2003年最有影响力的化学新试题——5例化学实验题,本文主要内容关键词为:最有论文,试题论文,影响力论文,化学实验论文,化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
【试题1】用脱脂棉包住约0.2g过氧化钠粉末,置于石棉网上,往脱脂棉上滴水,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
(1)由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论是:第一,有氧气生成;第二,______________。
过氧化钠跟水反应的化学方程式__________,其中还原剂是__________。
(2)某研究性学习小组拟用如图1装置进行实验,以证明上述结论。
用以验证第一条结论的实验方法是___________________________。
用以验证第二条结论的实验方法及现象是___________________________。
(3)实验(2)往试管中加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后,取出试管,往试管中滴入酚酞试液,发现溶液变红,振荡后,红色褪去。为探究此现象,该小组同学从查阅有关资料中得知:过氧化钠跟水反应可生成过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性和漂白性。请设计一个简单的实验,证明过氧化钠和足量水充分反应后的溶液中有过氧化氢存在。现有硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、硫酸亚铁溶液、碘化钾溶液、红色布条等,请从中选择试剂,加以验证。(只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象)。
试剂:____________________。
现象:____________________。
【简析】(1)物质燃烧有两个条件,一是温度达到着火点,二是有氧气等助燃物质存在,由此着手可得出:该反应是放热反应。其中氧化剂、还原剂都是过氧化钠。
(2)该小题实质上是考查氧气的检验、气密性检查等化学实验基本操作方法的运用。将带火星的木条靠近导管口P处,木条复燃。将导管q浸入水中,反应过程中导管口有气泡冒出。
(3)是限定范围,考查实验探究能力的问题。可以有多组答案,如:硫化钠溶液,溶液变浑浊;红色布条,布条褪色。
【评注】重视从课本实验中选取命题素材,倾向于考查化学实验基本操作,倾向于把一些课本小实验重组成一个微型的研究课题。要注意的是,最后一问中不能用碘化钠溶液,因为生成的I[,2]易进一步跟碱溶液反应,现象不明显;也不能用亚铁盐,因为在碱性溶液中,在没有过氧化氢存在的条件下,氢氧化亚铁也要转化成氢氧化铁;仅用亚硫酸钠也不行,因为亚硫酸钠被氧化后现象不明显。
【试题2】工业上测量SO[,2]、N[,2]、O[,2]混合气体中SO[,2]含量的装置如图2。反应管中装有碘的淀粉溶液。SO[,2]和I[,2]发生的反应为(N[,2]、O[,2]不与I[,2]反应):
(1)混合气体进入反应管后,量气管内增加的水的体积等于_________的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内溶液蓝色消失后,没有及时停止通气。则测得的SO[,2]含量__________(选填:偏高、偏低、不受影响)。
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用_________代替(填写物质名称)。
(4)若碘溶液体积为V[,a]mL,浓度为cmol·L[-1],N[,2]与O[,2]的体积为V[,b]mL(已折算成标准状况下的体积)。用V[,a]、cmol·L[-1]、V[,b]表示SO[,2]的体积百分含量为:_______________。
(5)将上述装置改为简易实验装置,除导管外,还需选用的仪器为________(选填下列仪器的编号)。
a.烧杯b.试管c.广口瓶d.容量瓶e.量筒f.单孔塞g.双孔塞
【简析】(1)反应管的作用是吸收SO[,2],所以剩余的气体是N[,2]、O[,2]。量气管中增加的水的体积是N[,2]、O[,2]的体积。
(2)若反应管内溶液蓝色消失,说明其中的I[,2]已消耗完,此时若再通入待测混合气体,其中的SO[,2]不能被吸收,所测得的SO[,2]的含量会偏低。
(3)反应管中的试剂应具备两个条件,一是能吸收SO[,2],二是要有明显的实验现象以利判断是否完全反应。酸性高锰酸钾或溴水都可作为吸收剂。
(4)考查化学计算能力,根据题给反应可得:
(5)量气管可用量筒代替,反应管可用试管或广口瓶代替,所以可以有如下三种组合:b、c、e、g或b、e、g或c、e、g。
【评注】以生产实际问题为素材编制实验试题是高考试题一种常见形式。但不论试题取材内容来自何处,考查的落点必定是中学化学基础知识。问题(2)是考查逆向思维能力,问题(5)是考查迁移转换能力。
【试题3】乙醛在催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图3所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次,反应基本完全。有关物质的沸点见下:
请回答下列问题:
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)___________。
(2)如图3所示在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在____________;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在_______________________,目的是___________________________。
(3)烧杯B的作用是__________;烧杯B内盛装的液体可以是___________(写出一种即可)。
(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,请你在所提供的药品中进行选择,设计一个简便的实验方案。
所提供的药品有:pH试纸、红色的石蕊试纸、白色的醋酸铅试纸、碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。
该方案为___________________。
【简析】
(2)第一阶段时,乙醛氧化成乙酸,温度计用于控制反应温度,所以温度计下端应浸入试管A的反应液中。第二阶段是要将生成的乙酸用蒸馏方法分离出来,温度计的作用是控制馏分的温度,应略低于试管A的支管口处。收集含乙酸的馏分。
(3)烧杯B的作用类似于水浴加热,可使试管A内的反应液均匀受热发生反应,使生成的乙酸变成蒸气进入试管C;由于第二阶段时要将乙酸蒸馏出来,所以B中液体的沸点应超过117.9℃,所以可选用乙二醇或甘油。
(4)乙醛溶液显中性,乙酸溶液显酸性,可利用这一原理设计实验来检验有无乙酸生成。方法一:将少量碳酸氢钠粉末,放入一个洁净的试管中,加入少量试管C中的液体,若有气体产生,则说明试管C中含有产物乙酸;方法二:把一块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取试管C内的液体,点在pH试纸中部;试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH,进而说明是否有乙酸生成。
【评注】重视考创新思维能力是实验题命题的一种变化趋势。这道题的(2)问中温度计在两个阶段中所起的作用不同很有新意;第(3)问中要求解题者以水浴加热为起点进行迁移;第(4)问,可以有多种不同的方法;回答这几问都需要有一定的创新思维能力。
【试题4】在一次学生实验中,学生用铝片分别跟稀盐酸、稀硫酸反应,发现铝片跟稀盐酸反应现象非常明显,而跟稀硫酸却几乎不反应。这和课本上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氢气”不一致,是什么原因呢?是试剂出了问题吗?为了寻找原因,某学生在教师指导下重新用分析纯浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液,然后加入0.1×10×25mm、纯度≥99.5%的铝片验证是否确实存在上述现象,实验结果如下表:
无论是用1.5mol·L[-1]H[,2]SO[,4]还是用3mol·L[-1]H[,2]SO[,4]的稀硫酸,均无明显反应现象。其结论还是与教材的叙述不相符合。
(1)为了探究“铝跟稀盐酸、稀硫酸反应的差异原因”,你能对问题的答案作出哪些假设(或猜想)?
假设一:____________________;
假设二:____________________。
(2)为了论证上述假设,你设计的实验方案是:(探究过程)__________________。
【简析】铝片跟非氧化性酸溶液反应实质上是Al跟H[+]的反应,稀盐酸、稀硫酸都是非氧化性酸,理论上讲铝跟c(H[+])相等的稀盐酸或稀硫酸的反应速率应该相等。但根据实验事实,铝分别在3mol·L[-1]HCI、1.5mol,L[-1]H[,2]SO[,4]溶液中反应现象明显不同,可能是跟溶液中H[+]所处的环境不同有关(如阴离子的不同),由此入手可作出如下假设:
假设一:Cl[-]能促进金属铝跟H[+]的反应;
假设二:SO[2-][,4]对H[+]跟金属铝的反应起阻碍作用。
(2)可加入NaCl、Na[,2]SO[,4]等其他含Cl[-]、SO[2-][,4]离子的中性盐来进行验证。实验方案为:
【评注】以化学实验为载体考查科学探究能力是化学实验题命题的一种新趋向。这道试题以学生常见的化学实验为素材设置“异常现象”作为问题的情景,要求学生作出假设与猜想,制定实验方案,目的是考查科学探究能力。要说明的是,实验的结论比较复杂,学生不一定能得出,但这不是本题考查的目的。
【试题5】某学生欲测定味精中食盐的含量。
(1)下面是该学生所做的有关实验步骤,请填写所缺的实验步骤②和④。
①称取某牌号的袋装味精样品5.0g,并溶于蒸馏水。
②________________________。
③过滤。
④________________________。
⑤将沉淀烘干、称量,测得固体质量为2.9g。
(2)根据上述实验步骤回答下列有关问题:
①过滤操作所需要的仪器有_______________。
②检验沉淀是否洗净的方法是_____________。
③烘干沉淀应采取的方法是()。
A.低温烘干B.高温烘干
C.利用太阳能烘干
④若味精包装上标注:“谷氨酸单钠含量≥80%,NaCl含量≤20%”,则此样品是否符合产品标示的质量分数___________(填“符合”或“不符合”)。
(3)若有甲、乙两学生分别做了这个实验,甲学生认真地做了一次实验,就取得了实验数据;乙学生认真地做了两次实验,取两次数据的平均值作为实验的测定数据,你认为哪一位学生的方法更合理?请简述你的理由。
【简析】(1)实验目的是测定氯化钠的含量,显然以测定Cl[-]最好,所以可考虑将氯化钠转化为氯化银来进行测定。
②加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,使沉淀完全;
④用蒸馏水反复洗涤沉淀多次。
(2)联系过滤、沉淀洗涤等基本操作就可回答。
①仪器有:烧杯、漏斗、铁架台(带铁圈)、玻璃棒、滤纸。
②取少许洗出液,向其中加入稀盐酸,若无沉淀或浑浊出现,证明沉淀已洗净。
③氯化银见光、受热易分解,所以应在低温下烘干,选A。
④2.9g AgCl相当于有1.2g NaCl,所以所测样品中氯化钠的质量分数为23.6%,不符合产品标示的质量分数。
(3)类似于中和滴定实验,定量测定实验都应重复测定2~3次,再计算出平均值,以排除偶然因素造成的实验误差,使实验误差保持在允许范围之内。所以,乙学生更合理。
【评注】实际问题、定量实验、定量分析都是中学化学中的难点,三者结合起来更具挑战性,从中可以考查准确分析问题的能力。