化学实验中的知识和思维迁移（高考研究2期）.doc

化学实验中的知识和思维迁移湖北宜昌市一中 王宝玉中学化学涉及到常见的、需要掌握的仪器有近四十种，基本操作有近十种，以此为基础组成的实验题目浩如烟海，在明确基本仪器的使用和基本操作的要点之后，如何结合已经掌握的实验基本操作、实验基本知识和实验基本思维方法，进行迁移和分析，解答有关实验问题就成为提高实验能力的关键所在。一将平常遇到的实验现象进行分析，掌握其原理，通过对基本操作的迁移，解决有关实验问题。例1：（2002年高考，有删减）制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。左图是常见的喷泉实验装置，如果去掉胶头滴管（如右图），如何引发喷泉实验呢？很多同学很棘手。我们分析一下：需要解决的问题是如何使水沿着玻璃管进入烧瓶，或者说，怎样使水逆流而上？在我们所接触的实验中，什么时候水会回流？有两个地方：一是检查气密性的时候，装置冷却后，水会回流一段水柱；二是实验过程中的倒吸现象。利用第一个实验操作进行迁移，我们当作是检查气密性，可以得到如下操作方法：打开止水夹，用热毛巾捂热烧瓶，使一部分气体排除，冷却后，水沿导管逆流而上，就可以引发喷泉实验。利用第二个实验现象迁移，回忆实验室制备O2结束时，如果不先从水槽中拿出导管就熄灭酒精灯，会倒吸。那么，应使烧瓶内温度降低，从而使气体“冷缩”，产生“倒吸”，这种方法也可以，只是没第一种方便而已。由此可见，很平常的一些实验现象中也孕育着化学实验的原理，只要弄清楚其中的奥秘，适当进行迁移，就能帮助我们解决许多实验问题。二将常见的基本操作中蕴涵的原理运用到答题中。许多基本操作，蕴涵着一定的化学原理，所以我们不仅要学会操作，而且要明白其中的原理，更重要的是能够灵活的迁移运用。例2：今有100mL溴水溶液，浓度为0.01mol/L，现用20mLCCl4萃取。由于溴在水和CCl4中溶解度不同，当充分搅拌后，溴在CCl4和水中的浓度之比始终保持n：1（为便宜计算n取80）的状态。下列哪种方式萃取后水中溴最少？A一次用完20mLCCl4 BCCl4分两次使用，先用15mL再用5mLCCCl4分两次使用，每次10mL DCCl4分两次使用，先用5mL再用15mL解析：根据数学知识可以求得A、B、C、D四方案中，最后水中残留的溴的物质的量分别为：610-5mol、1.510-5mol、1.110-5mol、1.510-5mol。可以确定C为正确选项。但是计算很繁杂！ 数学思想迁移：20mL CCl4分成两部分有若干种分法，但都是在两种极限分法之间变化，两种极限是：两份无差距，即各10mL；两份差距最大，即一份无限接近于20mL。实验的效果应该在两极限之间递变。所以排除B和D！这样可以降低难度。化学操作中迁移：此题可以理解为用CCl4把溴从溴水中“洗”出来，试剂如何分配最好？我们可以联想到配制一定物质的量浓度的溶液时，当溶质溶解或稀释后，转入到容量瓶，此时要用适量的蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2到3次。这告诉我们，等量的水分多次效果最好！再结合数学思想就不需要计算，直接选C了！可见，充分利用常规操作中蕴涵的实验原理，适当迁移，可以达到事半功倍的效果。三从已经定型的解决某些实验问题的基本方式出发，进行思维迁移，处理同类实验问题。例如在测定胆矾结晶水含量的实验中，为了判定是否完全脱水，采用加热冷却称量的重复操作，直到两次称量的差值不超过0.1克为止。我们可以推广为：如果我们测定的某个值一直在改变，我们如何知道它不再变化？办法是不断重复操作、称量，直到两次称量质量基本不变为止。例3：（2005高考，问题有删减）已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：按图组装仪器，并检查装置的气密性将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到bg从分液漏斗滴入6molL1的硫酸，直到不再产生气体时为止从导管A处缓缓鼓入一定量的空气再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg重复步骤和的操作，直到U型管的质量基本不变，为dg请回答：步骤的目的是什么？ 从A处鼓入空气，是为了使生成的CO2完全被U型管中的碱石灰吸收，而碱石灰吸收程度不同，U型管总质量就不同。通过“测定胆矾结晶水含量的实验”的原理进行迁移，我们可以得到下列结论，重复操作的目的是：判断反应产生的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收。 实验中对解决某问题的已经定型的手段，可以解决同类问题，要明确其原理，学会去迁移。四从演示实验中，总结对特殊实验问题的处理方法，进行适当的迁移。例4：（1998高考，有删减）测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器、800毫升烧杯、100毫升量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19克/毫升）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100毫升）（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800毫升烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。（2）合金样品用铜网包裹的目的是：对于第二问，很多同学不知如何作答，只有想当然，认为是形成原电池加快反应速率（其实必须要形成很多微小原电池才能明显加快反应速率）。我们自己做过的或者老师演示过的实验中有类似的将反应物包裹在里面的吗？有！老师演示Na与水的反应时，将Na用铝箔包住，然后在铝箔上刺一些小孔，主要是防止Na反应时四处漂浮，不利于收集氢气。现在是铜包裹Mg和Al，网状就相当于刺的小孔。这么迁移过来，我们就明白了此问的答案：避免反应时样品漂浮。所以，老师演示实验时，我们不能只看热闹，还要明白其原理，以备适当的时候迁移使用。五从工业制备的原理迁移到实验室的模拟实验。工业上对某物质的制备其原理还是来自实验室，是对实验室实验的放大，如果我们明确了内涵，就能帮助我们在解题时迁移使用。例5：今用5molO2和1molSO2在一定条件下合成SO3。反应后出来的气体成分是什么？很多同学当成过量计算，认为O2过量，最后得到O2和SO3，这是不对的。应该还有SO2，因为该反应是可逆反应，不能完全进行。但有同学说，我怎么能想起是可逆反应呢？这个问题问得好！想想这个知识点在哪里出现？这个实验是从哪里衍变来的？原来来自于工业制硫酸。在制硫酸过程中，也是O2过量，但尾气中还含有SO2！经过这样迁移，我们就不会因为没有想起该反应是可逆反应而回答错误了。工业制备在外界条件选择上和实验室不同，但原理是一样的。其实，还有很多的实验问题是从已有的知识或思维方式中迁移过来的，比如如何配制浓H2SO4和浓HNO3的混合酸（1995高考）？两种溶液的混合，可以用浓H2SO4的稀释迁移过来密度大的溶液加入到密度小的溶液中，并及时搅拌。再如许多改进的具有随关随停随开随用的气体发生装置，其原理都是从启普发生器中迁移过来；许多防止倒吸的装置都是从教材中HCl溶于水的装置中衍变而来。只要我们学习的时候注意抓住问题的本质，多思考，在做题是灵活迁移，我们解答实验问题的能力就能有很大的提高。18电子微粒记忆【典例1】（200