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由2020年北京高考化学选择题14题NH4Cl固体的分解实验引发思考,从实验角度进行剖析.简述实验过程和依据,通过实验探究理解实验室制备氨气的反应过程,领悟注重真做实验、做真实验的教学意义.
真做实验做真实验——2020年北京高考化学14题引发的思考
【摘 要】
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由2020年北京高考化学选择题14题NH4Cl固体的分解实验引发思考,从实验角度进行剖析.简述实验过程和依据,通过实验探究理解实验室制备氨气的反应过程,领悟注重真做实验、做真实验的教学意义.
【机 构】
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清华大学附属中学朝阳学校 北京100027;北京第二外国语学院附属中学 北京100024
【出 处】
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中学化学教学参考
【发表日期】
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2021年6期
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提出并解释了铝和硫酸铜溶液反应的三个异常现象产生的可能原因;以镁和硫酸铜溶液反应、锌和硫酸铜溶液反应作为佐证实验,证实了分析的合理性;对教科书实验的改进提出了建议,对实验教学进行了反思.
认识的发展主要体现在认识角度、认识深度和认识思路的发展三个方面.初中阶段,化合价仅是解释原子结合个数比的工具;高中阶段,化合价是理解氧化还原反应、电化学知识的基础,从微观层面理解化合价的本质尤为关键.因此,围绕化合价设计氧化还原前置课,设置“分析物质的元素化合价”“初建价类二维图”“快速判断变价元素”“关联化合价变化与电子得失”四个教学环节.帮助学生从价态和类别双重角度关注物质,发展认识的角度;从无序性思维转化为有序性思维,发展认识的思路;从微观角度理解化合价及其变化,发展认识的深度.
过量镁条与0.5 mo]/L的氯化铁溶液混合较长时间后,可见体系颜色有“黄色→棕黄色→红褐色→棕黑色”的转化且得到棕黑色固体;反应初期镁表面有大量气体产生,逐渐变黑,变黑的镁条能被磁铁吸引.分析表明:镁/氯化铁溶液体系在不同阶段存在热力学和动力学竞争过程,是造成铗与氯化铁溶液反应复杂性的主要原因.通过建立镁/氯化铁溶液体系反应的微观作用模型解释镁表面黑色物质以及棕黑色固体生成的反应机理,验证了棕黑色田体的主要成分是四氧化三铁,体现了宏观辨识与微观探析在实验探究中的重要作用.
对教材现有实验装置进行改造,将教材中的单液电解池改造为双液电解池,在实际操作中,利用浸有饱和硫酸钠溶液的条状湿巾纸作为两个电解槽的连接纽带,隔离两极产物,利用纸上层析法原理,实现电解质溶液中离子定向移动的可视化.同时,利用自制的阴、阳离子交换膜双膜电解装置,通过电导率实验实现离子移动的可视化.
尝试使用电解法制备氢氧化亚铁,以最初生成的Fe(OH)2为除氧试剂,利用阴极产生的H2降低溶液中O2的含量,阴极下置使制备的Fe(OH)2始终处于H2的还原性气氛中,实现了在3h甚至更长时间内可以观察到纯白色的Fe(OH)2.阴阳极反接后,又能用于观察Fe(OH)2的氧化过程.
选取氢氧化钠与盐酸这类无明显现象的中和反应,将常见的水溶剂换成乙醇溶剂.实验表明,往NaOH的乙醇溶液中通入HCl气体或滴加HCl的乙醇溶液,均能出现明显的白色沉淀.实验还发现,选取乙醇和水的体积比为5:1的混合溶剂,有助于配制出较高浓度的NaOH溶液,而且NaOH溶液和HCl溶液混合后会出现明显的白色沉淀.此外,向NaOH的乙醇-水溶液中滴加H2SO4的乙醇-水溶液,可观察到大量乳白色沉淀.
利用无水乙醇浸泡过的滤纸代替Mg条,用地砖代替盛沙的蒸发皿,使实验装置更加简单.不仅有效排除了镁条燃烧对实验现象的干扰,还节约了实验药品,降低了安全隐患.
以近年江苏高考氧化还原反应试题为例,分析了高考试题丰富的意蕴和独运的匠心,反思了中学化学教学中对化学学科理解方面的不足,并就如何依据高考试题引导化学教学提出了建议.
结晶是一种常见现象,可分为蒸发结晶和冷却结晶.冷却结晶主要是通过降低环境温度,使其处于过饱和状态,从而使晶体析出.为了更细致地观察苯甲酸晶体的生长过程,在智能手机的摄像头上安装手机微距镜头,可以实现微距摄影功能,用此方法拍摄几滴苯甲酸溶液的结晶过程,可以捕捉到晶体生长的动态全过程,拍摄的视频可以在教学中应用.
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