探究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的求解策略＊

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,幾乎所有的化學(xué)知識(shí)都是從實(shí)驗(yàn)中獲得的,因此涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)的試題就成了各級(jí)各類考試中的必考內(nèi)容之一。探究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題以開(kāi)放的條件或開(kāi)放的結(jié)論為具體表現(xiàn)形式,不僅能考查同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)的掌握情況,更重要的是能考查同學(xué)們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力。求解探究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題沒(méi)有固定的模式可以依照,但是同學(xué)們?nèi)粽莆樟艘恍┗镜那蠼獠呗?則可以獲得事半功倍的效果。下面擬從兩道探究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)試題的求解過(guò)程總結(jié)此類問(wèn)題的求解策略,希望能起到拋磚引玉的作用。

一、基礎(chǔ)型探究實(shí)驗(yàn)題的求解策略

基礎(chǔ)型探究實(shí)驗(yàn)題是指注重對(duì)教材中化學(xué)知識(shí)應(yīng)用考查的一類探究性實(shí)驗(yàn)題。這類試題表面上看是條件開(kāi)放或結(jié)論開(kāi)放的,實(shí)則是對(duì)教材中化學(xué)知識(shí)的考查。求解此類試題,需要在理解的基礎(chǔ)上記清每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié),并結(jié)合平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程,領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)的原理,能夠在具體問(wèn)題中靈活調(diào)取所需知識(shí)完成問(wèn)題的解答。

例1過(guò)碳酰胺[CO(NH2)2·H2O2]是一種優(yōu)良的土質(zhì)改良劑,在水中的溶解度較大。它具有殺菌消毒和漂白牙齒的作用,工業(yè)上可由尿酸和過(guò)氧化氫合成得到。

(1)過(guò)碳酰胺在有Fe3+等金屬離子存在的時(shí)候變得很不穩(wěn)定,原因是____。

(2)該制備過(guò)程需要保持溫度在30℃～40℃,所采取的方法是_____,原因是_____。

解析：在該實(shí)驗(yàn)中H2O2是反應(yīng)試劑,但是H2O2不穩(wěn)定,易被分解。(1)Fe3+會(huì)催化H2O2的分解。(2)水浴加熱。反應(yīng)溫度過(guò)低,反應(yīng)較慢;溫度過(guò)高,H2O2會(huì)分解,降低原料的利用率。

注意：H2O2是常見(jiàn)的反應(yīng)試劑,既可以是氧化劑,也可以是還原劑,且自身不穩(wěn)定,容易被催化分解,常見(jiàn)的催化劑有MnO2、Fe3+、Cr2+、碳粉等。

二、設(shè)計(jì)性探究實(shí)驗(yàn)題的求解策略

設(shè)計(jì)性探究實(shí)驗(yàn)題要求考生根據(jù)題目給出的實(shí)驗(yàn)條件完成實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,或者根據(jù)題目給出的實(shí)驗(yàn)要達(dá)到的目的選擇實(shí)驗(yàn)方案并完成探究過(guò)程。此類問(wèn)題對(duì)同學(xué)們基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況和創(chuàng)新能力的要求更高一層,這就要求同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中,要多進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作,多觀察、多思考、多訓(xùn)練,使所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,逐步培養(yǎng)創(chuàng)新能力。另外,在看到這類試題時(shí),要沉著冷靜,多讀幾遍題干,注意題干給出的已知條件,盡力挖掘隱含信息,搜尋與題意相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作過(guò)程、注意事項(xiàng)等,確定出對(duì)解答問(wèn)題有實(shí)質(zhì)性幫助的內(nèi)容,進(jìn)而順利完成解答。

例2某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中欲通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)。請(qǐng)你幫助該同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)方法,并寫(xiě)出經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間觀察記錄下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)原理。

解析：要采用簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)方法探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì),可以選擇向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中可以觀察到溶液變成棕黃色,這是因?yàn)楹現(xiàn)e3+的溶液呈棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2O。一段時(shí)間后,可以觀察到溶液中有氣泡出現(xiàn),用手接觸試管外壁可以感受到溫度升高,隨后可以觀察到有紅褐色沉淀生成。其中產(chǎn)生氣泡的原因是H2O2分解放出氧氣,產(chǎn)生沉淀的原因是反應(yīng)放熱,促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)。