液无色时色度值（透过率）为 100%]。 请你观察右图回答问题。 ①写出两条规律性结论： _____________________________ _______________________________ ②推测 5%的 NaOH 溶液滴加 2 滴酚酞试液后褪为无色的时间约为( ) A．小于 30s B．30-90s C．90-140s D．140-180s E．180-280s F．大于 280 拓展资料： 历史上的意外与惊喜 1. 碘元素 1811 年的一天，库尔特瓦斯喂养的小猫撞倒了一瓶浓硫酸，瓶里的浓硫酸全部淌到 了盛海藻灰烬溶液的盆里。正想发火的库尔特瓦斯突然发现盒里冉冉升起一股呛鼻的紫色蒸气，蒸 气遇冷后竟变成了有金属光泽的紫色晶体。库尔特瓦斯在对紫色晶体进行了长达一年的研究后认 为，这是一种尚未发现的新元素。1813 年化学家在对紫色晶体进行鉴定后,将它命名为“紫色元素”， 翻译为“碘”。 2. 波尔多液 1882 年，在法国波尔多市，有一位园丁，他种在马路两旁的葡萄常常被过路的馋 嘴人偷吃了，于是他把苦味的蓝矾水跟涩味的石灰乳和在一起洒到了葡萄树上，过路的馋嘴人以为 洒了毒药，不敢再偷吃。就在这一时期，波尔多的葡萄都受到了霜霉病的侵害，园丁们想尽了办法 仍免不了果树大片枯死。可是，马路两旁洒了蓝白色药液的葡萄树却依然枝叶茂盛。波尔多大学的 米亚尔第教授在散步时发现了这一奇异的现象。米亚尔第对这一现象进行了深入的研究和试验，终 于解开了其中的奥秘。原来，Cu2+是有毒的，所以它可以杀菌；石灰乳虽然无毒，但它能吸收空气 中的 CO2 形成 CaCO3 薄膜，覆盖在 Cu2+表面，从而延长了 Cu2+对病菌的作用。 3. 不锈钢 英国学者布里尔利是一个军工厂的工程师，致力于枪管用的合金钢的研究。有一 天，他经过自己丢弃的实验废品堆时，发现许多废品因风吹雨淋都生了锈，唯独有一种铬镍合金钢 废品仍银光闪闪。布列尔仔细回忆并反复查阅炼钢试验记录，但试验次数太多已追溯不到这几块钢 的确切冶炼时间与配方。为了查明它的化学元素成分含量布列尔决定对它进行化验。经检测分析结 果这是一块铁铬合金其含碳 0.24%、铬 12.8%。他继续研究进行水、酸、碱等腐蚀性试验。结果证 明他曾在冶炼试验中产生的铁铬合金却具有任何时候都不易锈蚀的特点，1912 年不锈钢就此发现 了。布列尔并不是不锈钢的第一个发现者。20 世纪初法国居耶和波鲁兹两位工程师已经发现铁中 掺入铬之后的金属具有光亮和可抗腐蚀性因为当时不知道这种合金有何用处便轻率地将它扔掉了。 1912 年美国的赫莫斯也制出了锈钢。同时期的德国冶金专家舒特劳斯和毛勒亦发现在冶炼中加入 铬、镍可制成不会生锈的钢材。他们的发现几乎与英国的布列尔是站在同一起跑线上可是对观察发 现的奇异现象。他们都没有问一个"为什么?"却在步入继续研究的科学大门前停止了脚步，因而与 首次发现不锈钢的荣誉桂冠和加以开发利用获得巨大经济效益擦肩而过。