宋偉
實驗是化學的靈魂。化學實驗是高考中考查的重頭戲,無論是單科卷還是理科綜合卷中化學實驗知識的考查都會占很大的比重。高考中的實驗考查主要分為三個部分:一是關于實驗基礎知識的考查,如中學常用的化學實驗儀器的使用方法的考查;二是基本實驗操作的考查,如中學化學中常見的物質分離和提純方法的考查、中學化學中物質檢驗方法的考查以及中學化學中常見物質的實驗室制備方法的考查;三是化學實驗知識的應用考查,如在一些化學工業(yè)生產流程中對各個環(huán)節(jié)中的實驗操作或實驗方法的考查等。無論高考中的化學實驗題從哪個角度或是用什么樣的方法考查,都離不開化學實驗中的基礎知識,所以從高考考查的試題或是考查形式對我們進行高考的復習都會起到很重要的指導作用。本文擬就高考中化學實驗基礎知識的考查
進行總結。
一、中學化學常用儀器使用方法的考查
中學化學中除了試管、燒杯、錐形瓶、鐵架臺等是常見常用儀器,大部分學生都已熟悉其用法。但還有很多的常用儀器也是高考中考查的對象,是我們在高考復習中不可忽視的化學實驗基礎知識。
1.分離操作的儀器
分液漏斗用于分離兩種互不相溶的液體的儀器,在使用時除了洗滌檢漏外,還要注意在分液時要打開漏斗塞以達到平衡漏斗內外氣體壓強相等,從而使液體能順利流出。蒸餾燒瓶和冷凝管是用于分離存在較大沸點差的互溶液體的儀器,其中蒸餾燒瓶在使用中要注意它是一種不能直接加熱的儀器,在加熱時需墊石棉網,在加熱液體時要在蒸餾燒瓶中加入防止暴沸(或描述為液體沸騰時發(fā)生劇烈跳動)的碎瓷片;冷凝管在使用時要注意到冷卻水的連接方法,即其導入冷水的方向是下口進水,而上口出水,這并不是對冷凝管本身的上下描述,而是從連接的裝置中處于物理位置的上下的一種描述。
2.定量實驗中的儀器
中學化學實驗中的定量實驗主要有兩類:一是配制一定體積一定物質的量濃度的溶液中的容量瓶的使用,它只能用于配制溶液,在容量瓶的瓶壁上有三個量,包括規(guī)格、刻度線及使用溫度,它不能加熱包括不能用于溶解和稀釋操作,也不能用于作反應容器等,并且在容量瓶上沒有刻度而只有一條刻度線,所以在配制時只要發(fā)生了錯誤操作,一般來說也只能是倒掉重配;二是溶液濃度的測定實驗——滴定實驗,在實驗中的主要儀器是酸式或堿式滴定管,它們在使用中除了要檢漏洗滌外,還要注意到它們在裝液前還需要進行潤洗,也就是用待盛放的液體進行洗滌,這主要是防止洗滌完的滴定管壁上必然附著有水,如果直接裝液則會使所裝溶液的濃度變小而影響實驗的結果,另外還要注意酸堿滴定管的構造的不同,其目的是讓它們適用于盛放不同的液體,酸式滴定管用于盛放酸性及強氧化性的液體,而堿式滴定管一般只用于盛放堿性試劑。
例1下列有關儀器使用方法或實驗操作正確的是( )。
A.洗凈的錐形瓶和容量瓶可以放進烘箱中烘干
B.酸式滴定管裝標準溶液前,必須先用該溶液潤洗
C.酸堿滴定實驗中,用待滴定溶液潤洗錐形瓶以減小實驗誤差
D.用容量瓶配溶液時,若加水超過刻度線,立即用滴管吸出多余液體
解析A選項中的容量瓶是一種不能加熱的儀器,只能在常溫下使用,A不正確;C選項中的酸堿滴定實驗中需要進行潤洗的儀器是酸式滴定管和堿式滴定管,而錐形瓶是取一定量溶液進行反應的容器,如果潤洗就會導致所取溶液的增多而帶來實驗的誤差,C不正確;D選項中配制溶液時,如果加入的水超過了容量瓶的刻度線,加入的雖然是水,但一旦加入由于溶質的擴散,吸出的就不是水而是溶液,所以吸出會使部分溶質損失從而使所配的溶液濃度偏小,D不正確。
答案 B
二、中學化學實驗基本操作的考查
中學化學實驗的基本操作主要是物質分離提純實驗、物質的檢驗、溶液的配制、溶液濃度的滴定以及物質的制備和性質等實驗中的一些基本操作。
1.物質分離提純中的基本操作
物質分離提純的方法主要有過濾、蒸餾、結晶、萃取分液等。在過濾實驗中一定要注意的是“二低和三靠”;蒸餾操作中要注意蒸餾燒瓶和冷凝管的操作,注意溫度計的位置應是在蒸餾燒瓶的支管口處,因為其控制的是進入冷凝管的蒸氣的溫度;在結晶時要注意有兩種實驗方法,一是用蒸發(fā)結晶,主要用于從溶液中析出溶解度較小的溶質,二是用冷卻結晶,主要用于從溶液中析出溶解度隨溫度變化較大的溶質,它的前提是得到溫度較高的濃溶液;再如萃取分液時的操作中萃取溶劑的選擇條件(萃取溶劑不能與原溶劑互溶、溶質在萃取溶劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度)、分液時的操作中要注意下層液體從下口放出,而上層液體應從分液漏斗的上口倒出,等等。
2.物質性質、制備實驗中的基本操作
圖1
物質的性質和制備實驗中會涉及到許多的實驗基本操作方法,比如在物質的加熱實驗中,如果用大試管加熱固體時管口應向下略微傾斜,加熱液體時試管口應向上略微傾斜,并且它們都要注意是夾在試管離口的1/3處等。再如實驗中的洗氣(除雜質、干燥、排液體收集氣體以及排液體量氣等)、收集氣體等都可用同一個裝置,如圖1所示。如果是用于排空氣法收集氣體,收集密度比空氣大的氣體應是從b進氣而從a排出空氣,收集比空氣密度小的氣體應是從a進氣而從b排出空氣;如果是用于排液體收集氣體,則應從a進氣而從b排出液體來進行收集;如果是用于洗氣而除雜及干燥等時應從b進氣從a出氣,等等。
例2下列圖示實驗正確的是( )。
解析A選項中過濾操作中應注意三靠,如玻璃棒應緊靠三層濾紙的一側,A不正確;B選項中是通過加熱碳酸氫鈉固體來檢驗碳酸氫鈉的穩(wěn)定性實驗,在加熱固體時應使試管口略向下傾斜,B不正確;C選項中是用洗氣的方法除去CO中的CO2,則在通入液體中時要注意是長管進氣而短管出氣,C不正確。
答案 D
三、物質檢驗中試劑選擇的考查
物質的檢驗主要是針對溶液或是固體中存在的成分的確定。它所依據的標準是實驗操作簡便,現(xiàn)象很明顯,得到的結論可靠的原則。所以在檢驗中試劑的選擇及其加入的順序都很重要。中學常見的幾種離子的檢驗方法:氯離子用硝酸銀和稀硝酸,看到的現(xiàn)象是生成了白色不溶液于稀硝酸的沉淀;硫酸根離子的檢驗不僅要選擇正確的試劑,同時還要注意試劑加入的順序,一般來說是先向溶液中加入稀鹽酸,然后再向溶液中加入氯化鋇,如果在加入氯化鋇時產生了白色沉淀,則說明溶液中一定存在硫酸根離子;銨離子的檢驗是向溶液中加入強堿并微熱,如果能產生一種能使?jié)竦募t色石蕊試紙變藍的氣體,則原溶液中一定含有大量的銨離子。
例3下列敘述Ⅰ和Ⅱ均正確并有因果關系的是( )。
解析A選項中是由于硝酸鉀的溶解度隨溫度變化大,所以可用冷卻結晶的方法除去硝酸鉀中的氯化鈉,A不正確;C選項中檢驗硫酸根離子應先加入鹽酸再加入氯化鋇,產生白色沉淀說明原溶液中存在硫酸根離子,硫酸鋇不溶于水不溶于酸,B正確;C選項中氨氣能進行噴泉實驗是因為其極易溶于水,C不正確;D中的氫氧化鈣是微溶物,能形成澄清石灰水,其濃度很小,不能形成較高濃度的氫氧化鈣溶液。
答案 B
總之,在實驗學習和復習中,我們要著力于實驗基本知識,高考的考查中,總是高起點低落點,雖然題干是一個很新穎的工業(yè)流程,但在我們要完成的點卻是一些中學化學實驗中的主干的基本知識?!叭f仗高樓平地起”,只有有了扎實的基本功才能解決復習的問題。
(收稿日期:2014-09-10)