高中化学实验题的解题技巧研究

刘 冬

(福建省上杭县第二中学,福建 龙岩 364200)

实验题是化学、物理与生物考试中的必考题型之一,通常涉及实验装置、反应原理、操作流程、实验现象以及结论等内容,具有复杂性与综合性.在实验题教学中,教师应注重对解题技巧与思路的讲授,根据不同实验题题型,采用不同解题技巧,帮助学生掌握多种实验题解题技巧,使其学会举一反三,能够做到迁移应用,结合题目题型选用相应的解题技巧,提高解答实验题的效率.

1 高中化学实验题解题原则

高中化学实验题一般是从实验原理、操作目的、操作流程、现象与结果的分析等各个方面进行设计的,在平常的实验操作中,仪器安装需遵循“从下到上,先左后右”的基本原则.在解答实验题时,首先需找到题干中的已知条件,分析实验仪器的功能和使用方法,以此为基础综合分析实验装置与操作流程,根据相关规范展开解题.同时,教师应要求学生将实验步骤进行简化处理,从已知条件中找出关键词句,将复杂繁琐的实验步骤拆分成若干个小步骤,降低试题难度,使其深化理解题干信息,从中找到解题方法,减少出现错误的概率,提升学生解题准确度[1].

2 高中化学实验题的具体解题技巧

例1在乙酸乙酯制备与纯化的化学实验之中,装置与操作如图1所示,其中用不上的操作是( ).

图1 例1题图

分析在这道基础性实验题中,主要考查学生对化学实验基本操作的掌握,学生需要准确掌握在制备乙酸乙酯的实验中所使用仪器、试剂,理解实验原理与操作步骤等,结合学习的理论知识,明确在浓硫酸作用下乙酸和乙醇会发生酯化反应,但是在生成物中会有一些杂质,需进一步纯化处理.

详解针对A选项,是在加热乙醇、浓硫酸与冰醋酸的混合物,有乙酸乙酯生成,实验是在加热条件下,而且混合物均是液体,所以试管口轻微朝上倾斜是正确的,故正确;针对B选项,要想实现乙酸乙酯的纯化,需除去生成物中混有的乙酸与乙醇,结合乙酸乙酯不能溶于水的性质,可采用饱和碳酸钠来吸收乙酸、溶解乙醇,为了避免倒吸,不能把导管插入液体中,故操作正确;针对C选项,因乙酸乙酯不溶于水,分液可达到分离的目的操作正确;针对D选项,装置是一个蒸发和浓缩溶液的实验装置,在该实验中用不到此操作,D错误.答案D.

在高中化学实验题中,基础操作和基本原理类的试题较为常见,主要考查学生对基础性化学理论知识、实验基本操作规范与流程的掌握情况.解答化学基础实验试题时,要准确找到解题的突破口,巧妙运用基础知识对题目进行解答[2].

例2 将一定量的镁粉加到适量的溴水中,一段时间以后,溴水的颜色就会慢慢消失,对于这一现象,同学们产生不一样的见解:(1)有的同学指出镁粉与溴水在水中会发生如下化学反应:

由于反应②、③的进行,促进了反应①往右移动,致使溴水的颜色慢慢消失;(2)有的同学则指出并非上述原因导致溴水的颜色慢慢消失.那么请自主制定实验方案,分析以上两种说法正确与否?

分析此实验题目主要考查学生对镁粉与溴水这一化学反应原理的理解程度与掌握情况.根据化学反应原理找到解题思路,对以上实验方案展开研究验证,确定说法是否正确.

(1)将镁粉加到溴水中,会发生一系列的化学反应,如果在整个化学反应过程中出现大量气体,则说明(1)中同学的看法正确,反之则说明(2)中同学的看法正确;(2)向含有溴的四氯化碳溶液中加入一定量的镁粉,如果溶液的颜色慢慢消失,则说明(2)中同学的看法是正确的.

实验原理题是一种常见的题型,主要考查学生对化学反应原理的理解与掌握情况.此类试题涉及的知识点比较多,以及各类化学反应类型,包括复分解反应、氧化还原反应和离子反应及化学反应与能量变化、方向、条件、速率与限度等.针对有关化学反应原理的实验题,高中化学教师指导学生明确题目中的化学反应原理,结合实验目的、操作流程和注意事项等知识,完成解题[3].

例3牙膏摩擦剂的主要成分为氢氧化铝和碳酸钙,其中一些成分遇到盐酸时会有无色气体的产生,现在通过定性实验来检验牙膏的成分.把一定量的牙膏放到水中进行溶解,然后加以搅拌和过滤,请求:(1)将得到的滤渣放到氢氧化钠溶液中,再进行过滤操作,写出氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应的离子方程式;(2)将二氧化碳气体通入到(1)中的滤液之中,然后注入过量的稀盐酸,将会出现什么实验现象?

分析此实验题的综合性强,难度系数较大,但是在解题时,依然是利用课本中的知识.学生需要认真阅读和分析题干信息,根据具体实验操作计算,结合误差分析完成解题.题目中问的是离子方程式的书写与出现的实验现象,都是比较热门的化学试题形式,准确使用所学知识,上述问题即可迎刃而解.

(1)氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应的离子方程式是:

(2)结合题目的具体要求,迁移和应用基础化学知识,在(1)中得到的滤液为NaAlO2(偏铝酸钠)溶液,向溶液内通入二氧化碳气体,发生的化学反应是:

2Al(OH)3↓+Na2CO3

出现的白色沉淀为氢氧化铝,同时还会生成碳酸钠,再加入过量的稀盐酸后,发生如下化学反应:

白色的氢氧化铝沉淀会被溶解掉,且有大量二氧化碳气体产生.

综合性实验题背景一般是日常生活或者工业生产情境,对学生的创新能力和综合能力要求较高.考查学生的基础实验技能、操作技巧、检验物质、运算等能力.

例4实验室分离Fe3+和Al3+的流程如图2所示,已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6 ℃)中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-,以下说法不正确的有( ).

图2 离子分离流程图

A.进行萃取振荡操作时,分液漏斗下口需倾斜向下

B.进行分液操作时,需先把下层液体从分液漏斗下口放出

C.分液后水相是无色的,这说明已经达到分离的目的

D.蒸馏时需使用直形冷凝管

分析本题是有关工艺流程的实验题,应着重分析实验操作流程的规范性,如装置是否漏水、分液漏斗的震荡、检查气密性、萃取、洗涤、分液和过滤等操作,找出4个选项中的不规范操作.

A选项,萃取振荡时,分液漏斗下口需倾斜向上,所以不正确; B选项,进行分液操作时,密度大的液体位于下层,密度小的液体则位于上层,下层液体从分液漏斗下口放出,当下层液体放完后,密度小的上层液体从分液漏斗上口倒出,故正确; C选项,Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子,该离子在乙醚中生成缔合物,乙醚与水互不相溶,所以分液后水相是无色的,说明水相中没有Fe3+,此时已经达到分离目的,也是正确的; D选项,蒸馏时使用直形冷凝管,可以让馏分全部转移至接收瓶里面,不会在冷凝管中残留,同样是正确的.答案:A.

3 结束语

通常来说,高中化学实验题一般集中在化学实验基础.物质检验、分离与提纯,综合实验设计与评价等方面,也有贴近生活、生产方面的试题,其中工艺流程类试题是一种常见的题目类型.高中化学教师需要认真研究最近几年高考化学试卷中流程类实验题特征,带领学生分析题目中的工艺生产流程,分析涉及的化学反应、实验原理以及操作规范等,帮助学生掌握解题技巧,锻炼其解题能力[4].