山東 牛洪英 宮建民
深挖實驗細節(jié) 提高得分能力
山東 牛洪英 宮建民
化學是一門以實驗為主的學科。實驗的重要性不言而喻。分析多年的高考試題,實驗題在高考中扮演的角色無可代替。但每年高考下來,總有些許遺憾,會做的拿不到滿分,不會做的得不到分。分析高考實驗試題會發(fā)現(xiàn)實驗題年年有創(chuàng)新點,或說意想不到的考查點,給人以眼前一亮的感覺。如何突破這個困擾考生的困境,我覺得深度挖掘?qū)嶒灮静僮鞯募毠?jié)是提高實驗題得分能力的關鍵。本文擬談點個人的看法,以饗各位讀者。
例題1 (2016全國Ⅲ·節(jié)選)過氧化鈣微溶于水,溶于酸,可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法?;卮鹣铝袉栴}:
(一)碳酸鈣的制備
(2)如圖是某學生的過濾操作示意圖,其操作不規(guī)范的是________(填標號)。
a.漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.將濾紙濕潤,使其緊貼漏斗壁
d.濾紙邊緣高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動以加快過濾速度
【解析】本題第(2)問考查了過濾這一基本操作。過濾是除去溶液里混有不溶于溶劑的雜質(zhì)的方法。過濾時應注意:①一貼:將濾紙折疊好放入漏斗,加少量蒸餾水潤濕,使濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁。②二低:濾紙邊緣應略低于漏斗邊緣,加入漏斗中液體的液面應略低于濾紙的邊緣。③三靠:向漏斗中傾倒液體時,燒杯的夾嘴應與玻璃棒接觸;玻璃棒的底端應和過濾器有三層濾紙?zhí)庉p輕接觸;漏斗頸末端應與接收器的內(nèi)壁接觸。如用過濾法除粗鹽中少量的泥沙。本題答案為ade。
深度挖掘1 如何加快或減慢普通過濾速度?什么時候不需要過快?
固體物質(zhì)的顆粒質(zhì)量越大,則過濾速度越快。因此,可以采取增大顆粒的方法過濾;反之,顆粒越小的則過濾速度慢。顆粒過小的不宜快速過濾,否則會導致固體過濾下去,導致分離不徹底。需要指出的是,科學上常采用抽濾或減壓過濾的方法加快過濾速度。
深度挖掘2 如何洗滌沉淀?怎樣證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈?
規(guī)范解答:(1)向過濾器中加蒸餾水至沒過沉淀,待水自然流下后,重復操作2~3次;
(2)以洗滌含氯化鈉的氯化銀沉淀為例:
取最后一次洗滌浸出液,加入硝酸銀溶液,若有白色沉淀生成,則說明未洗滌干凈;若無白色沉淀,說明已洗滌干凈。(溫馨提示:其實就是檢驗是否還殘有氯離子。)
深度挖掘3 何時選擇趁熱過濾法?
當雜質(zhì)既有不溶或溶解度很小的,又有溶解度大但溶解度隨溫度變化不大的情況時,先將固體加入一定量水中,加熱使之溶解,趁熱過濾,將不溶的雜質(zhì)除去,濾液再降溫結(jié)晶,再過濾,將被提純物質(zhì)濾出,可溶性雜質(zhì)就留在濾液里了。
深度挖掘4 什么時候選擇過濾,還有哪些常用物理的分離方法?
規(guī)范解答:分離不溶性固體與液體物質(zhì)用過濾。在高考試題的工業(yè)流程類試題中,如果得到固體與液體的操作,則選用過濾法。其他的還有很多,如蒸餾、分液,等等。
深度挖掘5 液滴(恒壓)漏斗是什么原理?什么時候選用?
在有機實驗中,需要不斷添加反應原料,但體系又是封閉的體系。這時選用液滴漏斗,作用:平衡氣壓,有利于添加藥品。比如絕大部分的有機合成實驗,因其有機溶劑易揮發(fā)、需要隔絕空氣(氧氣)等。恒壓滴液漏斗在上述實驗中與燒瓶(或其他反應容器)緊密連接(一般都為標準磨口),漏斗也要用塞子密封。
例題2 (2013全國Ⅰ,13)下列表中所采取的分離方法與對應原理都正確的是( )
選項_________目的分離方法原理_A 分離溶于水中的碘____乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3中混雜的NaCl重結(jié)晶氯化鈉在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點相差較大
【解析】本題全面考查了固、液之間溶與不溶解的多種組合情況的分離方法的選擇。包括萃取、分液、蒸發(fā)、結(jié)晶、蒸餾等方法。乙醇和水混溶,不能用作萃取劑,應用四氯化碳或苯萃取,故A錯誤。乙酸乙酯和乙醇混溶,不能用分液的方法分離,應用蒸餾的方法分離,故B錯誤。根據(jù)二者在水中隨溫度升高而溶解度不同,利用重結(jié)晶法。NaCl隨溫度升高溶解度變化不大,KNO3隨溫度升高溶解度變化大,要趁熱過濾,故C錯誤。丁醇和乙醚混溶,但二者的沸點不同,且相差較大,可用蒸餾的方法分離,故D正確。故選D。
深度挖掘1 萃取劑的選擇有什么要求?從水中萃取物質(zhì)常用什么萃取劑?
規(guī)范解答:選擇的萃取劑應符合下列要求:和原溶液中的溶劑互不相溶;對溶質(zhì)的溶解能力要遠大于原溶劑,并且溶劑易揮發(fā)。水中萃取物質(zhì)常用四氯化碳、苯等作萃取劑,乙醇是易溶于水的,絕對不可以作萃取劑。
深度挖掘2 萃取時如何振蕩分液漏斗?目的又是什么?振蕩結(jié)束注意什么?分液時液體如何放出?
規(guī)范解答:振蕩時右手捏住漏斗上口的頸部,并用食指根部壓緊塞子,以左手握住旋塞,同時用手指控制活塞,將漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振蕩。振蕩的目的使萃取充分;振蕩完畢一定要放氣,以免發(fā)生噴濺的安全事故,然后將分液漏斗靜置,待液體分層后進行分液,分液時下層液體從漏斗下口放出,上層液體從上口倒出。
深度挖掘3 蒸餾時的裝置有什么特點?如何選擇其冷凝管?
規(guī)范解答:必有溫度計、碎瓷片、直形冷凝管、承接儀器(錐形瓶)整套設備。
此外,還要注意與蛇形冷凝管、球形冷凝管的區(qū)別。球形冷凝管主要用于回流,蒸氣冷凝后又流回反應體系,冷凝面積較直形冷凝管大,冷凝效率稍高;蛇形冷凝管主要用于冷凝收集沸點偏低的蒸餾產(chǎn)物,蛇形回流冷凝管主要用于沸點低的液體回流。
例題3 (2016海南·節(jié)選)某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同學用15.0g該廢催化劑為原料,回收其中的鋅和銅。采用的實驗方案如下:
回答下列問題:
(1)在下列裝置中,第一次浸出必須用________,第二次浸出應選用________。(填標號)(3)濃縮硫酸鋅、硫酸銅溶液使用的器皿名稱是__________________。
【解析】(1)第一次浸出是加硫酸與ZnO、ZnS反應生成ZnSO4和H2S,而H2S有毒,這是“必須”選擇的前置條件。結(jié)合圖示,選D;第二次浸出是先向盛有濾渣1的反應容器中不斷“加入”稀硫酸,然后滴入過氧化氫溶液加熱,由此,“應該”選擇A。(3)濃縮、蒸發(fā)的儀器為蒸發(fā)皿。答案:(1)D;A(3)蒸發(fā)皿。
深度挖掘1 蒸發(fā)與灼燒的儀器有什么區(qū)別?
規(guī)范解答:蒸發(fā)需要的儀器有鐵架臺(帶鐵圈),酒精燈,蒸發(fā)皿,玻璃棒。
注意事項:
(1)蒸發(fā)皿中液體的量不得超過容積的2/3;(2)蒸發(fā)過程中必須用玻璃棒不斷攪拌,以防止局部溫度過高而使液體飛濺;(3)當加熱至(大量)固體出現(xiàn)時,應停止加熱利用余熱蒸干。
灼燒用坩堝、坩堝鉗、泥三角、三腳架、酒精噴燈。灼燒容易造成物質(zhì)的分解。
深度挖掘2 反應需要溫度計的實驗還有哪些?溫度計水銀球的位置如何確定?
規(guī)范解答:(1)蒸餾。需要測定餾分氣體的溫度,所以,溫度計水銀球在支管口處。
(2)乙醇制乙烯或乙醚。因為不同的反應液體的溫度,產(chǎn)物不同,因此,溫度計水銀球在液面以下。
(3)苯制硝基苯。這個反應需要水浴加熱,溫度需要控制,因此,溫度計水銀球在水浴的燒杯水里。
綜上,實驗基本操作的細節(jié)是解答工業(yè)流程題等大題的成敗的關鍵,毋庸置疑,掌握好細節(jié),深度挖掘到位,實驗題的得分能力必然得到很大的提高!
(作者單位:山東省惠民縣第二中學)