论文部分内容阅读
摘要:针对高中化学教学中存在的难点,以具体案例阐述微观分析在帮助学生理解化学概念、理解化学反应实质、理清化学计算思路和设计分析实验方案等方面的作用。
关键词:微观分析;化学教学;作用
文章编号:1008-0546(2015)05-0013-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.05.004
《普通高中化学课程标准》指出,化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其特征是研究分子和创造分子。中学化学中许多概念、理论都是通过大量的实验作为认知基础的,但大都是从微观角度进行定义或阐述的。因为微观揭示了事物一般的、本质的、深层次的特征与联系,它使得人们的认识得以升华,并赋予化学这门学科以“精神”。 正如宋心琦教授说过:“化学家的伟大之处在于,他能够从如此大量的分子所经历的亿万次变化的集合中,抓住事物和事件的本质,从原子或分子的角度来认识这一切,……。”从化学学习的角度看,微观分析对于理解、记忆物质的性质、现象等宏观知识是极为有利的,它使得原本复杂的宏观知识变得条理清晰有序,克服了学生死记硬背的弊端,并能够从科学的角度不断地修正我们对宏观认识的一些错误。从某种意义上说,对物质的认识由宏观到微观,是化学学科的一个重要的进展,也是化学科学现代化的标志之一。因此,中学化学教学必须使学生在学习化学能从微观角度分析与认识物质的宏观状态与性质。
一、微观分析能有效帮助学生理解化学基本概念
中学化学中有很多概念是比较抽象的,在讲解时,单纯地从宏观的教学手段如实验、挂图或打比喻等方法,经常遇到课堂气氛沉闷,学生动力不足,容易懈怠,学习效果不明显等难题。学生理解概念比较含糊,容易混淆,影响以后的化学学习。教师可以通过图解(包括动画)等形式来进行微观分析,帮助学生理解概念。
如苏教版《化学1》讲授强弱电解质时,通过比较0.1mol/L盐酸和醋酸溶液的导电能力(灯泡亮度)强弱,说明电解质在水溶液中电离程度不同,有完全和不完全电离之分,也即有强弱之分。其实,在教学中学生仍难于理解由于它们的电离程度不同导致导电能力不同。据此,我再结合下图(图1)对盐酸和醋酸在水溶液中的电离情况进行微观分析:
学生很容易对强弱电解质作出如下比较:
这种分析方法直观形象地表达了强弱电解质溶液中溶质粒子的存在形式和电离程度,学生很轻松地得出同浓度的盐酸和醋酸溶液,由于电离程度不同,自由移动离子浓度不同,所以导电能力就不同,避免了对学生“空洞”的讲解,学生感受深刻,学习效果明显。
再如讲解电解质溶液中存在着电荷守恒、物料守恒和质子守恒等三个守恒时,学生存在的问题主要是不知道电解质溶液中有哪些微粒,也就无法理解这三个守恒。若通过以Na2CO3溶液为例作如下分析:Na2CO3溶液中存在着CO32- H2O[?]HCO3- OH-、HCO3- H2O[?]H2CO3 OH-和H2O[?]H OH-三个平衡,所以溶液中有Na 、CO32-、HCO3-、H2CO3、OH-、H 和H2O七种微粒。学生很容易看出溶液不显电性是因为阴阳离子的电荷总数相等,溶液中CO32-、HCO3-、 H2CO3都是来自于碳酸钠中的碳酸根离子,HCO3-、H2CO3、 H 中氢原子和OH-都是来自于H2O的电离其数目是相等的。通过这样的分析,学生的主动性得到充分调动,课堂气氛变得轻松活跃,教学效率明显提高。
二、微观分析能有效帮助学生理解化学反应实质
大家知道,化学变化是在原子的基础上重新组合的结果。教师虽然在课堂上经常通过生动有趣的化学实验现象来揭示物质的化学性质,但是学生对化学反应的理解常常停留在表面的实验现象上,对化学反应的实质缺少了解。通过微观分析,能形象生动地表现分子、原子等微观粒子的运动特征,变抽象为形象,让学生直观形象地认识微观世界,更容易理解化学变化的实质。
如讲授离子反应时,苏教版《化学1》利用氯化钙溶液和澄清石灰水分别与碳酸钠溶液反应,都观察到生成白色的CaCO3沉淀,说明这两个反应的实质相同。虽然学生能感受到都是产生白色沉淀这个相同现象,但仍无法知道它们的真正实质。教学时,我通过下列图形(图2、图3)进行微观分析,收到了较好的效果。
学生体验到两个反应都是溶液中CO32-和 Ca2 反应生成CaCO3沉淀,也即CO32- Ca2 =CaCO3↓,而Na 和Cl-,Na 和OH-均没有参加反应,这就是上述两个反应的真正实质。
再如讲授取代反应时,苏教版《化学2》中用甲烷和氯气的分子式表示甲烷和氯气反应的化学方程式,说明取代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替,这种静止的反应式无法让学生感受甲烷分子中的氢原子被氯原子代替的过程。若通过甲烷和氯分子的微观结构并结合动画形式演示甲烷和氯气的取代反应效果就不一样了,学生能感受“取代”的动态过程,记忆就会加深。可见,在化学反应的教学时,微观分析能够使学生在学习化学时真正抓住反应的本质,做到宏观与微观有机地统一,学生的思维能力进一步地得到提升。
三、微观分析能有效帮助学生理清化学计算思路
在中学化学计算的教学时,尽管我们介绍了许多方法,如守恒法、差量法、极值法、平均值法、关系式法等等,但是很多学生仍然不会用,遇到化学计算题仍无从下手,束手无策。究其原因是学生对化学计算题中涉及的化学过程不清楚,思路不畅通,无法建立已知量与未知量之间的关系。教学时我引导学生通过微观分析把题目中的化学过程展示出来,学生从这个过程中能迅速地建立已知量与未知量之间的关系,找出解题的思路,有效突破解题的难关。
例1:ag某KOH溶液跟ag某硝酸溶液混合,恰好完全反应,所得溶质的质量分数为10.1%的溶液,将此溶液恒温蒸发掉0.99ag水后,成为t℃时的饱和溶液。求: (1)所取KOH溶液中溶质的质量分数;
(2)反应后所得溶液中溶质在t℃时溶解度。
解析:本题微观分析如下(图4):
从上得知:KOH溶液与HNO3溶液完全反应得到KNO3溶液,根据质量守恒定律,KNO3溶液的质量为2ag,溶质KNO3的质量为2ag×10.1%g,依化学方程式KOH HNO3=KNO3 H2O的关系求得KOH的质量为0.112ag,从而求得KOH的质量分数=0.112ag/ag×100%=11.2%;再根据S∶(100g S)=2ag×10.1%∶(2a-0.99a)g,求得t℃时KNO3的溶解度S=25g。
例2: 将30g铁片放入CuSO4溶液中片刻后,冲洗烘干后称量质量成为31.6 g,求生成铜的质量?
解析:本题微观分析如下(图5):
可见,铁片放入CuSO4溶液前后的质量之差是生成Cu的质量与参加反应Fe的质量之差,未参加反应Fe的质量不变,故设生成铜的质量为x。
Fe CuSO4=Cu FeSO4 Δm=生成Cu的质量-参加反应Fe的质量
64 64-56=8
x 31.6g-30g=1.6g
64∶x=8∶1.6g x=12.8g
答:生成铜12.8g。
例3:碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g上述混合物,消耗1mol/L盐酸500mL。灼烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( )
A.35g B.30 g C.20 g D.15 g
解析:本题微观分析如下(图6):
以上分析得出:CuCl2溶液中Cl-来自于1mol/L 500mL的盐酸为0.5mol,所以Cu2 为0.25mol,根据铜元素的守恒得出灼烧后CuO质量为0.25mol×80g/mol=20g。
四、微观分析能有效帮助学生设计和分析实验方案
化学实验方案的设计涉及到气体制备、除杂、收集和性质,物质的提纯和分离,物质的检验等。学生除了应该熟练地掌握实验基本操作外,更应该熟练地掌握实验原理,只有弄清实验原理,才能结合实验基本操作进行实验方案的设计。因此,理解化学实验原理是实验设计的关键,也是实验教学的难点,教学时通过微观分析能较好地突破这一难点。
如讲授用BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液和盐酸这四种试剂进行粗盐的提纯(除去NaCl中的SO42-、Ca2 、Mg2 )时,启发学生在食盐中要除去SO42-应加入BaCl2溶液,除去Ca2 应加入Na2CO3溶液,除去Mg2 应加入 NaOH溶液。要使食盐达到食品的安全标准,需要将其中的杂质除尽,所加的试剂均应过量。值得注意的是过量的试剂又会引入新的杂质,因此后续加入的试剂既能除去杂质又能除去前步加入过量的试剂。那么这些试剂的添加顺序如何呢?于是,我结合离子间的反应关系,并对四种方案进行微观分析:
方案一(图7):试剂加入顺序:BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl。
方案二(图略):试剂加入顺序:BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl。
方案三(图略):试剂加入顺序:NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl。
方案四(图略):试剂加入顺序:Na2CO3→BaCl2→NaOH→HCl。
通过以上分析可以看出,加入除杂试剂的正确顺序是:(1)BaCl2→NaOH →Na2CO3 →HCl;(2) BaCl2→ Na2CO3→NaOH→HCl;(3) NaOH→BaCl2→Na2CO3 →HCl。只要Na2CO3加在BaCl2之后便合理且最后加入的盐酸只能适量。
高考化学实验试题是一种综合性强、信息量大、涉及的化学实验基本操作多,思维容量大的题目,它要求学生能做到根据试题进行设计、评价或改进实验方案。学生对这类试题往往由于实验原理不清楚,实验意图不知道,做题时瞎蒙,以致得分率很低。微观分析能有效地帮助学生弄清实验原理,形成正确的解题思路,避免解题的盲目性。
如(2011年福建高考理综25)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图(图11)所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有 。
(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是 。
(5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是
(填标号)。
a.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d. 在B—C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.00g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94g 。则样品中碳酸钙的质量分数为 。
(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是 。
解析:本题微观分析如下(图12):
依上述分析,本实验是通过测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。只有Ba(OH)2吸收的CO2全部来自于牙膏样品与盐酸反应产生的,测定结果才是准确的,所以实验前要排除装置中的CO2,实验过程中要防止空气中的CO2进入Ba(OH)2溶液中被吸收,并将牙膏样品与盐酸反应产生的CO2全部排入足量的Ba(OH)2溶液中被吸收生成BaCO3沉淀。所以本题的答案:(3)实验过程中需持续缓缓通入空气,把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收,(4)化学方程式是CO2 Ba (OH)2=BaCO3↓ H2O。(5)在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体,才不会影响测量。在A—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,因为整个装置中不需要干燥,有水份不会影响CO2吸收。在B—C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,C瓶中是足量Ba(OH)2,可以吸收CO2中的HCl,而不影响CO2吸收,所以不需要除去CO2中的HCl,选cd。(6)样品中碳酸钙质量分数为25%。(7)Ba(OH)2溶液还吸收了水蒸气、氯化氢气体等,造成质量偏大,所以可以回答B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中。
因此,教师在平时的实验教学中,不但要注重学生掌握化学实验基本操作,而且要引导学生从微观角度分析实验原理,启发学生进行实验方案的设计、评价和改进,培养学生抽象思维能力和逻辑思维能力,从而提高学生的实验设计能力。
综上所述,从学生“学”的角度看,微观分析能促进学生有意义的学习和创造性的学习,最终实现学会学习。从教师“教”的角度看,微观分析能改变学生的认知结构,引导学生从微观的角度认识和理解物质的性质、现象和化学的基本原理,加深对化学知识的记忆,提高学生分析问题和解决问题的能力,帮助学生形成化学基本观念,培养学生化学的基本思想方法,切实提高教学效率。
参考文献
[1] 黄婕. “宏观—微观—符号”三重表征的化学学习研究[D]. 济南:山东师范大学硕士论文,2005
[2] 熊新华. 论化学学科教学的价值[J]. 中学化学教学参考,2011,(4)
关键词:微观分析;化学教学;作用
文章编号:1008-0546(2015)05-0013-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.05.004
《普通高中化学课程标准》指出,化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学,其特征是研究分子和创造分子。中学化学中许多概念、理论都是通过大量的实验作为认知基础的,但大都是从微观角度进行定义或阐述的。因为微观揭示了事物一般的、本质的、深层次的特征与联系,它使得人们的认识得以升华,并赋予化学这门学科以“精神”。 正如宋心琦教授说过:“化学家的伟大之处在于,他能够从如此大量的分子所经历的亿万次变化的集合中,抓住事物和事件的本质,从原子或分子的角度来认识这一切,……。”从化学学习的角度看,微观分析对于理解、记忆物质的性质、现象等宏观知识是极为有利的,它使得原本复杂的宏观知识变得条理清晰有序,克服了学生死记硬背的弊端,并能够从科学的角度不断地修正我们对宏观认识的一些错误。从某种意义上说,对物质的认识由宏观到微观,是化学学科的一个重要的进展,也是化学科学现代化的标志之一。因此,中学化学教学必须使学生在学习化学能从微观角度分析与认识物质的宏观状态与性质。
一、微观分析能有效帮助学生理解化学基本概念
中学化学中有很多概念是比较抽象的,在讲解时,单纯地从宏观的教学手段如实验、挂图或打比喻等方法,经常遇到课堂气氛沉闷,学生动力不足,容易懈怠,学习效果不明显等难题。学生理解概念比较含糊,容易混淆,影响以后的化学学习。教师可以通过图解(包括动画)等形式来进行微观分析,帮助学生理解概念。
如苏教版《化学1》讲授强弱电解质时,通过比较0.1mol/L盐酸和醋酸溶液的导电能力(灯泡亮度)强弱,说明电解质在水溶液中电离程度不同,有完全和不完全电离之分,也即有强弱之分。其实,在教学中学生仍难于理解由于它们的电离程度不同导致导电能力不同。据此,我再结合下图(图1)对盐酸和醋酸在水溶液中的电离情况进行微观分析:
学生很容易对强弱电解质作出如下比较:
这种分析方法直观形象地表达了强弱电解质溶液中溶质粒子的存在形式和电离程度,学生很轻松地得出同浓度的盐酸和醋酸溶液,由于电离程度不同,自由移动离子浓度不同,所以导电能力就不同,避免了对学生“空洞”的讲解,学生感受深刻,学习效果明显。
再如讲解电解质溶液中存在着电荷守恒、物料守恒和质子守恒等三个守恒时,学生存在的问题主要是不知道电解质溶液中有哪些微粒,也就无法理解这三个守恒。若通过以Na2CO3溶液为例作如下分析:Na2CO3溶液中存在着CO32- H2O[?]HCO3- OH-、HCO3- H2O[?]H2CO3 OH-和H2O[?]H OH-三个平衡,所以溶液中有Na 、CO32-、HCO3-、H2CO3、OH-、H 和H2O七种微粒。学生很容易看出溶液不显电性是因为阴阳离子的电荷总数相等,溶液中CO32-、HCO3-、 H2CO3都是来自于碳酸钠中的碳酸根离子,HCO3-、H2CO3、 H 中氢原子和OH-都是来自于H2O的电离其数目是相等的。通过这样的分析,学生的主动性得到充分调动,课堂气氛变得轻松活跃,教学效率明显提高。
二、微观分析能有效帮助学生理解化学反应实质
大家知道,化学变化是在原子的基础上重新组合的结果。教师虽然在课堂上经常通过生动有趣的化学实验现象来揭示物质的化学性质,但是学生对化学反应的理解常常停留在表面的实验现象上,对化学反应的实质缺少了解。通过微观分析,能形象生动地表现分子、原子等微观粒子的运动特征,变抽象为形象,让学生直观形象地认识微观世界,更容易理解化学变化的实质。
如讲授离子反应时,苏教版《化学1》利用氯化钙溶液和澄清石灰水分别与碳酸钠溶液反应,都观察到生成白色的CaCO3沉淀,说明这两个反应的实质相同。虽然学生能感受到都是产生白色沉淀这个相同现象,但仍无法知道它们的真正实质。教学时,我通过下列图形(图2、图3)进行微观分析,收到了较好的效果。
学生体验到两个反应都是溶液中CO32-和 Ca2 反应生成CaCO3沉淀,也即CO32- Ca2 =CaCO3↓,而Na 和Cl-,Na 和OH-均没有参加反应,这就是上述两个反应的真正实质。
再如讲授取代反应时,苏教版《化学2》中用甲烷和氯气的分子式表示甲烷和氯气反应的化学方程式,说明取代反应是有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替,这种静止的反应式无法让学生感受甲烷分子中的氢原子被氯原子代替的过程。若通过甲烷和氯分子的微观结构并结合动画形式演示甲烷和氯气的取代反应效果就不一样了,学生能感受“取代”的动态过程,记忆就会加深。可见,在化学反应的教学时,微观分析能够使学生在学习化学时真正抓住反应的本质,做到宏观与微观有机地统一,学生的思维能力进一步地得到提升。
三、微观分析能有效帮助学生理清化学计算思路
在中学化学计算的教学时,尽管我们介绍了许多方法,如守恒法、差量法、极值法、平均值法、关系式法等等,但是很多学生仍然不会用,遇到化学计算题仍无从下手,束手无策。究其原因是学生对化学计算题中涉及的化学过程不清楚,思路不畅通,无法建立已知量与未知量之间的关系。教学时我引导学生通过微观分析把题目中的化学过程展示出来,学生从这个过程中能迅速地建立已知量与未知量之间的关系,找出解题的思路,有效突破解题的难关。
例1:ag某KOH溶液跟ag某硝酸溶液混合,恰好完全反应,所得溶质的质量分数为10.1%的溶液,将此溶液恒温蒸发掉0.99ag水后,成为t℃时的饱和溶液。求: (1)所取KOH溶液中溶质的质量分数;
(2)反应后所得溶液中溶质在t℃时溶解度。
解析:本题微观分析如下(图4):
从上得知:KOH溶液与HNO3溶液完全反应得到KNO3溶液,根据质量守恒定律,KNO3溶液的质量为2ag,溶质KNO3的质量为2ag×10.1%g,依化学方程式KOH HNO3=KNO3 H2O的关系求得KOH的质量为0.112ag,从而求得KOH的质量分数=0.112ag/ag×100%=11.2%;再根据S∶(100g S)=2ag×10.1%∶(2a-0.99a)g,求得t℃时KNO3的溶解度S=25g。
例2: 将30g铁片放入CuSO4溶液中片刻后,冲洗烘干后称量质量成为31.6 g,求生成铜的质量?
解析:本题微观分析如下(图5):
可见,铁片放入CuSO4溶液前后的质量之差是生成Cu的质量与参加反应Fe的质量之差,未参加反应Fe的质量不变,故设生成铜的质量为x。
Fe CuSO4=Cu FeSO4 Δm=生成Cu的质量-参加反应Fe的质量
64 64-56=8
x 31.6g-30g=1.6g
64∶x=8∶1.6g x=12.8g
答:生成铜12.8g。
例3:碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g上述混合物,消耗1mol/L盐酸500mL。灼烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是( )
A.35g B.30 g C.20 g D.15 g
解析:本题微观分析如下(图6):
以上分析得出:CuCl2溶液中Cl-来自于1mol/L 500mL的盐酸为0.5mol,所以Cu2 为0.25mol,根据铜元素的守恒得出灼烧后CuO质量为0.25mol×80g/mol=20g。
四、微观分析能有效帮助学生设计和分析实验方案
化学实验方案的设计涉及到气体制备、除杂、收集和性质,物质的提纯和分离,物质的检验等。学生除了应该熟练地掌握实验基本操作外,更应该熟练地掌握实验原理,只有弄清实验原理,才能结合实验基本操作进行实验方案的设计。因此,理解化学实验原理是实验设计的关键,也是实验教学的难点,教学时通过微观分析能较好地突破这一难点。
如讲授用BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液和盐酸这四种试剂进行粗盐的提纯(除去NaCl中的SO42-、Ca2 、Mg2 )时,启发学生在食盐中要除去SO42-应加入BaCl2溶液,除去Ca2 应加入Na2CO3溶液,除去Mg2 应加入 NaOH溶液。要使食盐达到食品的安全标准,需要将其中的杂质除尽,所加的试剂均应过量。值得注意的是过量的试剂又会引入新的杂质,因此后续加入的试剂既能除去杂质又能除去前步加入过量的试剂。那么这些试剂的添加顺序如何呢?于是,我结合离子间的反应关系,并对四种方案进行微观分析:
方案一(图7):试剂加入顺序:BaCl2→NaOH→Na2CO3→HCl。
方案二(图略):试剂加入顺序:BaCl2→Na2CO3→NaOH→HCl。
方案三(图略):试剂加入顺序:NaOH→BaCl2→Na2CO3→HCl。
方案四(图略):试剂加入顺序:Na2CO3→BaCl2→NaOH→HCl。
通过以上分析可以看出,加入除杂试剂的正确顺序是:(1)BaCl2→NaOH →Na2CO3 →HCl;(2) BaCl2→ Na2CO3→NaOH→HCl;(3) NaOH→BaCl2→Na2CO3 →HCl。只要Na2CO3加在BaCl2之后便合理且最后加入的盐酸只能适量。
高考化学实验试题是一种综合性强、信息量大、涉及的化学实验基本操作多,思维容量大的题目,它要求学生能做到根据试题进行设计、评价或改进实验方案。学生对这类试题往往由于实验原理不清楚,实验意图不知道,做题时瞎蒙,以致得分率很低。微观分析能有效地帮助学生弄清实验原理,形成正确的解题思路,避免解题的盲目性。
如(2011年福建高考理综25)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图(图11)所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有 。
(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是 。
(5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是
(填标号)。
a.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d. 在B—C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.00g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94g 。则样品中碳酸钙的质量分数为 。
(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是 。
解析:本题微观分析如下(图12):
依上述分析,本实验是通过测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。只有Ba(OH)2吸收的CO2全部来自于牙膏样品与盐酸反应产生的,测定结果才是准确的,所以实验前要排除装置中的CO2,实验过程中要防止空气中的CO2进入Ba(OH)2溶液中被吸收,并将牙膏样品与盐酸反应产生的CO2全部排入足量的Ba(OH)2溶液中被吸收生成BaCO3沉淀。所以本题的答案:(3)实验过程中需持续缓缓通入空气,把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收,(4)化学方程式是CO2 Ba (OH)2=BaCO3↓ H2O。(5)在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体,才不会影响测量。在A—B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,因为整个装置中不需要干燥,有水份不会影响CO2吸收。在B—C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,C瓶中是足量Ba(OH)2,可以吸收CO2中的HCl,而不影响CO2吸收,所以不需要除去CO2中的HCl,选cd。(6)样品中碳酸钙质量分数为25%。(7)Ba(OH)2溶液还吸收了水蒸气、氯化氢气体等,造成质量偏大,所以可以回答B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中。
因此,教师在平时的实验教学中,不但要注重学生掌握化学实验基本操作,而且要引导学生从微观角度分析实验原理,启发学生进行实验方案的设计、评价和改进,培养学生抽象思维能力和逻辑思维能力,从而提高学生的实验设计能力。
综上所述,从学生“学”的角度看,微观分析能促进学生有意义的学习和创造性的学习,最终实现学会学习。从教师“教”的角度看,微观分析能改变学生的认知结构,引导学生从微观的角度认识和理解物质的性质、现象和化学的基本原理,加深对化学知识的记忆,提高学生分析问题和解决问题的能力,帮助学生形成化学基本观念,培养学生化学的基本思想方法,切实提高教学效率。
参考文献
[1] 黄婕. “宏观—微观—符号”三重表征的化学学习研究[D]. 济南:山东师范大学硕士论文,2005
[2] 熊新华. 论化学学科教学的价值[J]. 中学化学教学参考,2011,(4)