化學(xué)實(shí)驗(yàn)題的三種“變形”方式

山東

化學(xué)實(shí)驗(yàn)題是高考中重要題型，主要由一個(gè)選擇題和一個(gè)填空題組成，對學(xué)生的能力要求較高。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)題上失分率很高，特別是填空題失分率更高。題目考查的形式變化多樣，規(guī)律性不強(qiáng)是學(xué)生失分的主要原因。根據(jù)近幾年高考題分析發(fā)現(xiàn)以下三種變化形式是最經(jīng)常出現(xiàn)的。

1.實(shí)驗(yàn)小題變形實(shí)驗(yàn)大題

有些試劑在使用時(shí)需要酸化后才能用，比如硫酸酸化的高錳酸鉀溶液、硝酸酸化的硝酸銀溶液、鹽酸酸化的氯化鋇溶液等。酸性高錳酸鉀溶液中硫酸的作用是提高高錳酸鉀的氧化能力；另外兩種酸化的目的是排除雜質(zhì)離子的干擾。以上這三種酸的作用非常明確，經(jīng)常在選擇題中出現(xiàn)，學(xué)生對它們的作用理解也很深入，一般不會出現(xiàn)問題，一旦出現(xiàn)在大題中則往往成為學(xué)生的盲區(qū)。

【例1】三硫代碳酸鈉(Na2CS3)在農(nóng)業(yè)上用作殺菌劑和沉淀劑，某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究三硫代碳酸鈉的性質(zhì)并測定其溶液濃度。

實(shí)驗(yàn)1：探究Na2CS3的性質(zhì)。

步驟操作及現(xiàn)象①取少量溶于蒸餾水配成溶液并分成兩份,向其中一份中滴加酚酞試液,溶液變紅色②向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去

(1)H2CS3是________(填“強(qiáng)”或“弱”)酸。

(3)某同學(xué)取步驟②所得溶液于試管中，滴加鹽酸、BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，他認(rèn)為通過測定產(chǎn)生的白色沉淀的質(zhì)量即可求出實(shí)驗(yàn)所用Na2CS3的物質(zhì)的量，你是否同意他的觀點(diǎn)？________(填“同意”或“不同意”)，理由是______________。

【方法點(diǎn)撥】本題中的第(2)問是為了第(3)問提供思路，根據(jù)產(chǎn)生硫酸鋇沉淀的物質(zhì)的量可得出硫酸根離子的物質(zhì)的量，進(jìn)而可以求出Na2CS3的物質(zhì)的量。但是題目中隱藏了一個(gè)學(xué)生容易忽視的知識點(diǎn)，酸性高錳酸鉀中的酸是硫酸，導(dǎo)致硫酸根離子有兩個(gè)來源，一是反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸根離子，另一個(gè)是酸性高錳酸鉀溶液中的硫酸根離子。使得求出的Na2CS3的物質(zhì)的量比實(shí)際的要多。

2.定性實(shí)驗(yàn)變形定量實(shí)驗(yàn)

在日常的教學(xué)中定量實(shí)驗(yàn)是最常見的，對于定性實(shí)驗(yàn)，日常教學(xué)中大多注重實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及一些基本的操作，很少定量地去研究。一旦把定性實(shí)驗(yàn)改編成定量的實(shí)驗(yàn)學(xué)生大多不適應(yīng)。

【例2】三草酸合鐵酸鉀化學(xué)式為K3[Fe(C2O4)3]·3H2O，是一種綠色物質(zhì)，根據(jù)要求完成下列問題：

(2)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①將ag樣品置于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________。

②向①所得溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為________。

【方法點(diǎn)撥】《化學(xué)反應(yīng)原理》87頁的科學(xué)探究欄目中涉及K3[Fe(CN)6]溶液與Fe2+反應(yīng)產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，本題命制試題就是以此作為命題的素材。第(1)問是顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式，但是第(2)問則是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)計(jì)，變形為一個(gè)定量實(shí)驗(yàn)。為了測定鐵的含量，

3.異常性質(zhì)變形探究實(shí)驗(yàn)

化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物受很多因素的影響，所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象與預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同，把這一問題變形為探究性實(shí)驗(yàn)題是一種經(jīng)常出現(xiàn)的命題模式。

【例3】在進(jìn)行某實(shí)驗(yàn)探究過程中，一些學(xué)生發(fā)現(xiàn)等質(zhì)量的銅片分別與等體積(均過量)的濃硝酸和稀硝酸反應(yīng)，所得溶液前者為綠色，后者為藍(lán)色。針對這種現(xiàn)象，學(xué)生們進(jìn)行了討論后，出現(xiàn)了以下三種觀點(diǎn)：

觀點(diǎn)1：溶液顏色差別可能是Cu2+濃度的差異引起的。

觀點(diǎn)2：溶液呈“藍(lán)色”是Cu2+與NO混合的結(jié)果。

觀點(diǎn)3：溶液呈“綠色”是Cu2+與NO2混合的結(jié)果。

你同意的觀點(diǎn)是________，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行證明：______________。

【答案】觀點(diǎn)2 向藍(lán)色溶液中通入氧氣不變綠色，再向其中通入NO2氣體，若溶液變綠色說明觀點(diǎn)2正確(其他答案也可)

【方法點(diǎn)撥】此題是學(xué)生實(shí)際實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，銅與硝酸反應(yīng)產(chǎn)物的區(qū)別主要在氣體產(chǎn)物上，與濃硝酸反應(yīng)生成的是二氧化氮，與稀硝酸反應(yīng)得到的是一氧化氮。本題中濃硝酸、稀硝酸均過量，結(jié)果溶液的顏色呈現(xiàn)出了很大的區(qū)別。反應(yīng)過程中Cu全部轉(zhuǎn)化為Cu2+，則在同體積的溶液中Cu2+濃度相同、溶液顏色應(yīng)該相同。但化學(xué)實(shí)驗(yàn)的迷人之處就在于與預(yù)期不同的變化，學(xué)生對這樣的實(shí)驗(yàn)非常渴望理解，將這樣的問題設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)題既可以考查學(xué)生對知識的掌握，也可以考查學(xué)生是在做實(shí)驗(yàn)還是在背實(shí)驗(yàn)。做這一類問題的關(guān)鍵是理解出現(xiàn)反常的原因，本題中既然區(qū)別在氣體產(chǎn)物上，所以只需要讓Cu2+處在不同的氣體氛圍中即可作出判斷。