化學是一門以實驗為基礎的學科。《新課標》對實驗內容的要求很高,學好實驗既是一種技能,又是從化學的角度去了解化學與社會和技術相互聯系的有力武器。尤其在高考命題由知識立意不斷向能力立意轉化的形勢下,實驗探究式的試題會越來越多,在高三實驗復習中應奏好下面六部曲。
一、掌握常用化學儀器及其使用方法
化學實驗離不開化學儀器,化學儀器的種類很多,在中學階段同學們應掌握最常用的化學儀器及其使用方法。常用的化學儀器按其用途歸納如下。
1.常見加熱的儀器:試管、燒杯、燒瓶、蒸發皿、坩堝、酒精燈等。不僅要知道儀器的形狀,而且要知其使用方法和注意事項。例如:⑴試管:用來盛放少量藥品,可用作常溫或加熱情況下進行少量試劑反應的容器,也可用于制取或收集少量氣體(大試管可用來做啟普發生器的簡易裝置)。使用試管時注意:①可直接加熱,用試管夾夾在距試管口1/3處。②放在試管內的液體,不加熱時不超過試管容積的l/2,加熱時不超過l/3。③加熱時試管口不應對著任何人;給固體加熱時,試管要橫放,管口略向下傾斜。⑵坩堝:主要用于固體物質的高溫灼燒。使用時注意:①在三腳架上的泥三角上可將坩堝直接加熱。②取、放坩堝時要用坩堝鉗。
2.常見分離物質的儀器:漏斗、洗氣瓶、干燥管等。例如:漏斗常分為普通漏斗、長頸漏斗、分液漏斗。普通漏斗用于過濾或向小口容器轉移液體。長頸漏斗用于氣體發生裝置中注入液體。分液漏斗用于分離密度不同且互不相溶的不同液體,也用于向反應器中隨時加液;也可用于萃取分離。
3.常見計量儀器:托盤天平、量筒、容量瓶、滴定管等。例如:容量瓶用于準確配制一定體積和一定濃度的溶液。使用前檢查它是否漏水。用玻璃棒引流的方法將溶液轉入容量瓶。使用時注意:①只能配制容量瓶上規定容積的溶液。②容量瓶的容積是在20℃時標定的,轉移到瓶中的溶液的溫度應在20℃左右。
4.常見其它儀器:鐵架臺、燃燒匙、玻璃棒、溫度計、膠頭滴管等。同樣應掌握其使用方法及注意事項。
二、掌握常見化學實驗基本操作
熟練掌握化學實驗的基本操作是解決綜合實驗問題的前提。中學階段常見實驗基本操作有:儀器的洗滌、藥品的取用和保存、試紙的使用、固體稱量、液體量取、過濾、蒸發和結晶、蒸餾、分液和萃取、升華、滲析等。例如:復習試紙的使用時要知道,試紙的種類較多。常用的有紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙、pH試紙、淀粉碘化鉀試紙等。使用時注意:一般先把一小塊試紙放在表面皿或玻璃片上,用沾有待測溶液的玻璃棒點試紙,觀察顏色的變化。如果使用試紙來檢驗氣體的性質,一般先用蒸餾水將試紙潤濕再粘在玻璃棒的一端,再用玻璃棒把試紙放到盛有待測氣體的試管口(注意不要接觸),觀察試紙的顏色變化情況,來判斷氣體的性質。
除了上述最常見的基本操作外,同學們還應知道在綜合實驗題中經常出現的一些實驗操作,例如:裝置的連接、裝置氣密性的檢驗、常見氣體的收集及驗滿、尾氣的吸收及防倒吸等。只有把這些基本操作都理解并掌握好,才能很好地解決綜合強的實驗問題。
三、掌握課本中出現的典型實驗
課本是我們學習化學最重要的資料,課本上出現的實驗同學們必須掌握。在復習課本實驗的時候,可以從實驗目的、實驗原理、實驗現象、實驗結論、實驗設計思路、化學語言對實驗的表述等角度去復習掌握該實驗。例如:在復習探究鐵及其化合物的氧化性和還原性這個實驗時,實驗目的很清楚,實驗原理是利用物質能與氧化劑反應則有還原性,能與還原劑反就則有氧化性。所以,利用鐵與硫酸、硝酸或氯水的反應來證明鐵具有還原性,而利用氯化鐵與銅、鐵或碘化鉀的反應來證明氯化鐵具有氧化性。向氯化鐵溶液中加入銅片的反應現象可描述為:一段時間后,銅片的體積減小,溶液由黃色逐漸變為藍色。
另外,課本上出現的實驗很多,我們可以將它們歸類來復習。根據實驗的形式與設置該實驗的目的可分成兩類:觀察與思考類,活動與探究類。觀察與思考類實驗主要培養學生對實驗現象觀察能力,再由現象到本質,思考原因,從而得出一些物質性質方面的結論。例如教材必修一(蘇教版)涉及:觀察金屬鈉的物理性質及鈉與水反應的現象;稀硫酸與氫氧化鋇在水溶液中的反應;氨的性質;銨鹽的性質;硝酸的性質;硫單質的性質;金屬鎂的還原性;溴單質和碘單質的物理性質;金屬鋁的還原性;氫氧化鋁與酸、堿溶液的反應,等等。活動與探究類實驗主要培養學生的基本操作能力與實驗設計的能力,相對要求較高。例如教材必修一涉及:金屬鈉與氧氣反應的實驗;配制一定體積的溶液并表示其組成;單質、氧化物、酸、堿和鹽之間的相互關系;氧化還原的實質;鐵及其化合物的氧化性和還原性;碳酸鈉和碳酸氫鈉的化學性質;不同價硫元素間的轉化;氯、溴和碘單質的氧化性強弱的比較,等等。
四、重視實驗設計,培養創新能力
為了達到一定的目的,能夠改進實驗或設計實驗并進行分析評論,這是實驗技能的很高目標。要達到這一目標,學生首先要知道最基本的實驗設計思路,這也是高一必修教材培養學生實驗技能的一個基本要求。以氣體制備與收集為例,首先根據生成氣體的反應原理,選擇制氣裝置的類型。如固、固加熱型(如O的制取),液、固或液、液加熱型(Cl的制取),液、固不加熱型(如H的制取)。根據氣體的密度與溶解性,來選擇氣體的收集方式,如排水法(不溶于水的氣體)、向上排氣法(密度比空氣大的氣體)、向下排氣法(密度比空氣小的氣體)等。
在化學實驗設計中,對于同一儀器或裝置,通過不同的組合、改進,就可以實現儀器裝置功能的拓展。例如,右圖裝置,采用不同的操作,可開發出不同用途:(1)用作排氣集氣裝置;(2)用作排水集氣裝置;(3)可用于測量化學反應中產生氣體的體積;(4)可用作安全裝置;(5)可用作尾氣吸收裝置;(6)可以用作觀察氣體排放快慢的裝置;(7)可用作凈化和干燥裝置;(8)可以用作反應器,等等。
五、答題重在規范,避免無謂失分
從平時學生做實驗習題的結果來看,描述實驗的文字敘述較差,主要表現為表達不能切中要害,含糊不清,化學術語不規范。所以在復習實驗簡答題時,要注意相關的語言文字表達,要用化學用語,盡可能規范化、明確化、簡練化,能從本質上說明問題。同學們可以把平時做過的實驗題整理好,進行集中復習并且專項突破。
六、抓住考試熱點,力求事半功倍
化學實驗考題中的八個熱點:儀器的排列組合(一般遵循氣體制取→除雜(若干裝置)→干燥→主體實驗→實驗產品的保護與尾氣處理。其中除雜與干燥的順序,若采用溶液除雜則為先凈化后干燥)、接口的連接(一般應遵循裝置的排列順序)、氣密性檢查(氣密性檢查的一般原則是堵死一頭,另一頭通過導管插入水中,再微熱容積較大的玻璃容器,若水中有氣泡逸出,停止加熱后導管中有一段水柱上升則表示氣密性良好)、防倒吸(一般是在裝置中加安全瓶或用倒扣的漏斗來防倒吸)、實驗方案設計及評價(應遵循以下原則:①能達到目的;②所用原料常見易得、廉價;③原料的利用率高;④過程簡捷優化;⑤對環境無污染;⑥實驗的誤差小,有創意,等等)、實驗結果的分析和處理(一般為實驗結論的相關計算,誤差分析;等)。
總之,化學實驗復習要注重優化復習過程,立足于教材上出現的學生實驗和演示實驗,從儀器使用、實驗基本操作、實驗現象的觀察、實驗方法選擇等角度出發,注意訓練文字表達能力,并結合元素化合物知識培養學生發散思維。要在理解實驗原理的基礎上,對實驗進行多方位的思考和設計。同時可采用歸納、對比、總結規律等復習方法,對實驗知識體系由點到面,形成知識網絡。而對于一些課本上的典型實驗,應從不同角度全方位地進行復習,以求達到事半功倍的效果。