化學(xué)實(shí)驗(yàn)題中文字?jǐn)⑹鲱悊栴}的解答

◇ 寧夏 王開山

化學(xué)實(shí)驗(yàn)既是化學(xué)學(xué)科的核心內(nèi)容,也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要方法．筆者在整理近年理綜化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的問題設(shè)置時(shí)發(fā)現(xiàn),有一些問題的解答需要用一定量的文字進(jìn)行敘述和表達(dá),筆者將其稱為文字?jǐn)⑹鲱悊栴}．該類問題通過文字?jǐn)⑹龅姆绞侥芎芎玫乜疾閷W(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度和分析問題、解決問題的能力．筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生遇到這類問題時(shí)往往難以入手,得分普遍不高．為了幫助學(xué)生高效解答這類問題,筆者將常見的文字?jǐn)⑹鰡栴}歸納為五類,并將每類中常見問題的解答要點(diǎn)梳理如下．

1 操作描述類問題

問題1怎樣檢查裝置的氣密性？

裝置保證良好的氣密性是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的前提．裝置氣密性檢查的原理是:通過改變溫度或氣體的體積看是否改變了壓強(qiáng)，通過氣泡的產(chǎn)生、水柱的形成、液面的升降等來判斷裝置的氣密性．圖1裝置氣密性檢查依據(jù)的原理是:當(dāng)體積(V)和氣體的量(n)都不變時(shí),氣體壓強(qiáng)(p)與溫度(T)成正比．

圖1

解答要點(diǎn)將導(dǎo)管伸入水中,用手捂熱(或用酒精燈微熱)試管,如果導(dǎo)氣管末端產(chǎn)生氣泡,松手后(或撤去酒精燈)導(dǎo)管末端有一段水柱形成,證明裝置氣密性良好．

圖2

圖2裝置氣密性檢查依據(jù)的原理是:當(dāng)溫度(T)和氣體的量(n)都不變時(shí),氣體壓強(qiáng)(p)與體積(V)成反比．

解答要點(diǎn)關(guān)閉導(dǎo)氣管,向球形漏斗中加水,使漏斗中的液面高于容器內(nèi)的液面,一段時(shí)間后,如果液面差不變,證明裝置氣密性良好．

其他裝置氣密性檢查的原理和方法同上．

問題2怎樣操作才能從溶液中析出晶體?

從溶液中得到晶體的方法一般有兩種:蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻熱飽和溶液結(jié)晶．選擇哪種方法主要是根據(jù)最終析出晶體的性質(zhì)和組成來判斷的．

1)若最終析出的晶體為溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)并且不帶結(jié)晶水,可以采用蒸發(fā)結(jié)晶．

解答要點(diǎn)在蒸發(fā)皿中蒸發(fā)溶液至出現(xiàn)大量晶體時(shí)停止加熱,用余熱將溶劑蒸干．

2)若最終析出的晶體為溶解度隨溫度升高而明顯增大的物質(zhì)(或析出的晶體帶結(jié)晶水),宜采用冷卻熱飽和溶液結(jié)晶法.

解答要點(diǎn)將溶液蒸發(fā)濃縮,待自然冷卻后出現(xiàn)大量晶體,過濾．

問題3怎樣洗滌沉淀？

過濾出的沉淀，其表面一般會(huì)附著一些雜質(zhì)粒子,需要進(jìn)行洗滌．

解答要點(diǎn)將沉淀轉(zhuǎn)移至過濾器中,用玻璃棒引流注入蒸餾水,直到剛好沒過沉淀,待液體自然流下后重復(fù)2～3次．

問題4怎樣向容器中添加試劑？

該問題的分析要分加固體和加液體兩種情況．

解答要點(diǎn)加固體時(shí)要先將試管或燒瓶平放，用藥匙或鑷子將藥品送到燒瓶或試管底部，再將燒瓶或試管慢慢豎起，拿出藥匙或鑷子．

加液體試劑時(shí)，如果該液體試劑(如濃H2SO4)和其他試劑混合后會(huì)放出大量的熱，則該試劑要后加，并用玻璃棒不斷攪拌，防止飛濺．如果該液體試劑易分解(如H2O2)，則要等到其他試劑混合后冷卻至室溫再加該試劑，防止受熱發(fā)生分解．

2 結(jié)論說明類問題

問題5怎樣說明沉淀已洗滌干凈？

解答要點(diǎn)(以洗滌沉淀表面附著的Cl-為例)取適量最后一次洗滌液于一支干凈的試管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈;若出現(xiàn)白色沉淀,則說明沉淀未洗滌干凈．

問題6怎樣說明已經(jīng)達(dá)到滴定終點(diǎn)？

滴定終點(diǎn)主要是根據(jù)特征顏色的變化進(jìn)行判斷的．特征顏色可以是由外加指示劑引起的(如酸堿中和滴定時(shí)滴加酚酞或甲基橙等;碘單質(zhì)參與或生成的反應(yīng)滴加淀粉溶液等),也可以是由溶液自身顏色的變化引起的(如KMnO4溶液參與的反應(yīng))．

解答要點(diǎn)(以KMnO4溶液滴定某無色還原性微粒為例)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜬MnO4溶液時(shí),溶液由無色變?yōu)榧t色,且30 s內(nèi)不褪色,說明達(dá)到了滴定終點(diǎn)．

問題7怎樣證明產(chǎn)物中有某種物質(zhì)生成？

產(chǎn)物中是否有某種物質(zhì)生成主要是根據(jù)該產(chǎn)物的特征反應(yīng)進(jìn)行判斷的．

解答要點(diǎn)1)(以說明混合氣體產(chǎn)物中有CO生成為例)將氣體產(chǎn)物通入足量NaOH溶液中,然后通過濃硫酸進(jìn)行干燥,再通過熱的CuO粉末和澄清石灰水,若黑色CuO粉末變紅,并且澄清石灰水變渾濁,說明氣體產(chǎn)物中有CO生成．

2)(以說明固體產(chǎn)物中有Fe2+生成為例)取少量固體產(chǎn)物于一支潔凈的試管中,滴加少量鹽酸將其溶解,加入一定量的酸性高錳酸鉀溶液,若酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明固體產(chǎn)物中有Fe2+生成(其他合理方法都可選擇)．

3 措施實(shí)施類問題

問題8怎樣加快化學(xué)反應(yīng)速率？

解答要點(diǎn)提高反應(yīng)溫度、加入合適的催化劑、將固體研磨成粉、攪拌等．

問題9若反應(yīng)需在60 ℃左右進(jìn)行,應(yīng)怎樣加熱?

解答要點(diǎn)采用水浴加熱．

問題10怎樣使FeCl3·6H2O晶體脫水？

晶體脫水主要采用加熱的方法,但要注意部分鹽易發(fā)生水解．

解答要點(diǎn)將FeCl3·6H2O在HCl氣氛中加熱脫水后可以得到無水FeCl3．

4 原因分析類問題

問題11圖3中分液漏斗上方連接橡皮管的作用是什么？

圖3

解答要點(diǎn)分液漏斗上方連接一個(gè)橡皮管,可以平衡分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng),使稀鹽酸順利滴下．

問題12為什么在實(shí)驗(yàn)前要通入一段時(shí)間氮?dú)猓?/p>

解答要點(diǎn)氮?dú)獾男再|(zhì)較穩(wěn)定,實(shí)驗(yàn)前通入氮?dú)庵饕欠乐鼓承┚哂羞€原性的反應(yīng)物與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)．

問題13實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為什么還要通入一段時(shí)間氮?dú)猓?/p>

解答要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通入氮?dú)庖话闩c定量實(shí)驗(yàn)有關(guān)．主要是把生成的氣體全部趕入某試劑中加以吸收,以便準(zhǔn)確測定產(chǎn)物的量．

問題14空瓶的作用是什么？

空瓶的出現(xiàn)一般與實(shí)驗(yàn)安全有關(guān),主要考慮的是防止倒吸．

解答要點(diǎn)防止某液體倒吸至反應(yīng)容器內(nèi)．

問題15最后連接干燥管的作用是什么？

干燥管中一般加的是堿石灰,可以吸收SO2、Cl2等污染性氣體和H2O．也可以防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入容器內(nèi)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響．

解答要點(diǎn)吸收某種氣體,避免污染空氣;可以防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)容器內(nèi),以免對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾．

問題16多孔球泡的作用是？

解答要點(diǎn)多孔球泡主要是為了增大反應(yīng)物的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率,使反應(yīng)能夠充分進(jìn)行．

問題17為什么要用冰水洗滌沉淀？

用冰水洗滌沉淀主要考慮的是溶解性的問題．

解答要點(diǎn)由于大部分沉淀在冰水中的溶解度比較小,可以降低沉淀的損失．

5 后果分析類問題

問題18不加某裝置一般會(huì)有什么后果？

這類問題一般要考慮環(huán)境污染和副反應(yīng)的發(fā)生．

解答要點(diǎn)不加某裝置,可能造成環(huán)境污染,也可能造成副反應(yīng)的發(fā)生．

問題19溫度過高會(huì)造成什么后果?

解答要點(diǎn)溫度過高造成的后果一般要考慮反應(yīng)物的揮發(fā)、分解或催化劑失活等．

問題20圖4裝置有什么缺陷,可能會(huì)造成什么后果，應(yīng)該怎樣改進(jìn)？

圖4

解答要點(diǎn)通入CO后易造成氧化鐵固體粉末堵塞直玻璃管內(nèi)導(dǎo)管口．改進(jìn)的措施是在導(dǎo)管口加一團(tuán)棉花．

文字?jǐn)⑹鲱悊栴}對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)要求較高,不但要求學(xué)生扎實(shí)掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識(shí),還應(yīng)該有比較強(qiáng)的文字表達(dá)能力．因此在平時(shí)做題過程中要善于總結(jié)和提煉,做到從審題到調(diào)動(dòng)知識(shí),再到語言組織,力求思路清晰,語言表達(dá)規(guī)范、精煉、準(zhǔn)確．