劉娟
驗證型實驗方案設計與評價考題主要考查以下類型的知識:某物質或微??赡芫哂械男再|、某種因素是否存在、某個因素是否起什么作用、某些因素之間是否具有某種關系、測定某些物質的性質或定量組成、探討研究對象具有怎樣的特殊內部結構等進行驗證求實,通常以化學實驗題、化工流程題、選擇題等形式呈現(xiàn),題材廣,信息新,靈活性強,區(qū)分度高等,因此受命題者青睞。
例1(2016年北京,節(jié)選)Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象,探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性(見表1)。
①推測沉淀中含有亞硫酸根和——。
②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設:i.被al(OH),所吸附;ii.存在于鋁的堿式鹽中。對假設ii設計了對比實驗,證實了假設ii成立。
a.將對比實驗方案補充完整。
步驟一(如圖1所示):
步驟二:——(按圖1形式呈現(xiàn))。
b.假設ii成立的實驗證據(jù)是——。
解題分析本題考查通過實驗定性證實和推測微粒存在、化學實驗方案的分析、評價和設計等綜合知識。問題(2)①由題意可知實驗Ⅲ的白色沉淀中無sO42-,該白色沉淀既能溶于強酸,又能溶于強堿,還可使酸性KMnO4溶液褪色,①推測沉淀中含有氫氧根離子、鋁離子和亞硫酸根離子。②步驟一向2mL 0.1mo]/L的A12(SO4),溶液中滴加稍過量的Na2SO3溶液,生成堿式亞硫酸鋁沉淀,然后再向沉淀中滴加V1體積的稀氫氧化鈉溶液至沉淀恰好溶解,此時溶液中的溶質為NaAlO2和Na2SO3。實驗方案設計步驟二的思路是取等體積等物質的量濃度的AL2(SO4),溶液與過量稀氨水反應生成Al(OH),沉淀,再向沉淀中滴加同濃度的稀氫氧化鈉溶液至沉淀恰好溶解,并記錄體積為V2,此時溶液中的溶質為NaAlO2;比較V1和V2的大小,V1明顯大于V2,可推知假設ii成立。設計步驟如圖2所示:
該題探究過程復雜,變量多,控制變量是化學研究的一種思維,解答這類題目時要認真審題,確定變量;在探究時,應該先確定其他的因素不變,只有一種因素變化,這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關系,才能做出正確判斷。
例2(2015年安徽,節(jié)選)某研究小組將純凈的SO2氣體通入0.1mol·L-1的Ba(NO3)2:溶液中,得到了BaSO4沉淀,為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2該小組突出了如下假設:
假設一:溶液中的NO3-
假設二:溶液中溶解的O2
(1)驗證假設一:該小組涉及實驗驗證了假設一,請在表2空白處填寫相關實驗現(xiàn)象
本題屬于驗證型實驗設計與評價題,考查學生對實驗的設計探究能力,屬于開放性試題,可能出現(xiàn)多種正確答案,屬于綜合性較強的較難題型。解決本題型的關鍵在于審題仔細,找出要探究的具體問題,如題目中的“研究、驗證、探究”等字眼后面的一般就是我們需要把握的探究問題。在設計實驗時還有遵循科學性、控制變量和對照等原則,有利于更好的得出結論。