宋偉
實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的靈魂。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考中考查的重頭戲,無(wú)論是單科卷還是理科綜合卷中化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的考查都會(huì)占很大的比重。高考中的實(shí)驗(yàn)考查主要分為三個(gè)部分:一是關(guān)于實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查,如中學(xué)常用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用方法的考查;二是基本實(shí)驗(yàn)操作的考查,如中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì)分離和提純方法的考查、中學(xué)化學(xué)中物質(zhì)檢驗(yàn)方法的考查以及中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室制備方法的考查;三是化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的應(yīng)用考查,如在一些化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)流程中對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)中的實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)方法的考查等。無(wú)論高考中的化學(xué)實(shí)驗(yàn)題從哪個(gè)角度或是用什么樣的方法考查,都離不開(kāi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基礎(chǔ)知識(shí),所以從高考考查的試題或是考查形式對(duì)我們進(jìn)行高考的復(fù)習(xí)都會(huì)起到很重要的指導(dǎo)作用。本文擬就高考中化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的考查
進(jìn)行總結(jié)。
一、中學(xué)化學(xué)常用儀器使用方法的考查
中學(xué)化學(xué)中除了試管、燒杯、錐形瓶、鐵架臺(tái)等是常見(jiàn)常用儀器,大部分學(xué)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(duì)象,是我們?cè)诟呖紡?fù)習(xí)中不可忽視的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)。
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(shí)除了洗滌檢漏外,還要注意在分液時(shí)要打開(kāi)漏斗塞以達(dá)到平衡漏斗內(nèi)外氣體壓強(qiáng)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(diǎn)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(shí)需墊石棉網(wǎng),在加熱液體時(shí)要在蒸餾燒瓶中加入防止暴沸(或描述為液體沸騰時(shí)發(fā)生劇烈跳動(dòng))的碎瓷片;冷凝管在使用時(shí)要注意到冷卻水的連接方法,即其導(dǎo)入冷水的方向是下口進(jìn)水,而上口出水,這并不是對(duì)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(shí)驗(yàn)中的儀器
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的定量實(shí)驗(yàn)主要有兩類(lèi):一是配制一定體積一定物質(zhì)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(gè)量,包括規(guī)格、刻度線(xiàn)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(yīng)容器等,并且在容量瓶上沒(méi)有刻度而只有一條刻度線(xiàn),所以在配制時(shí)只要發(fā)生了錯(cuò)誤操作,一般來(lái)說(shuō)也只能是倒掉重配;二是溶液濃度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)——滴定實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中的主要儀器是酸式或堿式滴定管,它們?cè)谑褂弥谐艘獧z漏洗滌外,還要注意到它們?cè)谘b液前還需要進(jìn)行潤(rùn)洗,也就是用待盛放的液體進(jìn)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(huì)使所裝溶液的濃度變小而影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,另外還要注意酸堿滴定管的構(gòu)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(qiáng)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(guān)儀器使用方法或?qū)嶒?yàn)操作正確的是( )。
A.洗凈的錐形瓶和容量瓶可以放進(jìn)烘箱中烘干
B.酸式滴定管裝標(biāo)準(zhǔn)溶液前,必須先用該溶液潤(rùn)洗
C.酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中,用待滴定溶液潤(rùn)洗錐形瓶以減小實(shí)驗(yàn)誤差
D.用容量瓶配溶液時(shí),若加水超過(guò)刻度線(xiàn),立即用滴管吸出多余液體
解析A選項(xiàng)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(xiàng)中的酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行潤(rùn)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(jìn)行反應(yīng)的容器,如果潤(rùn)洗就會(huì)導(dǎo)致所取溶液的增多而帶來(lái)實(shí)驗(yàn)的誤差,C不正確;D選項(xiàng)中配制溶液時(shí),如果加入的水超過(guò)了容量瓶的刻度線(xiàn),加入的雖然是水,但一旦加入由于溶質(zhì)的擴(kuò)散,吸出的就不是水而是溶液,所以吸出會(huì)使部分溶質(zhì)損失從而使所配的溶液濃度偏小,D不正確。
答案 B
二、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的考查
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作主要是物質(zhì)分離提純實(shí)驗(yàn)、物質(zhì)的檢驗(yàn)、溶液的配制、溶液濃度的滴定以及物質(zhì)的制備和性質(zhì)等實(shí)驗(yàn)中的一些基本操作。
1.物質(zhì)分離提純中的基本操作
物質(zhì)分離提純的方法主要有過(guò)濾、蒸餾、結(jié)晶、萃取分液等。在過(guò)濾實(shí)驗(yàn)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(jì)的位置應(yīng)是在蒸餾燒瓶的支管口處,因?yàn)槠淇刂频氖沁M(jìn)入冷凝管的蒸氣的溫度;在結(jié)晶時(shí)要注意有兩種實(shí)驗(yàn)方法,一是用蒸發(fā)結(jié)晶,主要用于從溶液中析出溶解度較小的溶質(zhì),二是用冷卻結(jié)晶,主要用于從溶液中析出溶解度隨溫度變化較大的溶質(zhì),它的前提是得到溫度較高的濃溶液;再如萃取分液時(shí)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(zhì)在萃取溶劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度)、分液時(shí)的操作中要注意下層液體從下口放出,而上層液體應(yīng)從分液漏斗的上口倒出,等等。
2.物質(zhì)性質(zhì)、制備實(shí)驗(yàn)中的基本操作
圖1
物質(zhì)的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)中會(huì)涉及到許多的實(shí)驗(yàn)基本操作方法,比如在物質(zhì)的加熱實(shí)驗(yàn)中,如果用大試管加熱固體時(shí)管口應(yīng)向下略微傾斜,加熱液體時(shí)試管口應(yīng)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(shí)驗(yàn)中的洗氣(除雜質(zhì)、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(gè)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(yīng)是從b進(jìn)氣而從a排出空氣,收集比空氣密度小的氣體應(yīng)是從a進(jìn)氣而從b排出空氣;如果是用于排液體收集氣體,則應(yīng)從a進(jìn)氣而從b排出液體來(lái)進(jìn)行收集;如果是用于洗氣而除雜及干燥等時(shí)應(yīng)從b進(jìn)氣從a出氣,等等。
例2下列圖示實(shí)驗(yàn)正確的是( )。
解析A選項(xiàng)中過(guò)濾操作中應(yīng)注意三靠,如玻璃棒應(yīng)緊靠三層濾紙的一側(cè),A不正確;B選項(xiàng)中是通過(guò)加熱碳酸氫鈉固體來(lái)檢驗(yàn)碳酸氫鈉的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),在加熱固體時(shí)應(yīng)使試管口略向下傾斜,B不正確;C選項(xiàng)中是用洗氣的方法除去CO中的CO2,則在通入液體中時(shí)要注意是長(zhǎng)管進(jìn)氣而短管出氣,C不正確。
答案 D
三、物質(zhì)檢驗(yàn)中試劑選擇的考查
物質(zhì)的檢驗(yàn)主要是針對(duì)溶液或是固體中存在的成分的確定。它所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便,現(xiàn)象很明顯,得到的結(jié)論可靠的原則。所以在檢驗(yàn)中試劑的選擇及其加入的順序都很重要。中學(xué)常見(jiàn)的幾種離子的檢驗(yàn)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(yàn)不僅要選擇正確的試劑,同時(shí)還要注意試劑加入的順序,一般來(lái)說(shuō)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(shí)產(chǎn)生了白色沉淀,則說(shuō)明溶液中一定存在硫酸根離子;銨離子的檢驗(yàn)是向溶液中加入強(qiáng)堿并微熱,如果能產(chǎn)生一種能使?jié)竦募t色石蕊試紙變藍(lán)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(guān)系的是( )。
解析A選項(xiàng)中是由于硝酸鉀的溶解度隨溫度變化大,所以可用冷卻結(jié)晶的方法除去硝酸鉀中的氯化鈉,A不正確;C選項(xiàng)中檢驗(yàn)硫酸根離子應(yīng)先加入鹽酸再加入氯化鋇,產(chǎn)生白色沉淀說(shuō)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(xiàng)中氨氣能進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)是因?yàn)槠錁O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(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中,我們要著力于實(shí)驗(yàn)基本知識(shí),高考的考查中,總是高起點(diǎn)低落點(diǎn),雖然題干是一個(gè)很新穎的工業(yè)流程,但在我們要完成的點(diǎn)卻是一些中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的主干的基本知識(shí)。“萬(wàn)仗高樓平地起”,只有有了扎實(shí)的基本功才能解決復(fù)習(xí)的問(wèn)題。
(收稿日期:2014-09-10)