谈高考设计实验题的解题思路

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1、谈高考设计实验题的解题思路尹志勇高考考试说明中理综科对于考生有关于设计和完成实验的能力要求。具体地讲包括：（1）独立完成实验的能力。（2）能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。在化学科中考查学生实验动手能力的重要题型之一是设计实验题，也就是创新实验题。考试说明化学科部分明确要求“根据实验试题要求，设计基本实验方案”以及各种基础知识与“技能的综合应用”。下面就以一些精辟的高考题为例探讨一下创新实验题的解题思路及要求。【例1】（1995）现有一定量的含有Na2O

2、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Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol/L盐酸和蒸馏水）。请填写下列空白：（1）写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式。；（2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号）（3）所选用装置的连接顺序是（填写各接口的字母；连接胶管省略）。〖解析〗测定某物质的纯度，无非是分离出纯净物或用另一物质去进行替代换算而得结果。此题显然很容易使考生想到将Na2O2去释放出O2，通过排水法测定其体积再换算成Na

3、2O2的质量。从考察方式上看，此题仅限于原理分析以及设计相关实验装置。如果单纯从药品上看，又很容易让人想到先用CaCO3与浓盐酸去反应制取CO2，接着用CO2与Na2O2反应释放出O2，最后将O2去排水以测出其体积。原理如此，当然可以确定装置了。用⑤制取CO2，用②对CO2进行干燥，再通过⑥与Na2O2反应释放出O2。用⑦吸收掉未反应的CO2，最后的O2通入①中排出水用④承接。表面上看这个方法无懈可击。但仔细琢磨却发现有问题。在用②对CO2干燥时，水蒸气固然被吸收了，但浓盐酸所挥发出的HCl呢？而HCl的存在会不会

4、对实验有影响呢？分析结果表明，它没有影响。再进一步分析发现水蒸汽的存在也没有影响。既然如此，我们何不直接用水去做这个实验呢？当然，原理就会改变，装置随之也改变。至此，我们会发现，按照这样的原理所设计的装置将是最简单的,而这正是题目中所要求的——“最简单的实验”。这道题不仅考查考生解决问题的能力而且还考查考生用最科学、最简单的方法解决问题的能力。这就要求考生平时要养成严密思维的习惯。〖答案〗（1）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；Na2O+H2O=2NaOH（2）⑤①④（3）（G）接（A），（B）接（F）【例

5、2】（2002）制取氨气并完成喷泉实验（下图中夹持装置均已略去）。（1）写出实验室制取氨气的化学方程式。（2）收集氨气应使用法，要得到干燥的氨气可选用做干燥剂。（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是该实验的原理是（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。答：〖解析〗关于氨气的实验室制法无需累述。而此题的新意在于第（4）问，它将一个最常见的喷泉实验进行了深挖掘。如果对于喷泉实验的基本原理没有真正吃透，要想做出此题倒真的有一定难度。形成喷泉的原理其实就是要形成压强差。基于此，

6、我们可以设想：如果像第一套装置那样，想办法使烧杯中的水进入圆底烧瓶将氨气溶解一部分，那一定可以形成喷泉。于是有考生想到用冷水（或冰水）淋在烧瓶上，则烧瓶内气压下降，外部大气压将可以将水压上去。正该如此！而另外有考生想到，按照检查装置气密性的方法，用手（或热毛巾）捂住烧瓶，烧瓶中气压将增大，氨气将玻璃导管中的空气压出直至与水接触从而有大量溶解，将手（或热毛巾）移走，则烧瓶内气压必然下降而形成喷泉。这也非常正确。不过，在正确分析了原理之后，如果没有严谨做实验的习惯也不见得可以得分。比如，很多考生在正确回答原理时却没有将

7、止水夹打开的，这样也不能得分。这道题则要求考生在学习基础知识时要主动钻研，不要拘泥不化，一定要有创新精神，多问几个为什么：“如果那么”。同时像上题那样，严密思维还是必不可缺的。〖答案〗（1）2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O（2）向下排空气法；碱石灰。（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小。（4）打开夹子，用手将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。【例3】（1998）测量一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的

8、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、800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19g.cm-3）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品全部反应，产生的气体不超过100mL）（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）：①将称量后的合金样品用