江慧
【摘 要】近年來,中考化學(xué)壓軸題通常是以實驗探究的題型出現(xiàn)的,且在實驗探究中設(shè)有評價或反思的填空,而這樣的題學(xué)生往往不知如何作答,或因回答不全面而不能得全分。筆者通過搜集、研究這類考題,將它們分類改編,以期從中找出此類試題的規(guī)律和解題技巧。
【關(guān)鍵詞】實驗裝置;實驗操作;實驗方案;解題技巧支招
實驗評價反思題根據(jù)評價對象主要可以分為實驗裝置類、實驗操作類以及實驗方案類。
并且在分析層面上又分為定性、半定量、定量三種。本文即從定性或定量兩個層面根據(jù)評價對象的不同具體解析了幾道實驗評價題。并在解析過程中分步指出作答時應(yīng)答出的要點,同一題給出不同的答題方式,更在每類題型后總結(jié)出答題技巧,以提升學(xué)生解題的能力和得分。
一、對實驗裝置的評價反思
1.氫化鈣(CaH2)固體是一種儲氫材料,是登山運動員常用的能源提供劑。某化學(xué)小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下制備純凈的氫化鈣。
【查閱資料】①氫化鈣通常用氫氣與鈣加熱制得;②氫化鈣要密封保存,遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣;③鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣,并放出大量的熱;④標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為0.09g/L。
【進行實驗】A組同學(xué)設(shè)計的制取裝置如右上圖所示(固定裝置略)。
【實驗評價】B組同學(xué)對A組設(shè)計的裝置進行了改進,增加了D裝置,改進后的裝置如右下圖所示。請說明增加D裝置的原因: ? ? ? ?。
解析:除去空氣中的水(此句旨在說明該裝置的作用),防止進入C中與Ca或CaH2反應(yīng),使制得的CaH2不純(緊扣實驗?zāi)康摹爸迫≥^純凈的CaH2”闡述缺乏裝置對實驗結(jié)果的影響)。
2. 堿式碳酸銅的成分有多種,其化學(xué)式一般可表示為xCu(OH)2·yCuCO3。實驗小組為測定某堿式碳酸銅樣品的組成,利用如圖所示的裝置(夾持儀器省略)進行實驗。
步驟1:檢查裝置的氣密性,將樣品平鋪置于平直玻璃管中。
步驟2:打開活塞K,鼓入空氣,一段時間后關(guān)閉。稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量。
步驟3:加熱裝置B直至裝置C中無氣泡產(chǎn)生。
步驟4:打開活塞K,繼續(xù)通一段時間的空氣,待試管冷卻后關(guān)閉。
步驟5:稱量相關(guān)裝置的質(zhì)量。
實驗評價: 若步驟5選擇稱量的是裝置C、D的質(zhì)量進行相關(guān)計算,則若無裝置E,實驗測定的x/y的值將
(填偏大、偏小或無影響),原因是 ? ? ?。
△
解析:根據(jù)xCu(OH)2·yCuCO3=(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑
18x ?44y
m ?n
空氣中的H2O與CO2進入D中(根據(jù)該裝置的作用闡述缺乏裝置的后果),測得的CO2質(zhì)量偏大,H2O的質(zhì)量無影
響,因而計算出的x/y值就偏?。◤娜狈ρb置直接影響的測量數(shù)據(jù)出發(fā),半定量說明對最終結(jié)果的影響)。
※此類題型答題技巧支招:
一、說明裝置的作用或反過來說缺乏裝置的后果。
二、抓住實驗?zāi)康模ㄐ曰蚨空f明對達成實驗?zāi)康牡挠绊憽?/p>
如題1也可以答:若無裝置D水會進入裝置C中,與Ca或CaH2反應(yīng),使制得的CaH2不純。(反證法)
二、對實驗操作的評價反思
3.(接題1)小組同學(xué)通過反思提出問題:上述制得的氫化鈣是否純凈?他們再次設(shè)計實驗如圖2進行檢驗。
實驗步驟如下:
步驟1:檢查裝置氣密性,裝入足量的水和已稱好質(zhì)量的氫化鈣樣品,按圖2所示連接儀器(固定裝置略)。
步驟2:將Y形管傾斜,使A中的水全部進入B中,完全反應(yīng)后,立即讀取量筒讀數(shù)。
通過上述實驗?zāi)芊襁_到實驗?zāi)康模⒄f明理由
。
解析:未將裝置冷卻至室溫(指出疏漏的操作),測得的H2體積偏大,導(dǎo)致計算所得CaH2質(zhì)量比實際值偏大,無法確定CaH2是否純凈(從遺漏操作直接影響的測量數(shù)據(jù)出發(fā),半定量說明對最終結(jié)果的影響)。
4.實驗室可利用堿式碳酸銅(化學(xué)式Cu2(OH)2CO3)制備氧化銅,并進行碳粉還原氧化銅的實驗。
①制備氧化銅并檢驗產(chǎn)物,裝置如圖所示(省略夾持儀器)
步驟一:連接A和B,打開活塞,通入空氣;
步驟二:關(guān)閉活塞,連上C和D,開始加熱;
步驟三:在加熱過程中,記錄在B中固體質(zhì)量變化如下表,在t3時停止加熱。
②一定量碳粉還原①中制得的氧化銅并檢驗產(chǎn)物,裝置如上右圖所示。
分析:若①中省略步驟三,對②中反應(yīng)產(chǎn)物判斷可能產(chǎn)生的影響及其原因: ? ? ? ?。
解析:由步驟三的數(shù)據(jù)可知t3時,堿式碳酸銅已經(jīng)完全分解(說明該操作的作用),否則,因為堿式碳酸銅也能分解生成CO2,無法確定碳還原氧化銅是否生成CO2(緊扣實驗?zāi)康摹皺z驗產(chǎn)物”,從堿式碳酸銅的性質(zhì)出發(fā)說明對實驗結(jié)果的影響)。
※此類題型答題技巧支招:
一、說明操作的作用或指出遺漏、錯誤的操作。
二、抓住實驗?zāi)康模ㄐ曰蚨空f明對達成實驗?zāi)康牡挠绊憽?/p>
如題4可答:若沒有步驟三,則堿式碳酸銅可能沒有分解完,因為堿式碳酸銅也能分解生成CO2,無法確定碳還原氧化銅是否生成CO2(反證法)。
三、對實驗方案的評價反思
5.課外小組同學(xué)用實驗證明“二氧化碳與水接觸時才能和過氧化鈉反應(yīng)”。
(1)實驗準(zhǔn)備
查閱資料
①過氧化鈉能與水、二氧化碳,鹽酸反應(yīng),反應(yīng)過程中均有氧氣放出。
過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)時,除生成氧氣外,還生成碳酸鈉。
②CO2能與碳酸鈉水溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉,CO2在飽和的碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解。
(2)設(shè)計方案
①小組同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實驗裝置。
(3)實驗分析與評價
①為觀察到最終木條復(fù)燃,甲建議在Ⅲ后安裝一個盛有堿石灰的干燥管,目的是
;
②乙認(rèn)為即使采納甲的建議且最終觀察到木條復(fù)燃,也不能證明CO2與Na2O2發(fā)生反應(yīng),原因是
。
(4)實驗反思
丙同學(xué)認(rèn)為:應(yīng)進一步證明CO2與Na2O2反應(yīng)生成新物質(zhì)。他補充的實驗是:?、笾蟹磻?yīng)后所得固體滴加稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡,則證明有新物質(zhì)生成。
丁同學(xué)認(rèn)為:丙同學(xué)實驗時應(yīng)將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水,否則不能證明CO2與Na2O2反應(yīng),其理由是
。
解析:認(rèn)真閱讀資料中提供的信息,結(jié)合相關(guān)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì),可得出答案,目的是:除去未反應(yīng)完的CO2;不能證明CO2與Na2O2發(fā)生反應(yīng),原因是:Na2O2與H2O反應(yīng)也能生成O2。丙同學(xué)實驗時應(yīng)將產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水的理由是:Ⅲ中固體可能含有未反應(yīng)完全的Na2O2與稀鹽酸反應(yīng)也能產(chǎn)生氣體O2,因而必須驗證生成的氣體是CO2,否則無法證明Na2CO3的存在。
6.化學(xué)小組根據(jù)氨氣還原氧化銅的反應(yīng),設(shè)計實驗測定Cu元素的相對原子質(zhì)量。
已知:①2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O
②氨氣(NH3)是堿性氣體
請結(jié)合下圖回答問題。
(1)將純凈干燥的氨氣通入B中,觀察到玻璃管內(nèi)黑色固體變?yōu)榱良t色,管口有液滴,同時生成空氣中含量最多的氣體,寫出B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ? ?。
(2) 測定Cu元素相對原子質(zhì)量的實驗過程為:先稱量CuO的質(zhì)量,完全反應(yīng)后測定生成水的質(zhì)量,由此計算出Cu元素的相對原子質(zhì)量。
Ⅰ.甲組同學(xué)利用上圖提供的裝置,按照ACBD的順序連接,并進行實驗,結(jié)果實驗失敗。請你幫助他們找出原因
,
并選擇正確的連接順序 ? ? 。
①ACBDC ②ADBCD ③ADBDC ④ABDC
Ⅱ.在本實驗中,使測定結(jié)果偏大的原因可能是
(填序號);
①CuO未完全起反應(yīng)
②CuO不干燥
③CuO中混有不反應(yīng)的雜質(zhì)
④NH4C1與Ca(OH)2混合物不干燥
解析:(2)Ⅰ.第二步選C錯,因為氨氣是堿性氣體,能與酸反應(yīng),不能用濃硫酸干燥(根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)作答,下同)。因為氨氣有刺激性氣味,所以未反應(yīng)完的須用濃硫酸吸收處理。因而在最后要增加裝置C。正確的連接順序為ADBDC。
Ⅱ.計算Cu相對原子質(zhì)量的原理是:
2NH3+3CuO■3Cu+N2+3H2O
3x+48 ? ? 54
m1 ? ? m2
x=18m1/m2-16
①CuO未完全反應(yīng),則生成的水偏少,m2偏小,結(jié)果偏大;
②CuO不干燥,加熱時水分蒸發(fā),m2偏大,結(jié)果偏小;
③CuO中混有不反應(yīng)的雜質(zhì), 則生成的水偏少,m2偏小,結(jié)果偏大;
④NH4Cl和Ca(OH)2不干燥,但只要在通入B之前將氨氣徹底干燥,對實驗結(jié)果不產(chǎn)生影響。
※此類題型答題技巧支招:
一、從試劑的性質(zhì)入手,說明其在實驗中的作用。
二、緊扣實驗?zāi)康?,定性或定量說明對達成實驗?zāi)康牡挠绊憽?/p>
實驗評價反思?xì)w根結(jié)底是建立在充分理解實驗原理,熟知每個實驗裝置的作用基礎(chǔ)上的,更要關(guān)注細(xì)節(jié),注重實驗操作的全面、規(guī)范,因此實驗反思評價題能全面考查學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰?,?yīng)該引起我們的重視。教師可以采取改編各地中考調(diào)考試題,如增加錯誤方案、減去裝置、減去或增加錯誤操作,對學(xué)生進行訓(xùn)練,以提高實驗探究能力。
【參考文獻】
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(作者單位:武漢市武珞路中學(xué))