教材演示實(shí)驗(yàn)的思維演變

1、教材典型演示實(shí)驗(yàn)的思維演變胡楊勝(武漢六中430016)實(shí)驗(yàn)考查既是高考命題的重點(diǎn)，又是高考試題的難點(diǎn)， 尤其是新課程計(jì)劃的實(shí)施，使實(shí)驗(yàn)考查得到進(jìn)一步加強(qiáng)，在高考試題中所占總分的比例也在逐年提高。分析歷年高考實(shí)驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)素材往往來源于教材的某個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后加以適當(dāng)?shù)母淖兒吞岣?，體現(xiàn)常規(guī)中的不常規(guī)，平凡中的不平凡，熟悉中的不熟悉，此類題目立意比較新穎。所以分析歷年高考 實(shí)驗(yàn)試題，以課本實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，加以挖掘和創(chuàng)新，應(yīng)是高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的主旋律。本文僅 就高中化學(xué)中幾個(gè)典型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的創(chuàng)新和演變，以期拋磚引玉。1噴泉實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)，理解噴泉實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是形成壓強(qiáng)差而引發(fā)液體

2、上噴，為此可以引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)類比、遷移、演變?cè)O(shè)計(jì)多種不同的操作(如用其他易溶于水的氣體、熱敷或冷敷、發(fā)生氣體體積減小的反應(yīng)等)來使噴泉產(chǎn)生。咼考回顧： 2002 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置均已略去)。(1 )寫出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣前化學(xué)方程式：2NH4CI十Ca(OH)2 -2NH3f+CaCl2+2H?O(2 )收集氨氣應(yīng)使用向下排空氣法，要得到干燥的氨氣可選用做堿石灰做干燥劑。(3)用圖 1 裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水。該實(shí)驗(yàn)的原理是氨氣極易溶解于水，致使燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng) 迅速減小。(4)如果

3、只提供如圖 2 的裝置，請(qǐng)說明引發(fā)噴泉的方法。打開夾子，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣， 氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。或用浸冰水的毛巾“冷敷”燒瓶，使水進(jìn)入燒瓶中。水2.Fe(OH)2的制備操作裝置的設(shè)計(jì)Fe(0H)2是一種白色沉淀，在空氣中或在含有氧氣的水溶液中被氧化而變色，難以觀察 到它的本來顏色。在教材演示實(shí)驗(yàn)中是采取了反常規(guī)操作將膠頭滴管深入液面以下來制備 純凈的 Fe(OH)2O為此我們可以采取以下一些演變：咼考回顧： 2003 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一：用不含 F 占的 FeSO4溶液與用不

4、含 02的蒸餾水配制的 NaOH 溶液反應(yīng)制備。III.為在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，設(shè)計(jì)了如下裝置(圖中夾持裝置均已略去)(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeS04溶液時(shí)還需加入稀H2SC4、鐵屑。(2) 除去蒸餾水中溶解的 02常采用煮沸的方法。(3) 生成白色 Fe(0H)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含 02的 NaOH 溶液， 插入FeS04溶液液面下，再擠出 NaOH 溶液。這樣操作的理由是避免生成 的Fe(OH)2沉淀接觸02方法二：在如圖裝置中，用NaOH 溶液、鐵屑、稀 H2SO4等試劑制備。(1) 在試管I里加入的試劑是稀H?S04、鐵屑。(2)在試管n里加入的試劑是NaO

5、H溶液。(3) 為了制得白色 Fe(0H)2沉淀，在試管I和n中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是檢驗(yàn)試管n出口處排出的氫氣的純度。 當(dāng)排 出的H2純凈時(shí)，再夾緊止水夾。(4) 這樣生成的 Fe(0H)2沉淀能較長時(shí)間保持白色,了試管I和試管n,且外界空氣不容易進(jìn)入。其理由是試管I中反應(yīng)生成的H2充滿3.氨氨氣的制備有實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制備兩種。在實(shí)驗(yàn)室制備中是用固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混合 加熱，當(dāng)然也可以將此思維演變成加熱濃氨水或濃氨水加堿石灰等方法。氨氣的工業(yè)制備也可以把其演變?yōu)楹唵蔚膶?shí)驗(yàn)室制備。高考回顧：2004 年天津普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試I.合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)的國防工業(yè)具有重要

6、意義。寫出氨的兩種重要用途制化肥、制硝酸II.實(shí)驗(yàn)室制備氨氣，下列方法中適宜選用的是。氯化銨溶液與氫氧化鈉溶液共熱固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混合加熱A實(shí)驗(yàn)操作1檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾 a、b、c、d、e。在 A 中加入鋅粒，向長頸 漏斗注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾 c、d、e,則 A 中有氫氣發(fā)生。在 F 出口處收集氫氣并 檢驗(yàn)其純度。2關(guān)閉彈簧夾 c，取下截去底部的細(xì)口瓶 C，打開彈簧夾 a，將氫氣經(jīng)導(dǎo)管 B 驗(yàn)純后點(diǎn) 燃，然后立即罩上無底細(xì)口瓶 C，塞緊瓶塞，如圖所示。氫氣繼續(xù)在瓶內(nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。3用酒精燈加熱反應(yīng)管 E，繼續(xù)通氫氣，待無底細(xì)口瓶 C 內(nèi)水位下降到液面保持不

7、變 時(shí)，打開彈簧夾 b，無底細(xì)口瓶 C 內(nèi)氣體經(jīng) D 進(jìn)入反應(yīng)管 E，片刻后 F 中的溶液變紅。回答下列問題：（1 ）檢驗(yàn)氫氣純度的目的是排除空氣，保證安全。（2） C 瓶內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí)， A 裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是鋅粒與酸脫離，防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過大。此時(shí)再打開彈簧夾 b 的原因是盡量增大氫氣的濃度以提高氮?dú)獾?轉(zhuǎn)化率，C 瓶內(nèi)氣體的成份是 N2_H2。（3） 在步驟中，先加熱鐵觸媒的原因是鐵觸媒在較高溫度時(shí)活性增大，加快氨合成的反鐵觸媒應(yīng)速率。反應(yīng)管 E 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是N23H2-二2NH3。附：啟普發(fā)生器的操作原理是利用氣壓知識(shí)使固、液接觸或脫離，控制氣體反應(yīng)隨即產(chǎn)生

8、或停止，使之控制反應(yīng)的發(fā)生。為此我們可以采取以下一些演變：4. 鐵與水蒸氣的反應(yīng)在常溫下，鐵與水不反應(yīng)，但紅熱的鐵能與水蒸氣反應(yīng)。在教材中是用以下裝置反應(yīng)并 收集得到的氫氣。高考回顧：1996 年全國普通高等學(xué)校招生考試在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng)，可以得到鐵的氧化物該氧化物又可以經(jīng)過此反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成顆粒很細(xì)的鐵粉這種鐵粉具有很高的反應(yīng)活性，在空氣中受撞擊或受熱時(shí)會(huì)燃 燒,所以俗稱”引火鐵請(qǐng)分別用下圖中示意的兩套儀器裝置，制取上述鐵的氧化物和 ”引火鐵.實(shí)驗(yàn)中必須使用普通鐵粉和6 摩/升鹽酸，其他試劑自選（裝置中必要的鐵架臺(tái)、 鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去）.填寫下列

9、空白：（1）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管 A 中應(yīng)加入的試劑是普通鐵粉（或鐵粉）;燒瓶 B 的作用是作為水蒸氣發(fā)生 器（或用來產(chǎn)生水蒸氣）燒瓶 C 的作用是防止水倒吸（或用作安全瓶）；在試管 D 中收集得到 的是氫氣實(shí)驗(yàn)時(shí),U 型管 G 中應(yīng)加入的試劑是固體NaOH（或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑）;長頸 漏斗H 中應(yīng)加入 6摩/升HCI（3）兩套裝置中，在實(shí)驗(yàn)時(shí)需要加熱的儀器是（填該儀器對(duì)應(yīng)的字母）A、B、E.燒瓶沖發(fā)生的反應(yīng)有時(shí)要加入少量硫酸銅溶液，其目的是加快氫氣產(chǎn)生的速度.試管 E 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 .Fe3O+4H=3Fe+ 4HO（6）為了安全，在 E 管中的反應(yīng)發(fā)生前，在 F 出口處必須檢驗(yàn)氫氣的純度;E 管中的反應(yīng)開始后 在F 出口處應(yīng)點(diǎn)燃?xì)錃?附：在某些實(shí)驗(yàn)中，由于溶液的倒吸，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生不良的影響，如玻璃儀器的炸裂，反應(yīng) 試劑的污染等。