例談開放型化學試題的求解

■孫小勇

開放型化學試題是指條件不唯一,或解題方法多樣化,或答案具有不確定性的試題。這類試題不拘泥于形式,為同學們提供了較大的思維空間,其考查知識源于教材又高于教材,取材于生活又回歸于生活,體現了現行教育改革對同學們的“雙基”學習能力和創新能力的關注。求解開放型化學試題時,同學們的思維應具備廣闊性、靈活性、敏捷性、發散性和創造性。

一、條件開放型試題

當題目給出結論要求探尋該結論成立應具備的條件,且滿足結論成立的條件不唯一時,就構成了條件開放型試題。同學們在求解此類試題時,需要從問題的結論出發,逆向探尋條件,提出假想,并論證假想的可行性。

例1已知一種固體化合物由C、H、O、Cu四種元素組成。向盛有該化合物的試管中加入稀鹽酸,產生大量氣泡,固體逐漸溶解,得到藍綠色溶液。經測定這種藍綠色溶液是氯化銅溶液。

(1)探究產生的氣體是什么。猜想：

①可能是氫氣；

②_____；

③_____。

實驗：請你針對猜想②和③中的一種設計實驗,驗證你的猜想。

(2)從藍綠色溶液中提取金屬銅。現利用該溶液制取金屬銅,過程如圖1所示。

①操作1 的名稱為_____,完成該實驗需要的主要儀器有____,加入過量A 的目的是____,反應的化學方程式為____。

②加入過量B 的目的是____,如何確定此目的已經達到?____。

解析：(1)因為藍綠色溶液是氯化銅溶液,所以可以猜想產生的氣體可能是氧氣,也可能是二氧化碳,還可能是甲烷。當產生的氣體是氧氣時,可以通過實驗“用帶火星的木條試驗,木條復燃”來證明；當產生的氣體是二氧化碳時,可以通過實驗“將氣體通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁”來證明；當產生的氣體是甲烷時,可以通過實驗“將氣體點火,氣體能燃燒,用干而冷的燒杯罩在火焰上,燒杯內壁出現水珠,迅速將燒杯倒過來,注入少量澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁”來證明。

(2)從藍綠色溶液中提取金屬銅,需要先加入比銅活潑的金屬,如鐵或鋅等,且要求所加入的鐵或鋅等必須過量,以達到把溶液中的Cu2+全部置換出來的目的。然后經過過濾得到固體。最后在濾渣中加入鹽酸,利用鐵(鋅等)與銅的活潑性不同將鐵(鋅等)除去,滴加鹽酸至溶液中不再有氣泡產生,鐵(鋅等)就被完全除去了。因此操作1的名稱是過濾,完成該實驗需要的主要儀器有帶鐵圈的鐵架臺、漏斗、玻璃棒、燒杯。加入過量A 的目的是使溶液中的氯化銅完全反應,反應的化學方程式為Fe+CuCl2==FeCl2+Cu(或Zn+CuCl2==ZnCl2+Cu等)。加入過量B的目的是完全除去過量的A,溶液中不再有氣泡產生,說明目的已經達到。

二、結論開放型試題

當題目給出的條件確定,但是從不同角度分析,就會有不同的答案時,就構成了結論開放型試題。同學們在求解此類試題時,需要從不同的角度審視問題,采用適合自己的方法完成解答。

例2無水乙酸又稱冰醋酸,熔點為16.6℃,在室溫較低時,無水乙酸就會凝結成像冰一樣的晶體。請簡單說明在實驗中若遇到這種情況,你將如何從試劑瓶中取出無水乙酸?

解析：由題意知冰醋酸的熔點為16.6℃,因此當無水乙酸凝結成為晶體時,可將盛有無水乙酸的容器放置在溫度高于16.6 ℃的房間,或用熱毛巾悟一會兒,或將其浸入溫水中,使其融化即可取出。