高中化学实验综合素养的提升——以实验评价为例

化学 实验综 合素养的提升一、本专题定位化学实验方案评价的定位于 “实验板块复习 ”的结束语，是在学生基本完成实验复习的基础上从实验综合素养上进行一次提升。借助实验评价这个抓手让学生多接触一些类型不同的化学实验问题。在这个收尾环节做好以后，学生在面对实验问题时，不论是思考的方向性上还是敏锐性上都有较大的提升；不论面对多么陌生的实验，总能利用实验方案的基本框架去解构它，不论一个实验问题的信息多么庞杂，总能紧紧拽住实验目的、紧扣实验原理去解读。实验评价的思维水平是很弹性的，可深可浅，应根据学生的水平层次决定是否做和做到什么程度。1（ 2007年广东）羟基磷灰石 Ca5(PO4)3OH是一种一种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种：方法 A：用浓氨水分别调 Ca(NO3)2和 (NH4)2HPO4溶液的pH约为 12；在剧烈搅拌下，将 (NH4)2HPO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中。方法 B：剧烈搅拌下，将 H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH)2悬浊液中。（ 1）完成方法 A和方法 B中制备 Ca5(PO4)3OH的化学反应方程式： 5Ca(NO3)2 3(NH4)2HPO4 4NH3H 2OCa5(PO4)3OH 5Ca(OH)2 3H3PO4 （ 2）与方法 A相比，方法 B的优点是 。二、广东高考的考查方式10NH4NO3 3H2O 唯一副产物为水，工艺简单Ca5(PO4)3OH 9H2O 2 （ 2013年广 东 ） 能量之 间 可以相互 转 化： 电 解食 盐 水制 备Cl2是将 电 能 转 化 为 化学能，而原 电 池可将化学能 转 化 为电 能。 设计 两种 类 型的原 电 池，探究其能量 转 化效率。限 选 材料： ZnSO4(aq)、 FeSO4(aq)、 CuSO4(aq)； 铜 片、 铁 片、 锌片和 导线 。 完成原 电 池甲的装置示意 图 (见图 0)，并作相 应标 注要求：在同一 烧 杯中， 电 极与溶液含相同的金属元素。 以 铜 片 为电 极之一， CuSO4(aq)为电 解 质溶液，只在一个 烧 杯中 组 装原 电 池乙，甲乙两种原 电 池中可更有效地将化学能 转 化为电 能的是 _，其原因是 _图 0甲 可以避免 Zn与 Cu2 的接触，提高电池效率，提供稳定电流 1、广东卷近年直接用评价方式考查不算多，但也曾出现，属于命题者的一项选择。2、目前不算是考查热点，操作上还是以训练实验方法和思维为主要取向，评价活动更多是教学手段。选材也不能脱离教学实际。一些想法三、方法突破以实验设计的思路研究实验方案评价教学案例 1：某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数。请你帮忙设计相应的实验方案。a .本实验实验目的？b.本实验实验原理？混合物 试剂gaqS收集气体，量取体积滴定法沉淀法，称沉淀质量称固体质量1.试剂物质的类别性质氧化还原原理化学平衡移动原理可能涉及的评价：有没有涉及 “副反应 ”、物质的特性铜铝混合物浓硝酸g:NO2aq:Cu2+、 Al3+ 、 H+ 、 NO3-S: Al、 Al2O3例如：若试剂选用浓硝酸，测得铜的质量分数 _（偏大、偏小、不变）可能涉及的评价：装置连接是否合理、操作是否合理？例如：铜铝混合物足量溶液 A充分反应测定生成气体的体积铜铝混合物足量稀硫酸 测定生成气体的体积 某同学 选择 以下两套装置 进 行 实验 ， 请对这 两套装置 进 行 评 价 用装置 做实验，若读数时 U型管右侧的液面比左侧的液面高，所测得铜的质量分数 _（偏大、偏小、不变）2.气体可能涉及的评价：能否正确称量固体、固体中是否含杂质若没有洗涤剩余固体就称量，测得铜的质量分数_（偏大、偏小、不变）铜铝混合物足量稀硫酸 测定剩余固体的质量 3.固体可能涉及的评价：沉淀法：能否把离子完全沉淀、有没有杂质离子沉淀滴定法：终点时现象是否明显、操作是否准确、有没有杂质离子也参与反应4.溶液中的粒子亚 硫酸 盐 是一种常 见 食品添加 剂 。 为检测 某食品中 亚 硫酸 盐含量 (通常以 1 kg样 品中含 SO2的 质 量 计 )，某研究小 组设计了如下两种 实验 流程：(已知：滴定 时 反 应 的化学方程式 为 SO2 I2 2H2O=H2SO4 2HI) 若用 盐 酸代替稀硫酸 处 理 样 品则 按甲方案 实验测 定的 结 果 _(填 “偏高 ”、 “偏低 ”或 “无影响 ”)。则 按乙方案 实验测 定的 结 果 _(填 “偏高 ”、 “偏低 ”或 “无影响 ”)。HCl、 SO2HCl、 H2SO4HCl、 H2SO3例如：教学案例 2：某化学小组以某铜铝混合物为原料，制备硫酸铜晶体，设计了如下实验方案： Cu、 Al CuSO4.5H2O实验目的分析化合价： Cu0 CuSO4.5H2O+2组成加氧化剂Cu2+SO4 2- 引入 SO4 2-Cu、 Al Cu加氧化剂 CuSO4(aq) 操作 CuSO4.5H2O可能涉及的评价：a、原料廉价b、原子利用率高c、绿色环保d、不引入杂质离子例如：方案 1Cu 浓硫酸 CuSO4(aq)评价1、浓硫酸变稀后反应停止2、硫酸的利用率不高3、有 SO2生成1、氧化剂以浓硝酸为氧化剂，分多次逐步加入到铜屑与硫酸的混合物 中，加热，使反应进行，其反应原理如下：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3 CuSO4+2NO+4H2O文献资料：对比方案 1，评价此方案方案 2Cu空气、稀硫酸CuSO4(aq)评价1、原料空气廉价2、原料利用率高3、没有污染性气体生成，绿色环保4、不引入杂质离子在空气氧化法中，灼烧时间长达 20 min，不仅浪费了大量能源，而且铜屑氧化反应往往进行的不充分，有一定量的铜屑不能完全被氧化，使硫酸铜产率下降。文献资料：方案 3Cu稀硫酸、双氧水 CuSO4(aq)过氧化氢在酸性条件下有较强的氧化能力，且其还原产物是水，不会给反应体系引入其他杂质，因此是一种比较理想的绿色氧化剂。评价此方案CuSO4(aq) 操作 CuSO4.5H2O2、晶体的析出可能涉及的评价：析出的操作是否正确、晶体能否大量析出 、晶体是否变质、是否有较多杂质析出例如： CuSO4(aq) 蒸发浓缩、冷却结晶 CuSO4.5H2OCuSO4(aq) 蒸发结晶 CuSO4.5H2O1、实验评价活动可以让学生接触很多类型