高中化學(xué)定量實驗的考查方式

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
化學(xué)是一門實驗學(xué)科,對化學(xué)實驗的考查是高考必考內(nèi)容,認真分析近幾年高考化學(xué)試題,我們會發(fā)現(xiàn)化學(xué)定量實驗是考查的重點。它的考查方式主要有以下幾種:

  

  一、考查計量儀器的特點和使用

  

  “了解常見儀器的主要用途和使用方法”是《考試大綱》明確提出的一個基本要求。高考中對定量實驗涉及的計量儀器的考查主要包括托盤天平、量筒、容量瓶、滴定管、溫度計和pH試紙等,從考查的要求看,主要是識記層次,考查學(xué)生對常見計量儀器的結(jié)構(gòu)、用途、讀數(shù)和使用方法的認識。

  

  例1、填空

  

 。1)圖1表示10mL量筒中液面的位置,A與B,B與C刻度間相差1mL,如果刻度A為4,量筒中液體的體積是________mL。

  

 。2)圖II表示50mL滴定管中液畫的位置,如果液面處的讀數(shù)是a,則滴定管中液體的體積(填代號)______________。

  

  A.是amLB.是(50-a)mL

  

  C.一定大于amLD.一定大于(50-a)mL

  

  解析:本題主要考查量筒和滴定管的結(jié)構(gòu)特點、分度值及讀數(shù)方法。圖I量筒中最小刻度即分度值為0.2mL,刻度A為4,即B刻度為3,讀出3.2mL。圖II中滴定管為50mL規(guī)格,液面以下有刻度部分體積是(50-a)mL,再加上無刻度部分其體積大于(50-a)mL。

  

  二、考查定量實驗的基本操作

  

  “用正確的化學(xué)實驗基本操作,完成規(guī)定的‘學(xué)生實驗’的能力”也是《考試大綱》中對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ幕疽蟆,F(xiàn)行高中教材中通過配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液、酸堿中和滴定等基本定量實驗的完成,訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能,為學(xué)生將來參加社會實踐或進一步學(xué)習(xí)打下必要的良好基礎(chǔ),這也是構(gòu)成人才科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分。

  

  例2、為了確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)簡式是CH3—O—CH3還是CH3CH2OH,實驗室利用圖示的實驗裝置,測定乙醇與鈉反應(yīng)(△H<0)生成氫氣的體積,并據(jù)此計算乙醇分子中能與金屬鈉反應(yīng)的氫原子的數(shù)目。試回答下列問題:

  

  ①指出實驗裝置的錯誤_______________。

  

  ②若實驗中用含有少量水的乙醇代替相同質(zhì)量的無水乙醇,相同條件下,測得氫氣的體積將______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

  

 、壅堉赋瞿苁箤嶒灠踩、順利進行的關(guān)鍵實驗步驟(至少指出兩個關(guān)鍵步驟)________________。

  

  解析:本實驗是將氣體的體積轉(zhuǎn)化為水的體積以便于量取,按圖示無法達到這一目的,廣口瓶中的進氣導(dǎo)管不應(yīng)插入水中,排水導(dǎo)管應(yīng)插入廣口瓶底部。當(dāng)用含少量水的乙醇時,水也要與鈉反應(yīng)放出氫氣,使產(chǎn)生氫氣的體積變大。本實驗關(guān)鍵在于測定氣體體積,操作中應(yīng)注意檢查裝置氣密性、加入稍過量的鈉、從漏斗中緩慢加入無水乙醇。

  

  三、考驗設(shè)計方法

  

  近年來,高考化學(xué)試題中對考生設(shè)計簡單實驗?zāi)芰Φ目疾橘x予較多的關(guān)注,其中就包括對定量實驗的設(shè)計的考查,它要求學(xué)生能夠通過題給實驗情境中適當(dāng)遷移,準確把化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識和基本操作技能運用到某些類似的定量實驗中去,解決一些原理和操作較簡單的定量問題。它充分體現(xiàn)了“源于教材又不拘泥于教材”的命題指導(dǎo)思想,在一定程度上考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力;旌衔锝M分的測定是近年高考對定量實驗設(shè)計的主要考查內(nèi)容,從其設(shè)計方法上看主要包括重量分析法和滴定分析法。

  

  1、重量分析法

  

  重量分析法就是根據(jù)可測量物的重量來確定被測物質(zhì)組分含量的方法,一般是先使被測組分從試樣中分離出來,轉(zhuǎn)化為一定的稱量形式,然后用稱量的方法測定該成分的含量。根據(jù)被測成分與試樣中其它成分分離的不同途徑,通常應(yīng)用的重量分析法又分為沉淀法、氣化法等。

  

  沉淀法就是利用沉淀反應(yīng)使被測成分生成溶解度很小的沉淀,將沉淀過濾、洗滌、烘干或灼燒的后成為組成一定的物質(zhì),然后稱其重量,再計算被測成的含量,這是重量分析的主要方式。

  

  例4、某純堿試樣中含有少量的氯化鈉雜質(zhì),請設(shè)計一個簡單的實驗,確定純堿的質(zhì)量分數(shù)。

  

  解析:此題可以根據(jù)Na2CO3和NaCl的性質(zhì)差異,即CO32-和Cl-的不同特性,利用沉淀法設(shè)計為:首先將ag試樣放入燒杯中加入適量蒸餾水溶解;再向試樣的溶液中滴加0.1mol/L的CaCl2(或BaCl2)溶液,直至不再產(chǎn)生沉淀時為止;過濾、洗滌、干燥并稱量所得沉淀物的質(zhì)量為bg;最終計算出純堿的質(zhì)量分數(shù)為:。同理向試樣的溶液中加入足量稀硝酸和硝酸銀鹽溶液也可。

  

  (2)氣化法是用加熱或其它化學(xué)方法使試樣中被測成分轉(zhuǎn)化為氣體逸出,然后根據(jù)氣體逸出前后的試樣重量之差來計算被測成的含量。如“硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測定”設(shè)計原理中就是利用了氣化法。

  

  2、滴定分析法

  

  滴定分析法是傳統(tǒng)化學(xué)分析法中重要的分析方法之一,是將一種已知其準確濃度的試液滴加到被測物質(zhì)的溶液中,通過指示劑的變化判斷反應(yīng)完全時,根據(jù)所用試劑的濃度和體積求得被測組分的含量。滴定分析法要求發(fā)生的反應(yīng)要完全、反應(yīng)速率要快、反應(yīng)要等當(dāng)量進行、要選擇恰當(dāng)?shù)闹甘緞?br />
  

  根據(jù)反應(yīng)類型不同可以分為酸堿中和滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定、絡(luò)合滴定;根據(jù)滴定的方式又可分為直接滴定法、返滴定法、置換滴定法和間接滴定法等。中學(xué)化學(xué)主要介紹的是酸堿的直接中和滴定。仍以例4為例,該題的設(shè)計也可利用滴定法,設(shè)計為:先將ag試樣溶于蒸餾水配成100mL待測液;用堿式滴定管準確量取20.0mL待測液,放入錐形瓶中,滴入二滴甲基橙試液;用cmol/L的標準硫酸溶液進行滴定,記錄消耗硫酸的體積;重復(fù)上述操作,確立每次消耗硫酸的平均體積為VmL;最后進行計算,即可確定純堿的質(zhì)量分數(shù)。

  

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