如何处理中学化学试题中的实验问题_试剂论文

如何应对中考化学试题中的实验问题,本文主要内容关键词为:如何应对论文,中考论文,化学试题论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

化学是一门以实验为基础的自然科学,化学实验是化学学科的基础和灵魂。近年来中考中对学生完成实验问题的能力要求有所提高。综合性实验题信息量大,渗透性强,比较好地考查了学生综合运用知识分析解决问题的能力,这就要求教师在实验教学中应注重对学生进行完成实验问题的能力的培养。完成实验问题必须注意“三性”:必须遵循科学性,了解实验的原理;必须注意可行性,要注意仪器的性能,所用原料资源丰富、价廉易得和多种物质共存时的种种复杂性,即要注意实验的可行性;必须遵循有关规律性,按知识的规律性解答问题。下面就中考化学试题中出现的实验问题分类归纳如下。

一、气体制备的问题

1.发生装置的选择

发生装置的确定,应根据反应物的状态和反应条件来选择。

(1)凡是给固体加热或固体跟固体反应加热,适用于制氧气的装置,即试管横放、管口略下倾,教材中加热碱式碳酸铜、氢气还原氧化铜、胆矾分解均采用此装置。(2)凡是固体与液体反应制取气体,且反应不需要加热,均可以采用制取氢气的装置,即试管直立。如果要控制液体反应物,可加长颈漏斗。如果反应物固体较大且用量多,可将试管换成广口瓶、锥形瓶或烧瓶等。

无论选用上述哪一种装置均应当注意:

①先检查装置的气密性后再加药品;

②制取气体装置中导管口略露出胶塞即可;

③铁夹夹在试管的中上部。

另外,利用制取氧气的装置时还要注意:

药品应斜铺在试管底部,以增大药品的受热面积;

加热用酒精灯的外焰,而且要先均匀加热后集中在药品的部位加热;

如果反应比较剧烈,要在试管口塞一团棉花,以防止药品堵塞导管口;

制完气体,应先撤导管后撤酒精灯。

利用制取氢气装置时还应注意:长颈漏斗底端一定要液封;装药品时要先固后液。

2.收集装置的选择

(1)凡是常温下不与空气中的成分反应的气体,可根据气体密度与空气密度的比较(或利用空气平均式量与气体式量比较),采用向下或向上排空气集气法。

(2)凡气体不易溶于水或难溶于水的,可以采用排水集气法。

(3)有毒性且不溶于水的气体,可采用洗气瓶倒装装置(即短进长出),从长管排出的水可用烧杯盛装,如将烧杯换成量筒还可以用来测量生成气体的体积。洗气瓶中的液体可根据气体性质选用。

利用排气法收集气体时需注意:导管应插入集气瓶底部(无论向下排气或向上排气法);应在瓶口验满,可燃性气体不能用点燃法验满。利用排水法收集气体时需注意:收集前集气瓶充满水倒立于水槽中,不留气泡。

3.所集气体的存放

(1)比空气密度大的气体,盖严后正放。

(2)比空气密度小的气体,盖严后倒放。

例1 根据气体实验室制法的思路和方法回答:

(1)实验室制取氧气应选用的药品是__,反应的条件是__。

(2)实验室制取气体,应选择什么样的实验装置,首先要研究的 __状态,___ 的性质以及反应的___等。

(3)用排水法收集氧气,若看到水槽中__,则说明氧气已收集满了。检验集气瓶是否充满二氧化碳的方法是___。

(4)根据实验装置本身的特点,设计合理的实验操作步骤和方法。如制氧气,实验前必须要检查装置的___;若用排水法收集气体,实验结束时,先要___,然后再____。

例2 现有A-F六种实验装置,根据装置图(图1)回答问题(装置填序号):

图1 实验仪器

(1)写出有标号的仪器的名称:①___,②____,③____,④____,⑤____。

(2)实验室制取氧气应选用的制气装置是___,收集装置是___,制取氧气的化学方程式是___。

(3)实验室制取氢气应选用的制气装置是___,制取氢气的化学方程式是___。氢气还原氧化铜应选用的装置是___。

(4)硫化氢是一种有毒的气体,其密度比空气大,能溶于水,它的水溶液叫氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁与稀硫酸在常温下反应制取硫化氢气体,制取该气体的发生装置应选用___,收集该气体所用的装置是___。

上面两个题着重考查了学生在气体制备中如何选用实验装置、收集方法及实验原理。

二、气体除杂的实验问题

气体中混入杂质气体,一般可以采用下述方法进行除杂。

1.直接吸收法

(1)水气可选择于燥剂,如浓硫酸、火碱、氧化钙等初中常见的干燥剂,若选用其他干燥剂如氯化钙、五氧化二磷等需在试题中说明。

(2)酸类气体可采用碱液吸收,如二氧化碳、二氧化硫气体、氯化氢气体等可用氢氧化钠溶液吸收。碱性气体可用酸液吸收。

(3)如果是二氧化碳气体中混有氯化氢气体,可用饱和碳酸氢钠溶液来吸收。

2.转化吸收法

将混入的气体杂质转化为原气体,如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体,可将混合气体通过灼热的氧化铜将一氧化碳氧化为二氧化碳,达到除杂目的。

三、固体物质除杂的问题

要根据提纯原则,即不能引入新的杂质;选用的试剂只能与杂质起反应,为了将杂质除去干净,必须加入过量的试剂。常见除杂质的方法是:可将杂质转化成纯净物,也可将杂质转化成沉淀或气体除去。同时还要考虑所加试剂的先后顺序,当加入第二种试剂时,所加试剂不但要除去原有的杂质,而且还应该除去过量的第一种试剂。

例3 为了除去粗盐晶体中少量的氯化镁、氯化钙和硫酸钠杂质,试从碳酸钾溶液、碳酸钠溶液、稀盐酸、硝酸钡溶液、氢氧化钡溶液五种试剂中选择三种试剂,按以下步骤实验:

粗盐(加水)→溶液(加过量A后过滤)→滤液(加过量B后过滤)→滤液(加过量C)一蒸发结晶得氯化钠。

(1)写出A、B、C三种试剂的化学式____;

(2)加入试剂A要过量的原因___;

(3)加入试剂B要过量的原因___;

(4)加入试剂C的目的___;

(5)加入试剂C必须要加到什么程度:___。

此题考查学生思考问题的全面性,同时要求学生掌握物质的本身特性,以及各种物质的相互关系。

四、气体验证性实验的问题

初中化学中能够参与验证的气体有氧气、二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氢气、氨气、氯化氢气体等。其中氧气、二氧化碳、水蒸气、氨气、氯化氢气体可直接验证。二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊。水蒸气可以使无水硫酸铜变蓝。氨气可以使湿润红色石蕊试纸变蓝。氯化氢气体可以使用硝酸酸化的硝酸银溶液产生白色沉淀。有些气体需要将他们转化后验证,一氧化碳气体、氢气需转化为二氧化碳和水蒸气后再验证生成物。对于综合性较强的验证性实验应注意以下几个方面:

(1)若需要验证某种气体,则一定要先除去此气体中其他气体,一般是先除去其他气体杂质后再除水蒸气。

(2)从溶液中制得或从洗气瓶中通过的气体都夹杂着少量水气,一般需要先干燥。

(3)连接仪器时注意洗气瓶的连接是“长进短出”,球形干燥器的连接一般是“粗进细出”,U形干燥管和玻璃管则无特殊要求,一般按照仪器接口的字母顺序连接。

(4)对于有毒性的气体要做尾气处理。

例4 有四种气体的混合物(二氧化碳、一氧化碳、氢气、水蒸气),用图2装置设计一个实验(每种装置限用一次),验证上述气体中确有一氧化碳和氢气。

图2 实验仪器

回答:(1)图中有标号的仪器名称是___。

(2)连接上述仪器的正确顺序是:混合气体→(

)→(

)→(A)→(

)→(

)。

(3)确认混合气体中含有氢气的实验现象是____,确认混合气体中含有一氧化碳的理由是____。

本题考查了学生验证每种气体应采用什么方法,使学生切记要验证一氧化碳前必须先除去二氧化碳,要验证氢气前必须先除去水蒸气。

五、固体物质验证性实验的问题

验证物质的一般方法:

正推法:依据实验的某一现象为突破口,确定一种物质,然后顺题意层层深入,逐步推断得出结论。

逆推法:以最终结论为思考的起点,根据题意层层逆推,直至得出结论。

表析法:将复杂多变、头绪多的条件或现象进行列表分析,一一对应,最终推断得出结论。

图示法:将题设的条件借助图示展现出来,可一目了然的进行推断。

计算法:借助化学式或化学方程式的计算来推断出符合题目的物质。

首先要抓住物质的颜色,常见的物质中溶液中含有铜离子是蓝色的,含有铁离子是黄色的,含有亚铁离子是浅绿色的,还有氢氧化铜、氢氧化铁是有颜色的沉淀物等等。要紧紧扣住题目中所给的信息进行判断。

例5 有一种固体混合物,可能由硫酸铜、硝酸钡、碳酸钙、硝酸钾、碳酸钠、硫酸钠、氯化钾中的一种或几种组成,为了鉴别它们进行如下实验:

①将固体混合物溶于水,搅拌得五色透明溶液;

②在此溶液中加入氯化钡溶液产生白色沉淀,再加足量稀硝酸,沉淀部分消失,过滤;

③在前面所得的滤液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,沉淀不消失。

由此推断:固体混合物中肯定含有_____,肯定没有____,可能有____。

此类推断题要求学生对酸、碱、盐的溶解性非常熟悉,而且掌握重要酸、碱、盐物质的化学性质。重点考查了根据实验原理判断实验现象;根据实验现象判断反应原理,培养学生分析问题的能力。

六、实验评价与分析的问题

实验评价与分析题是对学生分析问题的能力考查的题型之一。近几年来中考和竞赛题经常出现,是一类必须引起重视的试题。

解答这类题,可以从以下几个方面来考虑:

方案在理论上是否利学合理,是否具有严密性;

在满足安全性的条件下,操作上是否简单易行;

从经济角度分析,是否节约原料成本和提高产品质量;

从环境角度考虑,是否会给环境造成污染。

例6 为除去一包氯化钠固体中混有的少量碳酸钠,得到纯净的氯化钠晶体。甲、乙两同学设计的方案如下:

甲同学的实验方案:

固体混合物(加蒸馏水)→溶液(加适量盐酸)一溶液(蒸干)→氯化钠晶体

乙同学的实验方案:

固体混合物(加蒸馏水)→溶液(步骤1.加适量硝酸钙溶液,步骤2.过滤)→溶液(蒸干)→氯化钠晶体

请回答:甲、乙两同学设计的实验方案,你认为行吗?

不行的请简述理由。

例7 某中学环保小组同学在做确证学校附近河水中硫酸根离子存在的实验时,提出了下述两个方案:

甲方案:溶液(加氯化钡溶液)→白色沉淀(加足量稀盐酸)→沉淀不溶解

乙方案:溶液(加足量稀盐酸)→无沉淀(加氯化钡溶液)→白色沉淀

(1)试评价上述两个方案哪个严密?

(2)阐述方案不严密的原因。

上述习题主要考查实验方案的合理性、严密性,能否达到实验目的。评价实验步骤的合理化,分析实验误差产生的原因。

化学是一门以实验为基础的学科,做好实验,可以加深学生对知识的理解,学生做好实验的习题,可以提高其综合运用知识、分析问题的能力,使学生在中考中能取得优异成绩,也使学生在今后的学习中受益匪浅。

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