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如何让学生在学习中培养正确的实验探究思维,本文通过几道实验题的探究,旨在与同行们共同找出解决问题的办法,以此共勉。
例:现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,请从下图中选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定过氧化钠试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体,6摩尔/升盐酸和蒸馏水).
这道题考察对象是元素化合物的知识,其重要核心是除杂等相关知识,我们先来想一想如果让我们自己在设计实验时,应该怎样处理,Na2O2中混有Na2O的杂质,我们可根据二者相同性和差异性来思考问题,他们的相同点是都可以和水、酸、二氧化碳反应,从固体角度来看,质量都有所增加,这种用前后质量差来解决问题就行不通,换种思路,来看看他们的不同点,Na2O2各Na2O与水、酸、二氧化碳反应唯一的区别是Na2O2有气体放出,所以我们想到若用测量气体体积的办法来解决问题,有了大的方向,我们再从头看起,Na2O2和Na2O都与水、酸、二氧化碳反应,但只有Na2O2会产生气体,而且气体的种类相同,那我们就要从最简单出发,这时就不能选择CO2,因为CO2气体没有直接给山,需要制备,这无疑给实验造成了不必要的繁琐,应当舍去,在H2O和HCl之间我们得好好想想,从反应的速率出发,我们应当选扦HCl,但是这有一个问题,我们的实验目的是要让Na2O2中氧气完全释放出来,这就要牵扯到反应的历程问题,我们知道Na2O2无论与水或酸反应,都会存在一个H2O2产生的过程,因此在酸性环境中不可取,H2O2不能完全释放O2,现在我们目的明确,开始着手去设计实验,最终方案:(G)接(D)(C)接(H)(1)[或(1)(H)]接(J)(K)[或(K)(J)]接(A)(B)接(F)。
从这道题的思维过程来看,出题人实际是想从除杂方面考察我们的基础知识,但是学生往往会将这道题想难,想繁琐,所以回归最初实验目的,弄清出题人的实验方案至关重要。
例题:现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O2■2MgO;
②3Mg+N2■Mg3N2;
③2Mg+CO2■2MgO+C;
④Mg+H2O■MgO+H2↑
⑤Mg3N3+6H2O■3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题:
(1)在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号) ;
咱们拿到题先来看看题目中给出的已知信息,很容易得出这是一道以金属镁为主线的实验探究。先来明确出题人意图,最终是想制备Mg3N2,在这种大的前提条件下,我们从头出发,看看出题人想在哪些地方考察我们哪些知识点,先来想想本实验的主反应3Mg+N2■Mg3N2;但在此时前我们知道空气并非只有氮气,而其他气体会与我们的研究对象镁粉反应,就此我们知道了出题人的意图,实际是想我们进行除杂问题的讨论,现在问题的关键落在了究竟是怎样的除杂顺序,我们来看看到底有哪些杂质会对本实验有干扰作用,最终将重点矛盾落在了水、二氧化碳、氧气三种气体上,我们现在越来越清晰的知道了本实验的意图,就是除杂,更具体是除杂顺序的考察,那到底三者先除谁呢?我们必须进行细致的分析,水:一般选择浓硫酸可除去,二氧化碳:一般选氢氧化钠可除去,氧气:一般选用铁粉可除去。关键是顺序问题,我们知道在还原铁粉中的反应必须是千燥的,则在除氧气前,水是必须已经除去了,这于我们:举的“经典”理论就有所不同,我们常说在除水时应最后一步除,对于此题显然行不通。而二氧化碳则应在第一步中除去,否则就会再次引入水,所以除杂顺序应是CO2—H2O—O2,现在我们就会比较从容的连接实验仪器,h→→g→d→c→k→l→a→b。
通过这两道题的解题思路,我们有这样的体会,化学实验中的核心原理大致相同,但在具体设计方面就千差万别,这就要求我们就必须按照出题人的意图来设计实验,或者说按照出题人的流程来体会实验,弄清到底是想考察我们哪方面的知识,重点在什么地方,只有这样我们才能居高临下,总揽全局。
例:现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,请从下图中选用适当的实验装置,设计一个最简单的实验,测定过氧化钠试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体,6摩尔/升盐酸和蒸馏水).
这道题考察对象是元素化合物的知识,其重要核心是除杂等相关知识,我们先来想一想如果让我们自己在设计实验时,应该怎样处理,Na2O2中混有Na2O的杂质,我们可根据二者相同性和差异性来思考问题,他们的相同点是都可以和水、酸、二氧化碳反应,从固体角度来看,质量都有所增加,这种用前后质量差来解决问题就行不通,换种思路,来看看他们的不同点,Na2O2各Na2O与水、酸、二氧化碳反应唯一的区别是Na2O2有气体放出,所以我们想到若用测量气体体积的办法来解决问题,有了大的方向,我们再从头看起,Na2O2和Na2O都与水、酸、二氧化碳反应,但只有Na2O2会产生气体,而且气体的种类相同,那我们就要从最简单出发,这时就不能选择CO2,因为CO2气体没有直接给山,需要制备,这无疑给实验造成了不必要的繁琐,应当舍去,在H2O和HCl之间我们得好好想想,从反应的速率出发,我们应当选扦HCl,但是这有一个问题,我们的实验目的是要让Na2O2中氧气完全释放出来,这就要牵扯到反应的历程问题,我们知道Na2O2无论与水或酸反应,都会存在一个H2O2产生的过程,因此在酸性环境中不可取,H2O2不能完全释放O2,现在我们目的明确,开始着手去设计实验,最终方案:(G)接(D)(C)接(H)(1)[或(1)(H)]接(J)(K)[或(K)(J)]接(A)(B)接(F)。
从这道题的思维过程来看,出题人实际是想从除杂方面考察我们的基础知识,但是学生往往会将这道题想难,想繁琐,所以回归最初实验目的,弄清出题人的实验方案至关重要。
例题:现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O2■2MgO;
②3Mg+N2■Mg3N2;
③2Mg+CO2■2MgO+C;
④Mg+H2O■MgO+H2↑
⑤Mg3N3+6H2O■3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题:
(1)在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号) ;
咱们拿到题先来看看题目中给出的已知信息,很容易得出这是一道以金属镁为主线的实验探究。先来明确出题人意图,最终是想制备Mg3N2,在这种大的前提条件下,我们从头出发,看看出题人想在哪些地方考察我们哪些知识点,先来想想本实验的主反应3Mg+N2■Mg3N2;但在此时前我们知道空气并非只有氮气,而其他气体会与我们的研究对象镁粉反应,就此我们知道了出题人的意图,实际是想我们进行除杂问题的讨论,现在问题的关键落在了究竟是怎样的除杂顺序,我们来看看到底有哪些杂质会对本实验有干扰作用,最终将重点矛盾落在了水、二氧化碳、氧气三种气体上,我们现在越来越清晰的知道了本实验的意图,就是除杂,更具体是除杂顺序的考察,那到底三者先除谁呢?我们必须进行细致的分析,水:一般选择浓硫酸可除去,二氧化碳:一般选氢氧化钠可除去,氧气:一般选用铁粉可除去。关键是顺序问题,我们知道在还原铁粉中的反应必须是千燥的,则在除氧气前,水是必须已经除去了,这于我们:举的“经典”理论就有所不同,我们常说在除水时应最后一步除,对于此题显然行不通。而二氧化碳则应在第一步中除去,否则就会再次引入水,所以除杂顺序应是CO2—H2O—O2,现在我们就会比较从容的连接实验仪器,h→→g→d→c→k→l→a→b。
通过这两道题的解题思路,我们有这样的体会,化学实验中的核心原理大致相同,但在具体设计方面就千差万别,这就要求我们就必须按照出题人的意图来设计实验,或者说按照出题人的流程来体会实验,弄清到底是想考察我们哪方面的知识,重点在什么地方,只有这样我们才能居高临下,总揽全局。