河北省霸州市第八中学 杨海燕

一、发现问题

九年级化学课外活动小组的同学们在做镁与硫酸铜溶液反应的实验时，发现在镁条表面有气泡产生（如图1），同学们感到很困惑：为什么会产生气泡？生成了什么气体呢？

图1

二、合理猜想

在老师的指导下，化学小组的同学们开始讨论，通过分析总结同学们认为，镁条和硫酸铜溶液中存在的物质有镁、硫酸铜和水，包含镁、铜、硫、氧、氢五种元素，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，同学们猜想产生的气体可能是氧气、二氧化硫或氢气。

三、设计实验方案

同学们根据学过的氧气和氢气的检验方法，以及二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的气体这一特性，很快设计出实验方案。

实验方案：1.检验生成的气体是否为氧气：把镁条放入盛有适量硫酸铜溶液的小试管中，观察到有气泡产生时，把带火星的木条伸入试管中，观察木条是否复燃。

2.检验生成的气体是否为二氧化硫：把镁条放入盛有适量硫酸铜溶液的小试管中，观察到有气泡产生时，用手扇动气体，闻气味，根据是否有刺激性气味，判断产生的气体是不是二氧化硫。

3.检验生成的气体是否为氢气：把镁条放入盛有适量硫酸铜溶液的小试管中，塞上橡胶塞收集生成的气体，然后用燃着的木条检验试管中的气体，根据是否有爆鸣声或气体能否被点燃判断生成的气体是不是氢气。

四、实验验证

同学们根据实验方案进行实验，把镁条放入盛有适量硫酸铜溶液的小试管中，用带火星的木条检验，木条没有复燃，产生的气体不是氧气；用扇闻的方法闻气体的气味，气体没有气味，产生的气体不是二氧化硫；用燃着的木条检验试管中的气体，发现有轻微的爆鸣声，且气体能燃烧，由此得出结论：镁与硫酸铜溶液反应生成的气体是氢气。

五、寻根求源

镁与硫酸铜溶液反应为什么会生成氢气呢？同学们感到很困惑。老师及时点拨：镁是一种金属，根据金属的化学性质和产生氢气与氢元素有关，引导同学们思考镁与硫酸铜溶液反应产生氢气的原因。同学们在老师的点拨下，通过讨论共同做出猜想：1.可能是镁在常温下与水反应生成氢气；2.可能是硫酸铜溶液显酸性，镁与其中的氢离子反应生成氢气。

根据猜想同学们设计出实验方案：1.验证镁在常温下是否与水反应：常温下在两支相同的试管中分别加入5 mL蒸馏水和5 mL硫酸铜溶液，再加入相同大小的打磨过的镁条，观察现象；2.验证硫酸铜溶液是否显酸性：用pH 试纸测定与镁条反应的硫酸铜溶液的pH值。

同学们根据实验方案进行实验，观察到常温下镁条放入蒸馏水中不产生气泡，测得硫酸铜溶液的pH 值小于7（如图2）。因此，同学们得出结论：镁条与硫酸铜溶液反应有气泡产生，是由于硫酸铜溶液显酸性，镁与溶液中的氢离子反应生成氢气。

图2

通过实验探究，同学们对金属的化学性质有了更深入的理解。另外，他们体会到，在学习物质的性质时，既要学习同类物质的共性，也要考虑不同物质的个性，并且要正确对待化学反应中的异常现象，通过实验探究的方法解决问题。