前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的對應(yīng)用化學(xué)的認(rèn)識和理解主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
一、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程存在的問題
應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)決定了其對物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容深度、廣度和綜合度的要求不同于材料、冶金、成型、環(huán)境、生物工程等其他專業(yè)。東北大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心為遼寧省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,為使學(xué)生能系統(tǒng)學(xué)習(xí)并掌握各種物理化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究方法,便于教師在教學(xué)過程中實(shí)時(shí)掌控實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和學(xué)習(xí)效果,實(shí)驗(yàn)中心為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)單獨(dú)開設(shè)了兩個(gè)學(xué)期的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,而且取得了豐碩的教學(xué)成果。
然而,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及社會對應(yīng)用化學(xué)專門化人才素質(zhì)要求的提高,過去曾經(jīng)被師生們樂道的一些優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)前的需求。表1中分別列出了過去和現(xiàn)在為東北大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過調(diào)査研究,我們發(fā)現(xiàn)過去制定的培養(yǎng)計(jì)劃主要存在以下兩個(gè)方面的問題。其一,由表1可以看出,大部分的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),研究性、綜合性實(shí)驗(yàn)較少。這顯然不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。其二,過去物理化學(xué)課程體系中理論課與實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)比例為2:1,即理論課課時(shí)是實(shí)驗(yàn)課的2倍。教學(xué)研究表明,雖然通過理論課的學(xué)習(xí),學(xué)生可以掌握較多的理論知識,但由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少,學(xué)生的動手能力較差,對實(shí)驗(yàn)室的各種基礎(chǔ)儀器設(shè)備的使用方法不能完全掌握,因此學(xué)生很難將所學(xué)到的各種實(shí)驗(yàn)知識融會貫通,這對其以后的學(xué)習(xí)和工作是十分不利的。而且由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少、內(nèi)容不新穎等問題,學(xué)生對物化實(shí)驗(yàn)課的重要性認(rèn)識不足,普遍存在重視理論課學(xué)習(xí)而輕視實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練的現(xiàn)象,缺乏主動學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)技能、掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)的積極性。因此,亟須對物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置進(jìn)行改革。
二、應(yīng)用化學(xué)專業(yè)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置改革
(一)增加封的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
為培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和提升學(xué)生的綜合素質(zhì),在東北大學(xué)教務(wù)處的大力支持下,根據(jù)培養(yǎng)科研拔尖創(chuàng)新人才的需要,我們重新修訂了應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱。大幅提高了實(shí)驗(yàn)課時(shí)在物理化學(xué)課程體系中的比例,將理論課和實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)比由原來的2:1調(diào)整為1:1;實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也由原來的12個(gè)增加到了現(xiàn)在的22個(gè),并允許學(xué)生選做其中的20個(gè)實(shí)驗(yàn)。原教學(xué)大綱中設(shè)置的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中屬于熱力學(xué)模塊的實(shí)驗(yàn)較多,而屬于電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)知識模塊的實(shí)驗(yàn)較少。在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn),由于學(xué)生對后兩個(gè)模塊中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目接觸較少,缺少理論聯(lián)系實(shí)際的機(jī)會,所以對相關(guān)知識掌握得不好。因此,在修訂物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí),除保留原有實(shí)驗(yàn)外,還增加了10個(gè)實(shí)驗(yàn)。其中包括熱力學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1個(gè),電化學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3個(gè),化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目5個(gè),界面與膠體化學(xué)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1個(gè)。增加了新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后,物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容在各個(gè)知識模塊間的分布變得更加合理。通過物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅能加深對理論知識的理解,還能開拓視野,提升綜合運(yùn)用理論與實(shí)驗(yàn)知i只的能力。
(二)政革與膝方蚩
除了增加新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以外,我們還對原來的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),以使實(shí)驗(yàn)方案更加合理。例如“表面張力和接觸角的測定”實(shí)驗(yàn),原來的實(shí)驗(yàn)方案是通過測定毛細(xì)管的半徑和水壓計(jì)的壓差值,再利用氣泡最大壓力法中表面張力的基本公式計(jì)算出水的表面張力。這種實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較單一,學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣不高。通過反復(fù)的測試和調(diào)整,我們將實(shí)驗(yàn)方案修改為測定一系列濃度不超過O.lmoPL-1的正丁醇水溶液的界面張力,再根據(jù)吉布斯吸附公式計(jì)算溶液表面的吸附量以及正丁醇的橫截面積。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)整后,學(xué)生普遍反映對界面張力的性質(zhì)、表面自由能的意義以及界面張力和吸附的關(guān)系了解得更透徹了。再例如“冰點(diǎn)下降測分子量”實(shí)驗(yàn),原來的實(shí)驗(yàn)方案是分別測定水和濃度為0.3%的尿素水溶液的凝固點(diǎn),再計(jì)算出尿素的分子量。由于尿素溶液濃度比較小,雖然選擇的溶液滿足稀溶液的條件,但測出的水與尿素溶液的凝固點(diǎn)之差不明顯。為了加深學(xué)生對溶液凝固點(diǎn)降低這一概念的理解,提高學(xué)生對這個(gè)物理化學(xué)現(xiàn)象對人們生產(chǎn)生活所產(chǎn)生影響的認(rèn)識,經(jīng)過多次對比實(shí)驗(yàn),我們最終確定將實(shí)驗(yàn)中所用的尿素溶液濃度提高到1%,從而使測得的凝固點(diǎn)降低值達(dá)到0.3尤左右,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,獲得比較好的實(shí)驗(yàn)效果,達(dá)到了預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
(三)重組實(shí)驗(yàn)內(nèi)象
針對物理化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)和應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的需要,我們對一些物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整。保留并整合了一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以培養(yǎng)學(xué)生的基本操作能力。同時(shí)也拓展了一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,將不同的知識點(diǎn)聯(lián)系在一起,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能靈活運(yùn)用所學(xué)的物理化學(xué)知識。例如在新增加的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“臨界膠束濃度的測定”中,除了用電導(dǎo)法測定不同濃度的十二烷基磺酸鈉的電導(dǎo)率以確定其臨界膠束濃度外,還增加了臨界膠束濃度的另一種測定方法--界面張力法--的內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生們采用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方法確定相同表面活性劑體系的臨界膠束濃度,加深了對表面活性劑溶液性質(zhì)的理解,同時(shí)還對兩種不同的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了實(shí)際操作和比較。再例如在“原電池電動勢的測定”實(shí)驗(yàn)中,我們采用電位差綜合測試儀取代了原來使用的電位差計(jì)和檢流計(jì),顯著縮短了實(shí)驗(yàn)過程中儀器調(diào)試占用的時(shí)間,并增加了新的內(nèi)容以充分利用這些節(jié)余下來的寶貴時(shí)間。經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重新設(shè)計(jì)和組合,學(xué)生在測定了以銅/硫酸銅為半電池構(gòu)造成的原電池電動勢后,還可以繼續(xù)測定不同溫度和不同濃度的硫酸銅水溶液對溶液電導(dǎo)率的影響,進(jìn)而分析對原電池電動勢產(chǎn)生的影響。因此,重組后的“原電池電動勢的測定”實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為一個(gè)綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn),而不再是一個(gè)簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。通過對這個(gè)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練,學(xué)生可以對理論課中學(xué)到的電化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識有比較全面且深入的理解。
(四)開設(shè)物理化學(xué)大型綍合性賣鹼
為培養(yǎng)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)和科研能力,從2003年開始,我們又將物理化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與教師科研成果相結(jié)合,面向應(yīng)用化學(xué)專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)了一套大型綜合性實(shí)驗(yàn)--聚苯胺的制備、表征及性能測試。這個(gè)大型綜合性實(shí)驗(yàn)總共包括6個(gè)子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:聚苯胺的化學(xué)法制備、聚苯胺摻雜-反摻雜性能研究、聚苯胺的電化學(xué)法制備及電化學(xué)性能測試、聚苯胺電化學(xué)催化性能研究、聚苯胺氣敏性研究、聚苯胺在不同PH值的酸溶液中的電化學(xué)響應(yīng)。學(xué)生完成這個(gè)大型綜合性實(shí)驗(yàn)需要24學(xué)時(shí)。在實(shí)驗(yàn)前,我們要求學(xué)生獨(dú)立査閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并設(shè)計(jì)出完整的實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)與指導(dǎo)教師討論確認(rèn)后,才能通過網(wǎng)上預(yù)約確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間并進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在獨(dú)立完成全部子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后,應(yīng)按照通用的學(xué)術(shù)研究報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)寫出綜述報(bào)告,并對實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象及出現(xiàn)的問題開展分組討論。數(shù)年的實(shí)踐結(jié)果表明,這項(xiàng)綜合實(shí)驗(yàn)的設(shè)置,不僅使學(xué)生熟悉了多種電化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備(例如,四探針電導(dǎo)率測試儀、電化學(xué)工作站以及CHI軟件)的使用方法,還對導(dǎo)電有機(jī)高分子材料有了一定的了解,有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識、獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力,并為學(xué)生將來從事科研工作打下了基礎(chǔ)。
三、課程設(shè)置改革后的成效
近幾年來,通過對物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不斷研究和改革,不僅提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動和積極性性,而且培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。實(shí)踐證明,重新設(shè)置后的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程有助于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力,對培養(yǎng)科研拔尖創(chuàng)新人才有重要意義。
分析化學(xué)是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的四大基礎(chǔ)課程之一,分析化學(xué)基本理論的學(xué)習(xí)是分析化學(xué)課程的基石,也為分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)提供理論指導(dǎo)。但目前獨(dú)立學(xué)院分析化學(xué)理論課的教學(xué)存在一些問題,例如:(1)教學(xué)內(nèi)容多但課時(shí)少,學(xué)生很難在有限的課時(shí)內(nèi)掌握分析化學(xué)的全部基礎(chǔ)理論;(2)教學(xué)模式上仍然主要采用“老師教學(xué)生學(xué)”的模式,學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)的意識和能力;(3)教學(xué)方法上雖然大部分學(xué)校都采用了多媒體教學(xué),但很多多媒體課件僅僅是將書本的內(nèi)容搬到屏幕上,仍然無法充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[2]。鑒于此,我們從教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)模式和教學(xué)方法三個(gè)方面對獨(dú)立學(xué)院分析化學(xué)的理論教學(xué)進(jìn)行了改革。
1.1調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ),突出重點(diǎn)
以我校獨(dú)立學(xué)院芙蓉學(xué)院為例,分析化學(xué)課程使用的教材是武漢大學(xué)編寫的《分析化學(xué)》第五版,教學(xué)內(nèi)容比較多,但是學(xué)時(shí)比較少,一般安排40左右的學(xué)時(shí)。我們根據(jù)不同專業(yè)的特點(diǎn)、就業(yè)需求和人才培養(yǎng)方案修改了教學(xué)大綱,對教學(xué)內(nèi)容作出了調(diào)整和側(cè)重。例如化學(xué)(教育)專業(yè)安排48個(gè)學(xué)時(shí),偏向基礎(chǔ)理論的講解,包括重要的公式都進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)也安排了48個(gè)學(xué)時(shí),但由于其包含工業(yè)分析、精細(xì)化工、環(huán)境化學(xué)三個(gè)偏應(yīng)用的方向,在教學(xué)時(shí)特意加入了一些和這些方向相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,例如環(huán)境水質(zhì)分析、礦物分析等等。而材料專業(yè)只安排36個(gè)學(xué)時(shí),因此結(jié)合材料專業(yè)的特點(diǎn)適當(dāng)刪減了一些內(nèi)容,例如重量分析和沉淀滴定以及質(zhì)量控制,同時(shí)將酸堿滴定、絡(luò)合滴定以及氧化還原滴定放在一起講述,橫向比較滴定突躍、滴定曲線及指示劑變色原理,而且對公式的推導(dǎo)減弱,重點(diǎn)加強(qiáng)公式的應(yīng)用。另外,有意加強(qiáng)了樣品采集及預(yù)處理、分離和富集相關(guān)方面的內(nèi)容。通過調(diào)整和優(yōu)化不同專業(yè)方向的教學(xué)內(nèi)容,在保留經(jīng)典化學(xué)分析內(nèi)容的基礎(chǔ)上,更加突出了專業(yè)性和實(shí)用性。
1.2改變教學(xué)模式,加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
“灌輸式”的教學(xué)模式是中國應(yīng)試教育的結(jié)果,這在初高中學(xué)習(xí)階段可能暫時(shí)還不能得到明顯改善,但大學(xué)教育和義務(wù)教育有著明顯的差別。由于大學(xué)課程多,每門課程課時(shí)少,因此往往一堂課要講幾個(gè)章節(jié)的內(nèi)容,篇幅上可能就是十幾頁甚至幾十頁。如果學(xué)生沒有進(jìn)行自主學(xué)習(xí),尤其是獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生本來學(xué)習(xí)基礎(chǔ)就差,僅靠課堂上老師幾十個(gè)課時(shí)的“灌輸”,往往只能學(xué)到一點(diǎn)皮毛,知其然不知其所以然,達(dá)不到較好的教學(xué)效果。因此,我們在理論教學(xué)中進(jìn)行了“引導(dǎo)式”教學(xué)模式的嘗試。在每個(gè)章節(jié)開始之前,先向?qū)W生拋出幾個(gè)與該章節(jié)知識點(diǎn)相關(guān)的問題,引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)尋找答案。在課堂教學(xué)時(shí),重要的知識點(diǎn),基本的原理方法還是由老師講授,再由學(xué)生回答拋出的問題。同時(shí),對于容易混淆的知識點(diǎn)和難以理解的知識點(diǎn),經(jīng)教師進(jìn)行巧妙引導(dǎo)后由學(xué)生通過討論后解決。另外,對于每一章的內(nèi)容由教師提出一個(gè)與之密切相關(guān)的分析課題,然后將學(xué)生分成5~10人(視班級人數(shù)而定)一組,要求學(xué)生在課后查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)完成課題并制作課件,每一章的最后一堂課留出10~20min左右的時(shí)間讓學(xué)生展示其課題完成情況。通過這樣“引導(dǎo)式”的教學(xué)模式,讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),帶著課題實(shí)踐,不僅大大提高了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,而且通過問題的思考和討論,使學(xué)生對知識點(diǎn)有更好的理解和吸收,通過課題的完成和匯報(bào),使學(xué)生對該章節(jié)的知識點(diǎn)進(jìn)行了擴(kuò)散和拓展,并鍛煉了其查閱文獻(xiàn),制作課件及語言表達(dá)等方面的能力。
1.3創(chuàng)新教學(xué)方法,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
傳統(tǒng)的教學(xué)方法主要以手寫板書為主,但在講解一些需要演示的內(nèi)容時(shí)受到限制。例如,吸光光度法一章講授分光光度計(jì)的構(gòu)造和檢測原理時(shí),如果使用多媒體教學(xué),將使學(xué)生獲得直觀的感知。然而,對于一些基本原理的講授,重要公式的推導(dǎo)等方面,如果使用多媒體教學(xué),反而使學(xué)生有走馬觀花的感覺。另外,對于每一種分析方法的應(yīng)用,如果僅僅是將書本上的文字搬到屏幕上,同樣起不到多媒體的教學(xué)效果,讓學(xué)生感覺索然寡味,提不起學(xué)習(xí)興趣。針對這樣一些情況,我們在教學(xué)方法和手段上面進(jìn)行了改革。對于每一章節(jié)知識點(diǎn)大綱務(wù)必在黑板上板書,并標(biāo)明重點(diǎn)難點(diǎn),這樣可以讓學(xué)生不僅對該章節(jié)知識點(diǎn)有個(gè)整體認(rèn)識,并且讓學(xué)生明確了學(xué)習(xí)重點(diǎn)。同時(shí),對于重要公式的推導(dǎo)務(wù)必在黑板上一步一步地板書,并且讓學(xué)生參與公式的推導(dǎo),使學(xué)生加深對公式的理解。對于一些儀器的構(gòu)造、曲線的繪制、顏色的變化等需要借助多媒體的內(nèi)容,盡量用多媒體課件進(jìn)行講解,使學(xué)生對知識點(diǎn)獲得直觀的、立體的、全方位的學(xué)習(xí)。另外,對于每個(gè)章節(jié)知識點(diǎn)的運(yùn)用尤其是分析方法的應(yīng)用,我們引入了“案例教學(xué)法”[3],使學(xué)生對所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際生活獲得直接的感知。例如氧化還原滴定一章關(guān)于重鉻酸鉀法測水質(zhì)化學(xué)需氧量(COD),教材上只用了幾行話介紹,而且停留在紙面上,學(xué)生難以理解掌握。我們以常德市穿紫河水質(zhì)分析為案例,介紹了常德市環(huán)保局在治理穿紫河水質(zhì)污染時(shí)測量COD的整個(gè)流程和方法手段,使學(xué)生對重鉻酸鉀法測定COD的原理及操作過程中的注意事項(xiàng)有了深入的理解和明確的認(rèn)識,而且也使學(xué)生認(rèn)識到了學(xué)習(xí)分析化學(xué)的實(shí)用性,調(diào)動和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)的興趣和積極性。
2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)
分析化學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)具有同等重要的地位,都是分析化學(xué)課程的重要組成部分。分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能使學(xué)生加深對理論知識的理解和掌握,更重要的是能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,鍛煉學(xué)生科學(xué)思維,提升學(xué)生綜合素質(zhì)。但目前獨(dú)立學(xué)院分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也存在一些問題,例如:(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊且與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié);(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式上仍以教師講述演示,學(xué)生照方抓藥為主;(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新。針對這些問題,我們對獨(dú)立學(xué)院分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行以下幾個(gè)方面的改革。
2.1更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,既強(qiáng)化基本實(shí)驗(yàn)技能,又培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)意識
針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊及與應(yīng)用脫節(jié)的問題,我們在原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的基礎(chǔ)上,以基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的必備基本技能為核心,結(jié)合化學(xué)化工類本科生畢業(yè)后可從事工作的崗位技能特點(diǎn),把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了更新和優(yōu)化,增加了與大學(xué)生畢業(yè)后工作崗位有關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如針對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)環(huán)境化學(xué)方向,我們增加了與環(huán)境監(jiān)測部門工作有關(guān)的常德市沅江水質(zhì)重金屬檢測的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生了解和掌握環(huán)保部門監(jiān)測工作的基本流程和方法[4]。又如,我們在開展學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的同時(shí),還適當(dāng)?shù)丶尤肓艘恍┡c教師的科研方向及產(chǎn)學(xué)研相關(guān)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如膠體金的制備及光度法表征實(shí)驗(yàn)[5]。通過更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生既對教師的科研方向和企業(yè)生產(chǎn)需求有一定的了解,也學(xué)到了相應(yīng)的專業(yè)技能,強(qiáng)化學(xué)了生對專業(yè)知識的應(yīng)用性和創(chuàng)新性的認(rèn)識,培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)意識。
2.2建立“研討式”
實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,既鞏固基礎(chǔ)知識,又培養(yǎng)分析問題解決問題的能力傳統(tǒng)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式大多采用教師講解及示范,學(xué)生聽講及練習(xí)的模式,學(xué)生完全處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài),做實(shí)驗(yàn)基本上是照著黑板上的步驟做一步看一步,遇到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)異常的情況完全搞不清原因,也無法動手解決,嚴(yán)重缺乏自主性和獨(dú)立思考問題解決問題的能力。針對此問題,我們建立了“研討式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,首先在每一次實(shí)驗(yàn)之前拋出與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的幾個(gè)問題,促使學(xué)生通過預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)找到答案;其次在教師講授每次實(shí)驗(yàn)時(shí)和學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及可能出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行研討,分析每一步為什么要這么做,為什么會出現(xiàn)這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,如果出現(xiàn)了其他的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能是哪里出了問題,等等;最后對于每次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須要有結(jié)果討論部分,有對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。而且,我們將這些提問和分析納入考核中并占有較大的比例。這樣不僅可以促使學(xué)生更加自主地學(xué)習(xí),而且也培養(yǎng)了學(xué)生思考問題分析問題解決問題的能力。
2.3革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣
在“研討式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的大框架下,為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,我們針對獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法也進(jìn)行了相應(yīng)的革新,總結(jié)為“教師講授演示,學(xué)生合作學(xué)習(xí)”,體現(xiàn)為“教”與“學(xué)”兩個(gè)方面。在“教”的方面除了研討式的講授以外,必要時(shí)借助多媒體對一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行演示。多媒體一般運(yùn)用在理論教學(xué)方面,但我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很多情況下也可以運(yùn)用多媒體。例如我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生在做碘量法測銅鹽中銅含量的實(shí)驗(yàn)時(shí),對終點(diǎn)的判斷常常不能肯定,為此我們將教師的演示實(shí)驗(yàn)錄像,通過幻燈片演示使學(xué)生對該實(shí)驗(yàn)的顏色變化和終點(diǎn)判斷有了直觀的認(rèn)識,學(xué)生在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)就有了更好的把握,從而增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)興趣。而在“學(xué)”的方面實(shí)行合作學(xué)習(xí),將一個(gè)教學(xué)班分成幾個(gè)組,教師在準(zhǔn)備分析樣品的時(shí)候特意使其含量不同,要求每個(gè)組在實(shí)驗(yàn)總的方法框架下設(shè)計(jì)該組具體的實(shí)驗(yàn)方案,同時(shí)讓每個(gè)組統(tǒng)籌安排分工合作,一起完成該實(shí)驗(yàn)[6]。這樣不僅鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題的能力,而且增強(qiáng)了學(xué)生分工協(xié)作的“團(tuán)隊(duì)精神”。
3加強(qiáng)條件建設(shè)
分析化學(xué)學(xué)科的發(fā)展離不開良好的教學(xué)條件,然而許多地方高校獨(dú)立學(xué)院尤其是新升的本科院校獨(dú)立學(xué)院,在教學(xué)條件上存在很多劣勢,有些獨(dú)立學(xué)院完全依靠母體的教學(xué)資源。即便如此,在分析化學(xué)學(xué)科教學(xué)條件上仍然達(dá)不到應(yīng)有要求,表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入不足,實(shí)驗(yàn)條件落后;教學(xué)隊(duì)伍結(jié)構(gòu)不合理,人員不穩(wěn)定[7]等。針對這些問題,我院近年來從硬件和軟件兩個(gè)方面對分析化學(xué)學(xué)科的教學(xué)條件進(jìn)行了大力建設(shè),教學(xué)效果改善明顯。
3.1硬件上加大經(jīng)費(fèi)投入,改善教學(xué)條件
依靠我院應(yīng)用化學(xué)十二五重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科經(jīng)費(fèi)及中央財(cái)政的撥款,大力加強(qiáng)基礎(chǔ)化學(xué)各學(xué)科(包括分析化學(xué))教學(xué)條件的建設(shè),增加了多媒體教室的數(shù)量,補(bǔ)充了一大批分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的儀器及耗材,例如分析天平,分光光度計(jì),滴定管等,基本做到了人手一套儀器耗材,讓每個(gè)學(xué)生都能夠在有限的課堂時(shí)間內(nèi)熟練儀器的使用原理和規(guī)范操作。為了便于學(xué)生理解和掌握各類儀器的使用原理和規(guī)范操作,我們還在多媒體輔助課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上,開發(fā)了分析天平使用、分光光度計(jì)檢測原理和使用規(guī)范等一系列的適用于實(shí)踐教學(xué)的課件和軟件,使學(xué)生在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之前對實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容有所了解,在進(jìn)實(shí)驗(yàn)室之后對實(shí)驗(yàn)儀器能夠進(jìn)行規(guī)范操作。
3.2軟件上引進(jìn)高學(xué)歷人才,穩(wěn)定教學(xué)隊(duì)伍
近年來我院為了組建結(jié)構(gòu)合理的分析化學(xué)教學(xué)隊(duì)伍,在學(xué)校人才引進(jìn)政策的大力支持下,先后引進(jìn)了985高校分析化學(xué)專業(yè)的兩名優(yōu)秀博士。同時(shí),針對分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備人員流動性大的現(xiàn)狀,芙蓉學(xué)院還特別招聘了具有分析化學(xué)碩士學(xué)位的專職老師擔(dān)任實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。這樣就在原有教師隊(duì)伍的基礎(chǔ)上形成了一支年齡、學(xué)歷、職稱結(jié)構(gòu)合理的穩(wěn)定的專業(yè)教師隊(duì)伍。
4結(jié)語
[關(guān)鍵詞]化學(xué)用語;興趣;學(xué)習(xí)效率
1、化學(xué)用語的讀寫不規(guī)范。初中化學(xué)元素的名稱大多是一些不常見的字,學(xué)生多數(shù)不認(rèn)識,書寫也較難。有些學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正,對不會讀的元素不查也不問,導(dǎo)致不會讀也不會寫;化學(xué)式、學(xué)化學(xué)方程式的讀法沒有掌握方法和技巧,書寫出錯(cuò)就更多,致使學(xué)生難以掌握。相對應(yīng)的元素符號的書寫也存在較大的問題,部分學(xué)生連英語字母大小寫的書寫所占位置都分不清,有些字母的寫法也不規(guī)范?;瘜W(xué)式、化學(xué)方程式與元素符號的書寫密切相關(guān),元素符號書寫不規(guī)范,化學(xué)式、化學(xué)方程式的書寫就不規(guī)范,甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤。
2、不能很好地理解化學(xué)用語的意義,學(xué)習(xí)枯燥,效率低。多數(shù)農(nóng)村初中生各方面素質(zhì)相對不佳,再加上概念也較抽象,因此他們對元索符號、化學(xué)式、化學(xué)方程式的意義很難理解。如果教師教法不當(dāng),時(shí)間一長,學(xué)生身心疲憊,就會感到枯燥。如此,學(xué)習(xí)和記憶化學(xué)用語的興趣就會大打折扣,導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率低。
3、應(yīng)用化學(xué)用語解決問題的能力低。由于學(xué)生對化學(xué)用語的基本意義理解不好,且與其它基本概念、基本理論等知識的聯(lián)系較差,所以在利用化學(xué)用語解決問題時(shí)就會出現(xiàn)能力不高。
筆者根據(jù)初中化學(xué)教材(人教版)特點(diǎn)和農(nóng)村初中學(xué)生接受能力情況,對農(nóng)村初中化學(xué)用語的教學(xué)作點(diǎn)淺談。
一、建立化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)習(xí)效率
學(xué)生剛接觸化學(xué),對新學(xué)科有一種神秘感和求知欲,對接觸的化學(xué)實(shí)驗(yàn)有濃厚的學(xué)習(xí)興趣,這是教師可以利用初學(xué)時(shí)建立起來的學(xué)習(xí)興趣,把抽象難懂的、枯燥乏味的化學(xué)用語分散到每一節(jié)課中,有計(jì)劃地采用適合的方法讓學(xué)生輕松學(xué)習(xí),從而進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)用語的興趣。例如元素符號、化學(xué)式的寫法和名稱的讀法,是初學(xué)者的難點(diǎn),學(xué)生往往會把這些符號當(dāng)成是“英語單詞”,死記硬背,效果不好。在學(xué)習(xí)常見元素時(shí)教師可以設(shè)計(jì)情境,讓學(xué)生進(jìn)入生活中去學(xué)習(xí),如補(bǔ)鐵、補(bǔ)鈣、補(bǔ)典等,從這些情境中學(xué)習(xí)元素及它們的符號。還可以把常見的元素、化學(xué)式的符號寫在卡片上,上課時(shí)讓學(xué)生認(rèn)識并照樣子書寫,做到經(jīng)常檢查鞏固。筆者還嘗試從緒言開始,把常見元素編成順口溜,即一到二十號,氫氦鋰鈹硼,碳氮氧氟氖,鈉鎂鋁硅磷,硫氯氬鉀鈣;其它雜記號,鐵銅金銀汞,鋅鈦鋇澳碘,并把它們的符號寫在相應(yīng)的下面,讓學(xué)生把它當(dāng)作課外作業(yè)熟記。還有常見元素化合價(jià)、金屬活動順序表等都可采用編順口溜或?qū)懗身嵳Z的方法,讓學(xué)生簡化記憶,收到了良好的效果。
二、嚴(yán)格要求。端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,規(guī)范教學(xué)。循序漸進(jìn)
在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對化學(xué)用語的讀寫不規(guī)范時(shí),應(yīng)及時(shí)正確糾正,學(xué)生養(yǎng)成了不良習(xí)慣后再糾正比學(xué)習(xí)新的知識更難。因此,教師在教學(xué)應(yīng)首先做到一絲不茍,書寫規(guī)范正確,批改作業(yè)嚴(yán)肅認(rèn)真。教學(xué)方法要靈活多變,盡量達(dá)到每節(jié)課生動活潑,以保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。初中化學(xué)用語的教學(xué)時(shí)一項(xiàng)長期的工作,不能超之過急,應(yīng)循序漸進(jìn),根據(jù)教材知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn),化學(xué)用語的教學(xué)分三個(gè)層次:首先,打好元素符號、原子團(tuán)、原子離子結(jié)構(gòu)示意圖等基礎(chǔ),這一層次,教師必須讓學(xué)生熟悉掌握該層次的學(xué)習(xí)以實(shí)記水平為主。其次,化學(xué)式的教學(xué),這是第一層次的基礎(chǔ)上運(yùn)用一些方法和技能來學(xué)習(xí)化學(xué)式的讀寫方法,從而更好讓學(xué)生掌握化學(xué)式的內(nèi)在意義。這一層次的教學(xué)與化學(xué)基本概念、基本理論、元素化合物知識密不可分。最后,化學(xué)方程式的教學(xué),不僅建立在前兩層的基礎(chǔ)上,而且對質(zhì)量守恒定律的內(nèi)容也要求掌握透徹。因?yàn)榛瘜W(xué)方程式教學(xué)效果的好壞,關(guān)鍵在于配平的水平。這一層次的教學(xué)應(yīng)側(cè)重讓學(xué)生理解和應(yīng)用。
三、加強(qiáng)化學(xué)用語的理解,提高利用化學(xué)用語解決問題的能力
了解化學(xué)用語表示的意義是學(xué)好化學(xué)用語的關(guān)鍵,學(xué)生不僅要能讀寫化學(xué)用語,更重要的是掌握化學(xué)用語的意義。如見到CO2這個(gè)化學(xué)式時(shí),要知道他表示的意義有以下幾個(gè)方面:1、表示二氧化碳這種物質(zhì);2、表示一個(gè)二氧化碳分子;3、表示一個(gè)二氧化碳分子中含有1個(gè)碳原子和2個(gè)氧原子。這樣使枯燥的CO2分子變成了既有宏觀又有微觀,既有定性又有定量的事實(shí),加強(qiáng)了化學(xué)式的理解。
總之,化學(xué)用語是學(xué)習(xí)初中化學(xué)知識的紐帶,也是串聯(lián)化學(xué)知識的繩索,讓學(xué)生學(xué)好化學(xué)用語是學(xué)好化學(xué)成功的一半。為此,教師要培養(yǎng)學(xué)生始終保持濃厚的興趣,嚴(yán)格要求,多練多用,循序漸進(jìn),掌握好化學(xué)用語,從而為學(xué)好化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]彭輝中學(xué)化學(xué)語言的初步研究2007
[2]江會照從“首因效應(yīng)”看化學(xué)課堂教學(xué)的規(guī)范性[期刊
論文]―化學(xué)教學(xué)2006(08)
關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);現(xiàn)代化;傳感實(shí)驗(yàn)
文章編號:1005–6629(2013)11–0003–04 中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B
3.3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化
歷史啟示我們,在討論化學(xué)實(shí)驗(yàn)及其裝備的現(xiàn)代化時(shí),不能離開研究的問題,不能離開具體的化學(xué)內(nèi)容。要實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)及其裝備的現(xiàn)代化,必須恰當(dāng)?shù)剡x擇實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容,協(xié)調(diào)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的時(shí)代性、基礎(chǔ)性和選擇性,必須做到:
(1)協(xié)調(diào)好實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)的關(guān)系。
要盡量注意實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與理論教學(xué)內(nèi)容的相互聯(lián)系;實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)與理論教學(xué)課時(shí)應(yīng)該有合理的比例;在學(xué)業(yè)測量中,實(shí)驗(yàn)考查內(nèi)容與理論考查內(nèi)容也應(yīng)該有合理的比例。
(2)反映化學(xué)的基本問題和現(xiàn)代特點(diǎn),解決好基礎(chǔ)性與時(shí)代性的矛盾。
化學(xué)的基本問題是物質(zhì)的組成問題、結(jié)構(gòu)問題和化學(xué)反應(yīng)(關(guān)系)問題,它們在基礎(chǔ)化學(xué)中應(yīng)該占有主體地位。另一方面,現(xiàn)代化學(xué)的視野大大擴(kuò)展,對物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識也有了很大發(fā)展,關(guān)注比原子和一般分子復(fù)雜得多的物質(zhì)系統(tǒng)的功能和過程調(diào)控,這些內(nèi)容也應(yīng)該得到適當(dāng)?shù)姆从场?/p>
(3)突出未來社會公民需要具備的實(shí)驗(yàn)意識、知識和技能。
現(xiàn)代社會是化學(xué)化的社會,現(xiàn)代社會的公民必須具備必要的化學(xué)知識、技能,需要具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)意識,否則在面臨跟化學(xué)有關(guān)的問題時(shí)就難以作出正確的決策。在這方面,基礎(chǔ)教育化學(xué)課程承擔(dān)著重要的責(zé)任,需要重視和開展有關(guān)的研究。
(4)解決好純粹化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)的矛盾。
在教材的編寫方面,目前“由生活到化學(xué),由化學(xué)到社會”似乎成了主導(dǎo)模式。由此會涉及大量的應(yīng)用性內(nèi)容,會產(chǎn)生基礎(chǔ)性與應(yīng)用性的矛盾、純粹化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)的矛盾,需要妥善解決好。
(5)解決好知識技能教學(xué)與興趣培養(yǎng)的關(guān)系。
對化學(xué)探究的興趣、內(nèi)在的動機(jī)和需要,是學(xué)生主動學(xué)習(xí)化學(xué)、學(xué)好化學(xué)的最有效的動力。因此,化學(xué)教學(xué)內(nèi)容要結(jié)合現(xiàn)代學(xué)生的特點(diǎn),充分考慮培養(yǎng)、激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣等內(nèi)在動力的需要,安排有利于培養(yǎng)、發(fā)展和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
(6)解決好系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性與個(gè)別性、零散性的矛盾。
化學(xué)研究對象本來就具有個(gè)別性特點(diǎn)[1],新課程對應(yīng)用性的強(qiáng)化,以及教科書的應(yīng)用性內(nèi)容和課題式編寫,使得教學(xué)內(nèi)容的零散性更為突出,系統(tǒng)性大受影響,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更是如此,給教與學(xué)都帶來很大困難,多年來微詞、批評不絕于耳。針對這個(gè)問題,化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的現(xiàn)代化還應(yīng)該妥善地確定主線,注意解決好系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性與個(gè)別性、零散性的矛盾,努力建立、加強(qiáng)、改進(jìn)其系統(tǒng)性。
解決好各種矛盾、協(xié)調(diào)好各種關(guān)系不是一件容易的事,需要做出艱苦的努力。大體上看,主要的途徑有:
①通過課程模塊的設(shè)置解決有關(guān)矛盾、協(xié)調(diào)各種關(guān)系。
②通過地方課程和校本課程的設(shè)置解決有關(guān)矛盾、協(xié)調(diào)各種關(guān)系。
③通過增加選做和閱讀內(nèi)容解決各種矛盾、協(xié)調(diào)有關(guān)關(guān)系。
④設(shè)置若干系列實(shí)驗(yàn)。
這4條途徑應(yīng)該同時(shí)使用,相互配合。
當(dāng)前可以研究和設(shè)置的系列實(shí)驗(yàn)有啟蒙實(shí)驗(yàn)系列、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)研究系列、探究實(shí)驗(yàn)系列、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)系列、綠色實(shí)驗(yàn)系列、生活化實(shí)驗(yàn)系列等等。
3.4 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法現(xiàn)代化
在學(xué)校建立化學(xué)教育之前,化學(xué)人才的培養(yǎng)主要是在化學(xué)家的作坊式實(shí)驗(yàn)室中以師-徒傳授的方式實(shí)現(xiàn)的,沒有正式的授課活動,學(xué)徒在完成實(shí)驗(yàn)操作任務(wù)的過程中一邊摸索,一邊體會,一邊閱讀有關(guān)書籍,一邊向“師傅”請教。17世紀(jì)末,歐洲的大學(xué)中開始有了教授化學(xué)的教授并且出現(xiàn)“講壇實(shí)驗(yàn)”表演。到了19世紀(jì)初,一些卓越的化學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里講授化學(xué)課程。后來,又出現(xiàn)了專供教學(xué)用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。例如,李比希(Justus von Liebig,1803~1873)認(rèn)為,“學(xué)習(xí)化學(xué)的真正中心點(diǎn)在于實(shí)際工作”,只有在實(shí)驗(yàn)室里才能培養(yǎng)出名副其實(shí)的化學(xué)家。1824年,他想方設(shè)法把一座廢棄的營房改建成供教學(xué)用的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,對學(xué)生系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練:大學(xué)生們先是學(xué)習(xí)定性分析和定量分析,然后再搞無機(jī)合成,提取天然產(chǎn)物,最后,在畢業(yè)之前進(jìn)行獨(dú)立的研究工作。通常總是由李比希提出一個(gè)重大問題,讓學(xué)生們各自從不同方面進(jìn)行研究。學(xué)生們的實(shí)驗(yàn)研究取得了不少引人注目的好成果。李比希用這種方法培養(yǎng)出了許多優(yōu)秀的化學(xué)家,李比希的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為各國青年化學(xué)家所向往[2]。
19世紀(jì)后半期,自然科學(xué)課程的地位在歐洲得到了提高。在赫胥黎(英,T.H.Huxley,1825~1875)、斯賓塞(英,H.Spencer,1820~1903)等人極力主張的影響下,化學(xué)也成為中學(xué)的一門課程。不僅實(shí)科中學(xué)開設(shè)了自然學(xué)科,古典中學(xué)也增設(shè)了自然科學(xué)課程。自此,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)開始形成。當(dāng)時(shí),歐洲研究化學(xué)教學(xué)的專家,例如德國的阿倫德(R.Arendt,1828~1902)、奧斯特華德(W.Ostwald,1853~1932)、英國的阿姆斯特朗(H.Armstrog,1848~1937)等都非常重視實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)中的作用。阿姆斯特朗認(rèn)為自然科學(xué)中最珍貴的是它的科學(xué)方法,方法的教學(xué)應(yīng)該成為自然科學(xué)教學(xué)的基本任務(wù);學(xué)校必須有一個(gè)以上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)室,盡量造成好像是首次研究某問題的情境,把化學(xué)教學(xué)時(shí)間的大部分用于讓學(xué)生獨(dú)立地實(shí)驗(yàn),以誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)原理和原則,學(xué)會科學(xué)思維方法。這種方法最先施行于英國中等學(xué)校。阿姆斯特朗的“實(shí)驗(yàn)室教學(xué)法”,受到大英協(xié)會化學(xué)教學(xué)法委員會贊同。后來,法、德、美各國也先后效仿而一時(shí)風(fēng)行于歐美乃至于其他地區(qū),產(chǎn)生很大的影響,對于中學(xué)普遍建立學(xué)生用化學(xué)實(shí)驗(yàn)室并開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)起了積極的推動作用。
在這以后,化學(xué)教學(xué)方法逐漸分化為教室教學(xué)法(課堂教學(xué)法)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)法兩大類型,化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為中學(xué)化學(xué)教學(xué)活動的一部分。到了20世紀(jì)之后,這兩類方法逐步呈現(xiàn)相互配合、相互滲透的趨勢,化學(xué)實(shí)驗(yàn)成為中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)和有機(jī)組成部分并且逐步出現(xiàn)多種形式。但是,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探究性在我國逐漸淡化,被讀經(jīng)講經(jīng)式的傳統(tǒng)教育改造。
隨著建構(gòu)主義思潮在我國的日益?zhèn)鞑?,以基礎(chǔ)教育課程改革為契機(jī),探究教學(xué)在我國日益受到重視。但是,這僅僅是探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法在我國的“回歸”或者甚至是初步“涉足”,它是不是能夠在我國“站穩(wěn)腳跟”、長期堅(jiān)持,還要經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn),切不可以掉以輕心。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法現(xiàn)代化不但需要“回歸探究”,更需要?jiǎng)?chuàng)新、改革和超越。作者認(rèn)為,在對學(xué)生經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)和有關(guān)心理展開研究的基礎(chǔ)上,設(shè)置若干實(shí)驗(yàn)系列;改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案的理解,發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維和創(chuàng)新能力;嘗試建立實(shí)驗(yàn)教室等等[3],都是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法現(xiàn)代化的重要舉措和內(nèi)容,應(yīng)該深入研究、廣泛實(shí)行。同時(shí),還需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)制度、實(shí)驗(yàn)教材以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究方法的改進(jìn)、創(chuàng)新和發(fā)展等方面全面和深入地作出努力。
3.5 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)現(xiàn)代化
從根本上說,實(shí)驗(yàn)觀以及“人性的解放”和“效率的解放”應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)的基本取向。是不是重視實(shí)驗(yàn)的教學(xué)功能,是不是有利于“人性的解放”和“效率的解放”,這是評價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的實(shí)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
具體地說,實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)要考察實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的目標(biāo)是不是以人為本、以學(xué)生的發(fā)展為本、以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體、重視學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和個(gè)性化,教學(xué)共同體中的人際關(guān)系是否協(xié)調(diào);實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動的效率如何。
當(dāng)前特別要注意考察是不是重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位等等。要堅(jiān)決扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)陷于停頓、被無形取消的局面,堅(jiān)決摒棄違背“以人為本”“以學(xué)生的發(fā)展為本”“以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體”的不當(dāng)做法。
為實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)的現(xiàn)代化取向,不但要重視目標(biāo)知能的測量評價(jià),還要重視興趣、態(tài)度、能力、觀念等個(gè)性發(fā)展目標(biāo)的測量評價(jià);不但要重視目標(biāo)達(dá)成結(jié)果的測量評價(jià),還要重視主體性、合作性、活動表現(xiàn)、過程方法有效性等過程性測量評價(jià),以及評價(jià)工具本身的有效性、操作性和可行性、簡便性評估。
實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)現(xiàn)代化不是一件容易的事:一方面,建構(gòu)理想的現(xiàn)代化評價(jià)體系需要不懈地探索和實(shí)踐,另一方面,需要以極大的決心和毅力,廣泛地動員和組織多方力量來抵制并改革陳舊的、實(shí)力強(qiáng)大的舊評價(jià)體系,跟傳統(tǒng)的舊習(xí)慣不懈地抗?fàn)帯?/p>
要衡量實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)是否得當(dāng),需要對化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建和評價(jià)。評價(jià)的根本標(biāo)準(zhǔn)是:看它是不是有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展和提高效率,是不是有利于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)代化。
目前,我們的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價(jià)只不過是在考試中放幾道實(shí)驗(yàn)題而已,極不完善,實(shí)驗(yàn)題的編制和設(shè)計(jì)也需要改進(jìn),需要做出很大的努力。
4 傳感器在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的問題
傳感器在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用時(shí)間不長,大約是從20世紀(jì)90年代后半期開始的,其背景是現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代信息技術(shù)以及人工智能等現(xiàn)代技術(shù)的迅速發(fā)展。
4.1 從TI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)到“手持技術(shù)”
德州儀器(Texas Instruments)是全球著名的半導(dǎo)體公司,通常簡稱TI。它在1954年生產(chǎn)出首枚商用晶體管;以后又相繼發(fā)明第一塊集成電路(IC)、手持式電子計(jì)算器、單芯片微型計(jì)算機(jī)、單芯片商用數(shù)字信號處理器(DSP)等等。1998年9月,TI公司與教育部簽署了就數(shù)理科教學(xué)技術(shù)進(jìn)行合作的備忘錄。在上海,他們先是跟華東師范大學(xué)合作,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中推廣使用其生產(chǎn)的圖形計(jì)算器取得成功。隨即,他們又跟復(fù)旦大學(xué)物理系沈元華等先生合作,同時(shí)也跟筆者合作,希望應(yīng)用他們的圖形計(jì)算器和CBL數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)一批中學(xué)物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這些成果的一部分在2000年匯集成《TI技術(shù)在研究型實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用》一書,由上??萍冀逃霭嫔绯霭?。后來,美國另外一家公司以及日本、以色列的公司也推介過他們的類似產(chǎn)品(卡西歐用掌上電腦代替了圖形計(jì)算器)?,F(xiàn)在,國內(nèi)已經(jīng)有多種這類數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)品牌。筆者原以為使用TI技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化,后來發(fā)現(xiàn)TI技術(shù)遠(yuǎn)不能解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化的所有問題,以TI為代表的這種技術(shù)還有些問題需要思考和探索。
所謂手持技術(shù),又稱“掌上技術(shù),是由數(shù)據(jù)采集器、傳感器和配套軟件組成的定量采集各種常見數(shù)據(jù)并能與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)”[4]。TI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由傳感器、CBL數(shù)據(jù)采集器、圖形計(jì)算器以及有關(guān)軟件構(gòu)成,“手持技術(shù)”跟TI實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基本相似的,不同點(diǎn)在于把圖形計(jì)算器換成了功能更好的掌上電腦或者筆記本電腦。從實(shí)質(zhì)上看,傳感器是這類技術(shù)的核心和基礎(chǔ)。因此,把這類技術(shù)稱為基于傳感器的實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較恰當(dāng),相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)可以簡稱為“傳感(式)實(shí)驗(yàn)”。
4.2 傳感實(shí)驗(yàn)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化
基于傳感器的傳感實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒芙o化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來革命性的變化,實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)代化?
大家都知道,化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),研究物質(zhì)及其化學(xué)變化的科學(xué),它離不開對物質(zhì)及其變化的觀察。為了進(jìn)行這些觀察,常常需要對物質(zhì)進(jìn)行分離、提純,需要人為地創(chuàng)造、控制某些條件,排除干擾,突出主要因素,使某種(或某些)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的化學(xué)變化,以便進(jìn)行觀察和研究,從而認(rèn)識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、制取或者應(yīng)用等等。
識別物質(zhì)是認(rèn)識物質(zhì)的基礎(chǔ),是從觀察物質(zhì)的顏色、通常狀態(tài)、氣味、硬度、密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、揮發(fā)性(或蒸氣壓)、溶解性(或溶解度)、導(dǎo)電性(或?qū)щ娐剩?dǎo)熱性等物理性質(zhì)開始的,有時(shí)還要觀察金屬光澤、味道、機(jī)械加工性能(可塑性、延性、展性、強(qiáng)度……)、潮解性、鐵磁性等物理性質(zhì),甚至要觀察物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。
在觀察物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)時(shí),通常要觀察物質(zhì)跟金屬反應(yīng)情況、跟非金屬反應(yīng)情況、可燃性、跟水反應(yīng)情況、氧化性、還原性、酸性、堿性,跟酸、堿、鹽或氧化物反應(yīng)的情況,跟有機(jī)物反應(yīng)的情況、穩(wěn)定性、所屬類別的通性表現(xiàn)等,有時(shí)還要觀察跟所屬類別通性不同的特殊性質(zhì)、能說明結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的性質(zhì)、有重要應(yīng)用的性質(zhì)、跟相似物質(zhì)區(qū)別的性質(zhì)、跟特殊條件有關(guān)的性質(zhì)等。
物質(zhì)的化學(xué)變化常常涉及物態(tài)變化現(xiàn)象(氣體、沉淀的生成)、顏色變化現(xiàn)象、發(fā)光現(xiàn)象、熱現(xiàn)象、聲現(xiàn)象、電現(xiàn)象、磁現(xiàn)象、機(jī)械運(yùn)動現(xiàn)象、溶解性變化現(xiàn)象、生成物的狀態(tài)和數(shù)量、反應(yīng)現(xiàn)象隨條件的變化、反應(yīng)速率、反應(yīng)程度、反應(yīng)結(jié)果等,有時(shí)還有異?,F(xiàn)象、意外現(xiàn)象。
此外,還要觀察實(shí)驗(yàn)裝置,觀察使用的主要儀器、附屬的儀器、儀器的空間位置、儀器的連接順序、儀器的連接方式、儀器連接順序跟實(shí)驗(yàn)過程的關(guān)系、裝置各部分的作用、裝置的核心部分,以及跟常用裝置的不同等;還要進(jìn)行或觀察實(shí)驗(yàn)操作,包括儀器的裝配、操作步驟,反應(yīng)物的處理、規(guī)格、用量和裝入,實(shí)驗(yàn)條件及其控制方法、生成物的分離和處理、有關(guān)注意事項(xiàng)以及特殊的操作等。
傳感技術(shù)只能“延長”人的感覺器官,只注意傳感技術(shù)的應(yīng)用是不夠的,我們還要適當(dāng)“延長”人的手和腦,注意應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展成果來改進(jìn)稱量、普通和特殊反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)、過程控制、分離或吸收、富集或分散、鑒定、制劑加工、儲存、清洗等反應(yīng)操作或過程,以及呈現(xiàn)、安全防護(hù)和廢棄物處理等技術(shù)。
撇開實(shí)驗(yàn)操作不談,僅就觀察內(nèi)容來說,基于傳感器的實(shí)驗(yàn)技術(shù)顯然是不能夠替代人的感官運(yùn)用的。目前,各式各樣的傳感器大多只能在嚴(yán)格控制的條件下測量單一的特定效應(yīng),不適合在復(fù)雜情況下使用。實(shí)際上,人對物質(zhì)及其變化的感知,常常是在復(fù)雜的情形中進(jìn)行的,例如物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí),總是伴隨著這樣那樣的物理變化;人的某些復(fù)合感覺需要多種感應(yīng)器參與。
基于傳感器的實(shí)驗(yàn)技術(shù)只能被動地觀測特定的效應(yīng),在一般情況下是無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的變化、獲得需要的物質(zhì)的,更不要說特殊的、復(fù)雜的情況了,可見,它是有很大的局限性的,只能覆蓋有限的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,傳感技術(shù)和模式識別技術(shù)不斷發(fā)展、提高,在復(fù)雜條件下的觀測預(yù)計(jì)遲早也可能實(shí)現(xiàn)(例如已經(jīng)制成利用氣體傳感器陣列的響應(yīng)圖案來識別氣味的“電子鼻”電子系統(tǒng))。伴隨著辦學(xué)條件的改善,學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室可以獲得更多更好的傳感器和其他裝備,還可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)建立實(shí)驗(yàn)室的集中監(jiān)控,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的水平;將來甚至還可以應(yīng)用自動控制技術(shù)、地外星球著陸化學(xué)探測自動技術(shù),以及專門的合成儀等來實(shí)現(xiàn)某些實(shí)驗(yàn)操作。然而,用高科技裝備來全部取代學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和感官觀察根本背離了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的,不利于學(xué)生發(fā)展,這是需要我們認(rèn)真考慮的。
統(tǒng)籌考慮,基于傳感器的傳感實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)代化,讓學(xué)生感受現(xiàn)代氣息,幫助學(xué)生了解現(xiàn)代化學(xué),減少學(xué)生對傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)麻煩以及有時(shí)有礙健康的恐懼,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,應(yīng)該適當(dāng)?shù)靥岢屯茝V。但是,它不能“化”,也“化”不了,只能有限度地使用。一般說來,它更適宜在研究型課程和拓展型課程中使用,不太適宜在基礎(chǔ)型課程中使用。它在教師演示實(shí)驗(yàn)中使用的機(jī)會可能比學(xué)生實(shí)驗(yàn)多一些。關(guān)于傳感實(shí)驗(yàn)的研究有待于進(jìn)一步拓展和深入。其他過程、操作的現(xiàn)代化裝備也需要研究。
參考文獻(xiàn):
[1]張嘉同.化學(xué)哲學(xué)[M].南昌:江西教育出版社,1994:169.
[2]吳俊明.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究導(dǎo)論[M].南京:江蘇教育出版社,1997:19~22.
關(guān)鍵詞:化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì);課程;教學(xué)實(shí)踐
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)22-0153-02
隨著我國科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,社會對化學(xué)類專業(yè)人才的要求已發(fā)生了很大的變化,對于綜合性大學(xué)化學(xué)類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)改革都提出了新的更高要求。當(dāng)前,為了配合國家的大眾創(chuàng)業(yè)的要求,使得有關(guān)應(yīng)用性質(zhì)的工程技術(shù)類的課程已受到相應(yīng)的重視,其教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度也在不斷地加強(qiáng)?;み^程開發(fā)與設(shè)計(jì)是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)和高分子材料科學(xué)與工程的培養(yǎng)計(jì)劃中最后一門理論課程,作為大學(xué)四年學(xué)習(xí)的收官課程,在大學(xué)教學(xué)過程中,這門課對于培養(yǎng)學(xué)生在化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)方面,從事應(yīng)用和開發(fā)研究能力起到了特定的作用。
由于現(xiàn)在招生規(guī)模的擴(kuò)大,很多高校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新沒有跟上,我校的情況也一樣,使得一些實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的課程內(nèi)容受到影響,實(shí)驗(yàn)場地和儀器設(shè)備無法滿足課程教學(xué)的要求,有些實(shí)驗(yàn)無法做到一人一臺套,有些實(shí)驗(yàn)是兩個(gè)人一起做,存在一人做一人看的情況,在沒有辦法的情況下,很多學(xué)校采取的是重視學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識的傳授,注重在課堂上講述課程理論,理論的系統(tǒng)性很強(qiáng),但是工程實(shí)踐性的訓(xùn)練較少,畢業(yè)生的知識點(diǎn)在基礎(chǔ)理論研究方面具有明顯的優(yōu)勢,但是畢業(yè)生缺乏現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所必需的工程技術(shù)知識,對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理了解甚少,使得其應(yīng)用能力較弱的弊病依然普遍存在。故很多化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生在畢業(yè)分配后的相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)無法適應(yīng)所從事的技術(shù)類的工作。
為了進(jìn)一步加強(qiáng)工程實(shí)踐性教學(xué),我們在2005年對應(yīng)用化學(xué)專業(yè)開始開設(shè)了《化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)》這門課程,2011年開始在高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)也開設(shè)這門課程,通過近10年的教學(xué)實(shí)踐活動,我們在教學(xué)中邊學(xué)習(xí),邊改革,逐步形成了一些自己特色的教學(xué)方法。
一、教師隊(duì)伍建設(shè)
現(xiàn)在由于我?,F(xiàn)在引進(jìn)的博士教師基本上都是從高校到高校,理論知識較強(qiáng),但是工程應(yīng)用背景的教師很少,在化學(xué)工程領(lǐng)域研究的教師更少,從生產(chǎn)一線走出的教師沒有,如何進(jìn)行此門課程的教學(xué),使學(xué)生在畢業(yè)前的最后一門課程中,對化工開發(fā)與設(shè)計(jì)有個(gè)較好的了解,我們積極采取各項(xiàng)措施,努力提高教師的教學(xué)水平。
1.聘請國內(nèi)著名企業(yè)技術(shù)人員來我校進(jìn)行講學(xué),我們請了九江石化的原總調(diào)度來我校對兩個(gè)專業(yè),4個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行講學(xué),結(jié)合他自己創(chuàng)辦的超高分子聚乙烯工廠的辦理過程,通過項(xiàng)目的過程,使大家了解一個(gè)從化學(xué)到化工的全過程,對從實(shí)驗(yàn)室到公司的流程有深刻的了解,明白化學(xué)和化工的不同,了解它們之間的差別,使得老師在課堂講述上能夠做到有的放矢,不會憑空想象。
2.選派青年教師到企業(yè)去參觀考察,結(jié)成校企聯(lián)合,教師通過和企業(yè)合作,了解企業(yè)的科研動態(tài),和企業(yè)合作,完成企業(yè)的一些項(xiàng)目,在完成項(xiàng)目的過程中,進(jìn)一步掌握化工開發(fā)的內(nèi)容。這么多年,我們一共選派了5名教師到中石油、江西星火、寧國生力農(nóng)化等國有大型企業(yè)、合資企業(yè)和獨(dú)資企業(yè)進(jìn)行進(jìn)修,和企業(yè)聯(lián)合搞研發(fā),對企業(yè)的一些工藝進(jìn)行改進(jìn),在充實(shí)自己的化工工藝知識外,還獲得了很多橫向項(xiàng)目,同時(shí)使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了很好的提高,實(shí)現(xiàn)了校企雙贏。另外由于教師和企業(yè)的良好的溝通,使得我們兩個(gè)專業(yè)的部分學(xué)生也在這些企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí),有的還和這些公司簽約了。
3.積極靈活引進(jìn)具有工業(yè)背景知識的教師,當(dāng)無法在招聘渠道上招到在企業(yè)從事過生產(chǎn)實(shí)踐活動的教師的時(shí)候,我們采用聘請企業(yè)技術(shù)人員當(dāng)我們的客座教授,或者訪問學(xué)者等方式,來解決實(shí)踐背景教師短缺問題。我們先后聘請了中石油和江西星火公司的高級工程師作為我們的客座教授,面對面地對此課程進(jìn)行答疑,在課程快結(jié)束的時(shí)候,請他們過來,把同學(xué)們在這個(gè)課程中主講教師沒有講述明白的內(nèi)容進(jìn)行集中解答,增加了學(xué)生和企業(yè)人員的互動。
二、教學(xué)內(nèi)容建設(shè)
隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大量化學(xué)專業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)入廠礦企業(yè)從事應(yīng)用性工作。如何提高畢業(yè)生的綜合素質(zhì),特別是化學(xué)工程方面的綜合能力,如生產(chǎn)設(shè)備、質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理,掌握化學(xué)新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)的研究開發(fā)方法等,可以進(jìn)一步增強(qiáng)他們對社會的適應(yīng)能力。所以在教學(xué)過程中我們積極抓住應(yīng)用關(guān),在課程內(nèi)容上融入應(yīng)用意識,使學(xué)生明白,化學(xué)的本質(zhì)還是在于應(yīng)用,進(jìn)一步加強(qiáng)了包括“化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)”課程在內(nèi)的工程技術(shù)課程體系,以提高畢業(yè)生在化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)從事應(yīng)用性工作的能力。
《化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)》講述的主要內(nèi)容有:緒論,開放放大方法,試驗(yàn)方法,技術(shù)經(jīng)濟(jì),反應(yīng)器的設(shè)計(jì),工藝流程的合成與優(yōu)化,投資、成本、折舊和盈利,市場預(yù)測和生產(chǎn)規(guī)模,概念設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。為了加強(qiáng)對學(xué)生聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng),重點(diǎn)講述“工藝流程的合成與優(yōu)化”和“概念設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)”。當(dāng)然就化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容而言,這課程仍然講述的是一個(gè)概要,其重點(diǎn)也仍然只是介紹應(yīng)用和開發(fā)與設(shè)計(jì)研究中一些最基礎(chǔ)的思想方法,以加強(qiáng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等觀點(diǎn)的訓(xùn)練,也使學(xué)生初步了解化工廠從無到有的過程,心里有個(gè)大致的流程概念。
在教學(xué)內(nèi)容上,選講了若干應(yīng)用實(shí)例,如在講述化工過程開發(fā)步驟時(shí),講述了合成氨氮發(fā)展史、尼龍-66的開發(fā)以及我們研發(fā)的有機(jī)錳的研發(fā)過程與生產(chǎn)過程,使學(xué)生了解化工過程與開發(fā)的意義和艱苦性。在講述試驗(yàn)一章時(shí)間,講述了中空膜生物床處理生活污水的中試研究,全面介紹了膜的種類、價(jià)格以及生產(chǎn)地和使用壽命等,除了掌握實(shí)驗(yàn)的基本方法之外,還順帶講述了資料的查找和市場的相應(yīng)信息,使學(xué)生更加了解研發(fā)的過程。在講述物料衡算和能量衡算時(shí),對比講述了有化學(xué)反應(yīng)和無化學(xué)反應(yīng)的操作過程的物料和能量問題,從中使學(xué)生明白化工開發(fā)與化學(xué)熱力學(xué)和物理化學(xué)以及化工儀器與儀表的聯(lián)系,更加了解各個(gè)學(xué)科的相關(guān)性等。在工藝流程與優(yōu)化中,講述了合成路線和操作方式的選擇,全面介紹了工藝流程的合成與優(yōu)化問題,從優(yōu)化過程講述到化工經(jīng)濟(jì),使學(xué)生更容易接受,特別是在化工經(jīng)濟(jì)學(xué)方面,通過折舊等相關(guān)知識的介紹,使得學(xué)生對在化工開發(fā)過程中的經(jīng)濟(jì)效率有較好的印象,這些對于培養(yǎng)學(xué)生的市場經(jīng)濟(jì)觀念、提高他們的工程技術(shù)素質(zhì)都具有重要意義。
同時(shí)在課后,我們精選了一定量和課程內(nèi)容相關(guān)的習(xí)題,通過習(xí)題的訓(xùn)練幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握本教材的內(nèi)容,以便于教學(xué)。在每一章的結(jié)尾都附有參考文獻(xiàn),以便學(xué)生進(jìn)行深入探討時(shí)參考,通過老師的努力,拿到了一些企業(yè)的從籌建到生產(chǎn)的相關(guān)文獻(xiàn),讓同學(xué)們了解企業(yè)發(fā)展的歷程,樹立創(chuàng)辦企業(yè)的信心。
三、采用不同的教學(xué)方法
在教學(xué)上,我們采用多種模式,以課堂教學(xué)為主,同時(shí)也以專題報(bào)告、課堂討論和大學(xué)生課外活動為輔,積極通過許多個(gè)案來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力,通過許多真實(shí)的個(gè)案的講解,使得學(xué)生明白化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)的苦與樂,給學(xué)生播下化工創(chuàng)業(yè)的種子,同時(shí)又提醒了在以后創(chuàng)業(yè)道路上的艱難。
同時(shí)利用化工仿真軟件進(jìn)行輔助教學(xué),我們購買了幾種不同的化工仿真軟件,可以模仿合成氨、硝化制硝基氯苯、高純氯乙酸制備等,學(xué)生可以在仿真軟件商設(shè)計(jì)不同的工藝參數(shù),模仿不同的工況條件下的化工反應(yīng)過程,根據(jù)這些反應(yīng)條件來對反應(yīng)全過程進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。
把一部分見習(xí)內(nèi)容安排在課程中間,本課程安排在2個(gè)時(shí)間段進(jìn)行,先上2周左右的概念課,使學(xué)生對化工過程有個(gè)大概的感性認(rèn)識,然后到工廠進(jìn)行實(shí)習(xí)和見習(xí)1周,我們有段時(shí)間挑選的工廠是剛剛成立的公司,規(guī)模不大的精細(xì)化工公司,可以使學(xué)生對工廠的總體布局一目了然,從而使學(xué)生對一般的精細(xì)化工開發(fā)過程有較深的了解,在此期間把要進(jìn)行的畢業(yè)設(shè)計(jì)安排下去,使學(xué)生帶著問題繼續(xù)下面的課程。
四、課題設(shè)計(jì)教學(xué)
對于實(shí)踐性很強(qiáng)的化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)這樣的課程,課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是對理論課程最好的注釋,為了加強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解,我們采用“校企聯(lián)合”的授課方式,根據(jù)企業(yè)化工開發(fā)過程中存在的一些技術(shù)難題,把此問題作為專業(yè)實(shí)驗(yàn)課題,設(shè)計(jì)了系列特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn),如為中石油進(jìn)行理論年產(chǎn)10000噸磺酸鈣的設(shè)計(jì)、為星火公司進(jìn)行了年產(chǎn)10噸金屬致鈍劑的小型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì),并且把篩選好的個(gè)別設(shè)計(jì)方法中的某個(gè)工藝在這些企業(yè)中進(jìn)行中試。
我們開設(shè)的此門課程在近10年來的教學(xué)過程中,逐步形成了“以企業(yè)課題為研發(fā)點(diǎn),以綜合開發(fā)性為目標(biāo),培養(yǎng)創(chuàng)新型人才體系”的課堂內(nèi)外教學(xué)模式,受到大部分學(xué)生的歡迎,根據(jù)同學(xué)們的建議,把開始的24節(jié)課提高到了32節(jié)課。
參考文獻(xiàn):
[1]張浩勤,章亞東,陳衛(wèi)航.化工過程開發(fā)與設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.
關(guān)鍵詞:應(yīng)用型本科;化學(xué)實(shí)驗(yàn);探究式教學(xué)
作者簡介:宮貴貞(1973-),女,河北臨城人,徐州工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,講師;儲濟(jì)明(1970-),男,安徽潛山人,徐州工程學(xué)院圖書館,副研究館員。(江蘇 徐州 221111)
基金項(xiàng)目:本文系徐州工程學(xué)院高等教育教學(xué)研究課題“應(yīng)用型本科院?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)研究”(項(xiàng)目編號:YGJ1271)的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)19-0151-02
應(yīng)用型本科不同于普通本科和高職專科,其培養(yǎng)的人才介于研究型與職業(yè)技術(shù)型應(yīng)用人才之間。[1,2]以“應(yīng)用”為主旨和特征,具有較強(qiáng)的綜合設(shè)計(jì)和研究能力,屬于高級技術(shù)應(yīng)用型人才。在將來的工作中要求具有較強(qiáng)的行業(yè)應(yīng)用能力和以專業(yè)知識創(chuàng)造性解決實(shí)際生產(chǎn)中的問題的能力。為了達(dá)到應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)的目標(biāo),就要采取相應(yīng)的教育措施和方法,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、主動性和積極性,變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。而“探究式”教學(xué)模式就是注重學(xué)生的主體意識,提高學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力,從而培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神和創(chuàng)新意識的教學(xué)模式。[3]
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與問題
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,故在化學(xué)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)課顯得尤其重要。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的高低關(guān)系到整個(gè)化學(xué)教學(xué)的成敗及影響學(xué)生對化學(xué)的興趣,所以非常具有挑戰(zhàn)性。但目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式基本上是教師“全包式”,即教師把實(shí)驗(yàn)的一切都準(zhǔn)備很充分,教師把理論、步驟、現(xiàn)象講解的很透徹,學(xué)生聽,然后照著教師講的及書上的步驟進(jìn)行操作。這種教學(xué)模式存在的最大問題是完全束縛、限制了學(xué)生的手腳,使學(xué)生思維僵化,在這個(gè)過程中學(xué)生只是被動的操作者,很難調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性,大大扼殺了學(xué)生創(chuàng)造性思維和探究的興趣。鑒于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性及目前化學(xué)實(shí)驗(yàn)中存在的弊端,急需進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革。
一個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到相關(guān)的理論知識和需要觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很多,可以培養(yǎng)學(xué)生查閱相關(guān)知識和仔細(xì)觀察的能力。有效的教學(xué)方法能充分調(diào)動學(xué)生的興趣和積極性,使其主動去查找相關(guān)知識,同時(shí)使自己有在實(shí)驗(yàn)過程中親自去動手操作的欲望。這正是探究式教學(xué)的精神和理念,所以在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中采取探究式教學(xué)方法具有重要的意義。
二、提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的措施
以藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例,探討了探究式教學(xué)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課中的重要性及其具體實(shí)施措施。藥物化學(xué)實(shí)驗(yàn)是徐州工程學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)第七學(xué)期的一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課。學(xué)生馬上面臨做畢業(yè)設(shè)計(jì)以及即將走上工作崗位或繼續(xù)深造,該門實(shí)驗(yàn)課采取探究式教學(xué)顯得尤為重要,使學(xué)生的“應(yīng)用能力”得到進(jìn)一步加強(qiáng)和鍛煉,畢業(yè)后能及時(shí)適應(yīng)崗位需要和激烈的競爭。
1.強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性
實(shí)驗(yàn)課爭取上好第一堂課,給學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的重要性,從而引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣和重視。相當(dāng)一部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課認(rèn)識不足,甚至認(rèn)為是混學(xué)分。認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課不重要,也學(xué)不到什么知識,就是按教師要求和課本上的操作步驟做一遍,走出實(shí)驗(yàn)室即忘記了今天做的什么,有哪些需要掌握的。使學(xué)生思想上重視實(shí)驗(yàn)教學(xué),意識到理論課上學(xué)到的,實(shí)驗(yàn)課同樣能學(xué)到,但實(shí)驗(yàn)課上能學(xué)到的東西,理論課上學(xué)不到。學(xué)生思想意識發(fā)生改變后,自然就激發(fā)了求知欲,在接下來的實(shí)驗(yàn)中會主動配合教師,有意識地提高自己各方面能力。
2.鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作
化學(xué)實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師把實(shí)驗(yàn)需要的一切材料、儀器都準(zhǔn)備好,第一個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生完全不參與;實(shí)驗(yàn)過程也是在教師的指導(dǎo)下逐步完成的,學(xué)生獨(dú)自完成的僅限于第三個(gè)環(huán)節(jié)。這就失去了實(shí)驗(yàn)課的意義,學(xué)生印象深刻的可能是數(shù)據(jù)處理,這與理論課教學(xué)相差無異。適當(dāng)安排學(xué)生利用課余時(shí)間參加部分實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作,進(jìn)一步對實(shí)驗(yàn)有感性認(rèn)識,對學(xué)生提高動手能力大有好處。鼓勵(lì)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的過程,不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力和實(shí)踐能力,還能讓學(xué)生體諒到教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的辛苦,懷一份感恩之心,從而使之在這個(gè)過程中科學(xué)素質(zhì)和綜合素養(yǎng)都得到提升。
3.課前預(yù)習(xí)
實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)往往被學(xué)生所忽略,要么根本不預(yù)習(xí),要么就是機(jī)械的預(yù)習(xí),簡單的照著課本抄一遍,沒有任何意義。因此,應(yīng)加強(qiáng)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),使學(xué)生的主體地位得到充分發(fā)揮。首先要熟悉實(shí)驗(yàn)書上的理論、方法及步驟等,并從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。帶著問題有目的地主動搜集相關(guān)資料進(jìn)行探索、研究,教師指導(dǎo)學(xué)生如何加工信息,從資料中去尋找解決問題的思路。這樣學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前已對實(shí)驗(yàn)的理論、步驟了然于胸,做實(shí)驗(yàn)就會得心應(yīng)手,可能會觀察到一些與預(yù)料不同的現(xiàn)象,又可激發(fā)學(xué)生去探索出現(xiàn)新現(xiàn)象的原因。教師對于學(xué)生的預(yù)習(xí)效果檢查一定要落到實(shí)處。比如提問問題,采取激勵(lì)措施讓學(xué)生爭相回答;同時(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)報(bào)告的書面檢查。預(yù)習(xí)效果直接與期末成績相關(guān),這樣會大大調(diào)動學(xué)生的預(yù)習(xí)主動性及自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新精神。
4.鼓勵(lì)學(xué)生試講
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是教師把理論、步驟、現(xiàn)象等進(jìn)行講解,學(xué)生照著教師講的及書上的步驟進(jìn)行操作,課堂氣氛沉悶,學(xué)生積極性不高。筆者通過與學(xué)生轉(zhuǎn)換“教”與“學(xué)”的角色,給學(xué)生展示自己的機(jī)會,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行試講,提高學(xué)生語言表達(dá)能力,有利于其綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。
5.實(shí)驗(yàn)過程仔細(xì)觀察,善于思考
指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)過程認(rèn)真觀察,仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)及有關(guān)現(xiàn)象,并善于思考產(chǎn)生各種現(xiàn)象的原因。如在磺胺醋酰鈉的合成中,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對于學(xué)生來說很具有挑戰(zhàn)性。實(shí)驗(yàn)中,用到幾種不同濃度氫氧化鈉溶液,并且交替滴加77%氫氧化鈉溶液和醋酐。每加一種物質(zhì)的現(xiàn)象不同,原因是什么,以及在提純過程中不同pH條件下析出的固體是什么。前兩次在交替滴加77%氫氧化鈉溶液和醋酐時(shí),加入乙酸酐反應(yīng)液會變成乳黃色糊狀物,當(dāng)間隔5min加入氫氧化鈉后,糊狀物溶解變?yōu)榱咙S色溶液。當(dāng)?shù)降谌?、第四次醋酐?7%氫氧化鈉溶液交替加入時(shí),現(xiàn)象又有所不同。加入乙酸酐后開始無糊狀物生成,溶液呈黃色,隨后溶液變渾濁,乳黃色糊狀物生成。隨著氫氧化鈉的滴入,糊狀物逐漸溶解,完全溶解后,溶液呈黃色。醋酐和氫氧化鈉溶液的加入會引起溶液pH值變化,而磺胺的PKa值最高,乳黃色糊狀物可能是磺胺。加入乙酸酐溶液之前溶液為堿性,加入乙酸酐后pH降低,磺胺最先析出;加入氫氧化鈉后pH升高,析出的磺胺再次溶解。隨著醋酐和77%氫氧化鈉溶液的加入,原料磺胺含量減少,生成的糊狀物應(yīng)為雙乙?;锷?。這樣學(xué)生通過觀察現(xiàn)象,試著解釋原因,有助于機(jī)理的理解,從而避免了死記硬背。
6.論文式實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫要求采用論文式書寫格式,把實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及所得結(jié)果進(jìn)行討論。學(xué)生常誤認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)最大的收獲是實(shí)驗(yàn)的成功,其實(shí)只要認(rèn)真分析失敗的原因會有更大的收獲。鼓勵(lì)學(xué)生詳細(xì)分析實(shí)驗(yàn)過程中可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的原因及注意事項(xiàng),形成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告書。
7.課程考核方法
該門課程期末總成績由五部分組成:總成績(100%)=出勤(10%)+ 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告(10%)+ 實(shí)驗(yàn)技能操作(20%)+實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告(10%)+ 綜合考試(50%)。出勤率占了10%的比例,缺課達(dá)到三分之一則無資格參加期末考試,從而無形中給學(xué)生以壓力,不能逃課。同時(shí)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告各占10%,實(shí)驗(yàn)操作技能占到了20%,從而使學(xué)生更加重視平時(shí)的操作能力,充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)課的本質(zhì)。該考核方式強(qiáng)調(diào)了平時(shí)成績的重要性,使有些平時(shí)不重視實(shí)驗(yàn)課,只想最后背背過關(guān)的學(xué)生,難以過關(guān),從而使存在僥幸心理的學(xué)生大大減少。采取該種考核方式,取得了非常好的效果。
采用探究式教學(xué)方法,教師可發(fā)揮引導(dǎo)作用,提出難度適中、邏輯合理的問題,激起學(xué)生的興趣,充分調(diào)動學(xué)生的積極性。首先要求把實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)做充分,引導(dǎo)學(xué)生主動搜集相關(guān)資料去探索、研究,并指導(dǎo)學(xué)生加工信息從資料中去尋找解決問題的思路;同時(shí)給學(xué)生展示自己的機(jī)會,鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行試講,提高學(xué)生語言表達(dá)能力,有利于其綜合素質(zhì)的培養(yǎng);指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案,實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真觀察,仔細(xì)記錄數(shù)據(jù)及有關(guān)現(xiàn)象,并善于思考各種現(xiàn)象的原因;實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫盡量采用論文式書寫格式,考核方式應(yīng)充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課的本質(zhì),強(qiáng)調(diào)平時(shí)成績的重要性。在這個(gè)過程中適當(dāng)安排學(xué)生利用課余時(shí)間參加部分實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作,使學(xué)生提前對實(shí)驗(yàn)有感性認(rèn)識,對學(xué)生提高動手能力大有好處。
參考文獻(xiàn):
[1]韋宗發(fā).論應(yīng)用型本科人才的本質(zhì)特征與規(guī)格定位[J].高教論壇,2012,(11):3-5,43.
【無機(jī)化學(xué)部分】
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作
【高考題回放】
例1.(2013?江蘇化學(xué))用固體樣品配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,需經(jīng)過稱量、溶解、轉(zhuǎn)移溶液、定容等操作。下列圖示對應(yīng)的操作規(guī)范的是()
A.稱量B.溶解C.轉(zhuǎn)移D.定容
解析:托盤天平稱量物品的正確操作是左物右碼,現(xiàn)物品放在右盤,A選項(xiàng)錯(cuò)。攪拌溶解,操作合理,B選項(xiàng)正確。轉(zhuǎn)移溶液要用玻璃棒引流,并將玻璃棒伸至刻度線以下位置,C選項(xiàng)錯(cuò)。定容時(shí)不能將滴管伸入容量瓶,D選項(xiàng)錯(cuò)。答案為B。
例2.(2013?海南化學(xué))下列關(guān)于儀器使用的說法正確的是()
A.滴定管裝滴定液時(shí)應(yīng)先用滴定液潤洗
B.錐形瓶用作反應(yīng)容器時(shí)一定不能加熱
C.蒸餾時(shí)溫度計(jì)水銀球可以高于蒸餾瓶支管口
D.振蕩分液漏斗時(shí)應(yīng)關(guān)閉其玻璃塞和活塞
解析:錐形瓶可隔著石棉網(wǎng)加熱,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。蒸餾時(shí)溫度計(jì)水銀球不可高于蒸餾瓶支管口,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為AD。
規(guī)律總結(jié):所謂基本操作,就是一些常用的、基礎(chǔ)的操作。高考化學(xué)經(jīng)常以化學(xué)儀器和試紙的使用、常見氣體的制取、溶液的配制、除雜中的實(shí)驗(yàn)操作等為素材,考查學(xué)生對化學(xué)儀器使用的熟悉程度、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度和實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用能力,試圖讓教師從黑板上畫實(shí)驗(yàn)、口頭上描述實(shí)驗(yàn),學(xué)生想象實(shí)驗(yàn)、記憶實(shí)驗(yàn)的虛擬世界走進(jìn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室,引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)關(guān)注化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的真實(shí)性,并要求學(xué)生多留心觀察、多動手操作、多向老師請教。
【能力提升】
1.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的做法正確的是()
A.分液時(shí),放出分液漏斗下層液體后,換一燒杯再放出上層液體
B.用加熱分解的方法區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種固體
C.用量筒量取20mL 0.50mol?L-1 H2SO4溶液于燒杯中,加水80mL,配制成0.10mol?L-1H2SO4溶液
D.檢驗(yàn)NH+4時(shí),往試樣中加入NaOH溶液,微熱,用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)逸出的氣體
2.下列儀器中:①漏斗 ②容量瓶 ③蒸餾燒瓶 ④量筒 ⑤分液漏斗 ⑥滴定管,常用于物質(zhì)分離的儀器是。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的選用
【高考題回放】
例1.(2012?安徽理綜)僅用下表提供的玻璃儀器(非玻璃儀器任選)就能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ?/p>
選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟Ax器A分離乙醇和乙酸乙酯的混合物分液漏斗、燒杯B用pH=1的鹽酸配制100mLpH=2的鹽酸100mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管C用溴水、淀粉-KI溶液比較Br2與I2的氧化性強(qiáng)弱試管、膠頭滴管D用NH4Cl和Ca(OH)2固體制備并收集NH3酒精燈、燒杯、導(dǎo)管、集氣瓶解析:A選項(xiàng),在分液漏斗中加入混合物,然后加水振蕩,分液即可得到乙酸乙酯和乙醇的水溶液,而要從乙醇水溶液中再分離出乙醇,需進(jìn)行蒸餾操作,因此缺少蒸餾燒瓶、冷凝管等玻璃儀器。B選項(xiàng),缺少量筒或酸式滴定管等玻璃儀器。C選項(xiàng),用試管、膠頭滴管即可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。D選項(xiàng),制備、收集NH3用到的玻璃儀器有大試管、酒精燈、導(dǎo)管、集氣瓶,多燒杯缺大試管。答案為C。
例2.(2013?重慶理綜)按以下實(shí)驗(yàn)方案可以從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。
下列說法錯(cuò)誤的是()
A.步驟(1)需要過濾裝置
B.步驟(2)需要用到分液漏斗
C.步驟(3)需要用到坩堝
D.步驟(4)需要蒸餾裝置
解析:研究流程可知:(1)是過濾,(2)是萃取,(3)是蒸發(fā)結(jié)晶或結(jié)晶,(4)是蒸餾。C選項(xiàng)錯(cuò)誤,步驟(3)需要的是蒸發(fā)皿,而不是灼燒固體的坩堝。答案為C。
規(guī)律總結(jié):要想完成這類試題,考生必須熟悉各種儀器的功能和作用,在實(shí)踐中熟悉它們的性能和使用注意事項(xiàng),并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼牟煌?,領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)意圖,依托扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基本功,進(jìn)行正確的辨認(rèn)、選擇。
【能力提升】
利用實(shí)驗(yàn)器材(規(guī)格和數(shù)量不限)不能完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的是()
序號實(shí)驗(yàn)器材(省略夾持裝置)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)①燒杯、玻璃棒、蒸發(fā)皿食鹽溶液的濃縮結(jié)晶②燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、濾紙用鹽酸除去BaSO4中的少量BaCO3③燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶用固體NaCl配制05mol/L的溶液④燒杯、玻璃棒、膠頭滴管用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaIA.②③④B.①③④
C.①②③D.①②③④
三、實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論的綜合考查
【高考題回放】
例1.(2011?安徽理綜)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是()
選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象解釋或結(jié)論A過量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反應(yīng)后,滴入KSCN溶液溶液呈紅色稀HNO3將Fe氧化為Fe3+BAgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出現(xiàn)AgCl比AgI更難溶CAl箔插入稀HNO3中無現(xiàn)象Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取濃氨水點(diǎn)到紅色石蕊試紙上試紙變藍(lán)色濃氨水呈堿性解析:Fe粉與稀硝酸反應(yīng)生成物是Fe3+,但過量的鐵會將Fe3+還原成Fe2+,即溶液中不存在Fe3+,所以滴入KSCN溶液不可能顯紅色,A選項(xiàng)不正確。AgI的溶度積常數(shù)小于AgCl的溶度積常數(shù),所以向AgI沉淀中滴入稀KCl溶液,不可能產(chǎn)生AgCl沉淀,B選項(xiàng)不正確。Al箔插入稀HNO3中,首先硝酸會和Al箔表面的氧化膜反應(yīng),然后再和單質(zhì)鋁發(fā)生氧化還原反應(yīng),硝酸被還原生成NO氣體,單質(zhì)鋁表面的氧化膜是被空氣中氧氣氧化的,所以C選項(xiàng)不正確。氨水在溶液中能電離出OH-而顯堿性,當(dāng)遇到紅色石蕊試紙時(shí)會顯藍(lán)色,D選項(xiàng)正確。答案為D。
例2.(2013?廣東理綜)下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與對應(yīng)結(jié)論均正確的是()
選項(xiàng)操作現(xiàn)象結(jié)論A將濃硫酸滴到蔗糖表面固體變黑膨脹濃硫酸有脫水性和強(qiáng)氧化性B常溫下將Al片放入濃硝酸中無明顯變化Al與濃硝酸不反應(yīng)C將一小塊Na放入無水乙醇中產(chǎn)生氣泡Na能置換出醇羥基中的氫D將水蒸氣通過灼熱的鐵粉粉末變紅鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng)解析:將濃硫酸滴到蔗糖表面,濃硫酸因脫水性使蔗糖脫水炭化,濃硫酸因強(qiáng)氧化性與碳反應(yīng)生成CO2和SO2氣體,所以蔗糖固體變黑膨脹,A選項(xiàng)正確。Al放入濃硝酸中,因濃硝酸具有強(qiáng)氧化性使Al鈍化,阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。Na放入無水乙醇中,會與活潑性較強(qiáng)的羥基反應(yīng)放出H2,C選項(xiàng)正確。鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng),生成黑色的Fe3O4和H2,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為AC。
規(guī)律總結(jié):操作―現(xiàn)象―結(jié)論,這種三段式試題是近幾年高考測試的熱點(diǎn),主要以圖表式選擇題形式呈現(xiàn),考查考生對常見物質(zhì)性質(zhì)的辨認(rèn)、復(fù)述、再現(xiàn)、判斷以及相關(guān)信息處理加工的能力。此類試題難度較小,側(cè)重考查考生對化學(xué)知識的識記和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理解能力。
【能力提升】
1.下列實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象與結(jié)論對應(yīng)關(guān)系正確的一組是()
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論A將過量的CO2通入CaCl2溶液中開始有白色沉淀,然后沉淀慢慢消失CaCO3不溶于水而Ca(HCO3)2溶于水B將用砂紙打磨過的鋁條插入濃HNO3溶液中鋁條上有無色氣體逸出砂紙打磨過的鋁條,其表面的氧化鋁被除去,內(nèi)層的鋁可與硝酸反應(yīng)生成H2 C實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯,先在干燥的試管中加入3mL濃硫酸,再緩慢加入乙醇和冰醋酸的混合物飽和Na2CO3溶液上有油狀液體生成,且有果香味乙醇和冰醋酸在濃硫酸的催化下發(fā)生取代反應(yīng)D實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水的方法收集Cl2集氣瓶水面下降,瓶內(nèi)充滿黃綠色氣體飽和食鹽水能有效降低Cl2在水中的溶解度2.向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進(jìn)行如下操作,結(jié)論正確的是()
操作現(xiàn)象結(jié)論A向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4在管口觀察到紅棕色氣體HNO3分解生成了NO2B在鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)后的溶液中滴加無色酚酞試液無明顯現(xiàn)象酸堿恰好完全反應(yīng)C用潔凈鉑絲蘸取溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)火焰呈黃色原溶液中有Na+,但也可能有K+D滴加稀NaOH溶液,將濕潤紅色石蕊試紙置于試管口試紙不變藍(lán)原溶液中無NH+4四、物質(zhì)的分離與提純
【高考題回放】
例1.(2013?北京理綜)用下圖所示裝置檢驗(yàn)乙烯時(shí)不需要除雜的是()
乙烯的制備試劑X試劑YACH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱H2OKMnO4酸性溶液BCH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱H2OBr2的CCl4溶液CC2H5OH與濃H2SO4加熱至170℃NaOH溶液KMnO4酸性溶液DC2H5OH與濃H2SO4加熱至170℃NaOH溶液Br2的CCl4溶液解析:A、B選項(xiàng)乙烯中的雜質(zhì)主要為乙醇,乙醇可使KMnO4褪色,故必須用水除去;乙醇不能使Br2的CCl4溶液褪色,故不需要除去,即B選項(xiàng)不需要除雜。C、D選項(xiàng)乙烯中的雜質(zhì)主要為乙醇、SO2,其中乙醇、SO2均可使KMnO4褪色,需用氫氧化鈉溶液除去;盡管乙醇不能使Br2的CCl4溶液褪色,但SO2在有H2O(g)存在的情況下能使Br2的CCl4溶液褪色,故需用氫氧化鈉溶液除雜。答案為B。
例2.(2013?安徽理綜)二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)洗滌濾渣A的目的是為了除去(填離子符號),檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是,濾渣B的主要成分是。
(3)萃取是分離稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,TBP(填“能”或“不能”)與水互溶。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol?L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3+),消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。
解析:(1)由流程圖可知,利用濾渣A最終可回收鈰,故可推知濾渣A中含有CeO2和不溶于鹽酸的SiO2。濾液A中的溶質(zhì)則為Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成的FeCl3。濾渣A是從FeCl3溶液中過濾得到,故洗滌濾渣A的目的是除去表面沾附的Fe3+;檢驗(yàn)是否洗凈的方法是:取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈,反之未洗凈(其他合理答案也可)。
(2)第②步是在酸性條件下,CeO2與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng),CeO2中Ce4+被還原為Ce3+,則H2O2被氧化為O2,故離子方程式為:2CeO2+H2O2+6H+2Ce3++O2+4H2O;結(jié)合(1)中分析,可知濾渣B的主要成分是SiO2。
(3)TBP可作為從水溶液中萃取鈰離子的萃取劑,可知TBP不能與水互溶;萃取操作用到的儀器是分液漏斗。
(4)利用電子守恒、原子守恒可得關(guān)系式:Ce(OH)4~Ce3+~Fe2+。由此可得0.536g樣品中含有m[Ce(OH)4]=2500×10-3L×01000mol?L-1×208g?mol-1=052g,所以產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為052g÷0536g×100%=970%。
規(guī)律總結(jié):要想輕松破解物質(zhì)的分離與提純,考生在平時(shí)的學(xué)習(xí)中,不僅要掌握中學(xué)化學(xué)中的重要代表性物質(zhì)和離子的性質(zhì)、區(qū)別、檢驗(yàn)方法,還要掌握除雜的基本原則。此部分內(nèi)容除以選擇題形式呈現(xiàn)外,往往會融合在工藝流程題中考查。若這樣的試題與工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,將實(shí)驗(yàn)融入生產(chǎn)和科學(xué)研究中,試題的難度就會增大,需要考生認(rèn)真研究試題提供的背景信息,讀懂題意,聯(lián)想、回憶已學(xué)的化學(xué)知識,清楚每一步操作的目的和意義,注重細(xì)節(jié)和方法,仔細(xì)推敲判斷,綜合應(yīng)用化學(xué)知識分析處理問題。工藝流程題是以能力立意的試題,所謂細(xì)節(jié)決定成敗,在此類試題里表現(xiàn)尤其突出。
【能力提升】
實(shí)驗(yàn)室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、Br-等離子的鹵水為主要原料制備無水CaCl2和Br2,流程如下:
(1)操作Ⅰ使用的試劑是,所用主要儀器的名稱是。
(2)加入溶液W的目的是。用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH,可以除去Mg2+。由表中數(shù)據(jù)可知,理論上可選擇的pH最大范圍是。酸化溶液Z時(shí),使用的試劑為。
開始沉淀時(shí)的pH沉淀完全時(shí)的pHMg2+9.611.0Ca2+12.2c(OH-)=1.8mol?L-1五、物質(zhì)的鑒定與鑒別
【高考題回放】
例1.(2011?重慶理綜)不能鑒別AgNO3、BaCl2、K2SO3和Mg(NO3)2四種溶液(不考慮它們間的相互反應(yīng))的試劑組是()
A.鹽酸、硫酸
B. 鹽酸、氫氧化鈉溶液
C.氨水、硫酸
D. 氨水、氫氧化鈉溶液
解析:四種物質(zhì)均屬于無色無味的溶液,因此利用其物理性質(zhì)無法鑒別,只能利用其化學(xué)性質(zhì)的差別進(jìn)行區(qū)分。鹽酸、硫酸均與K2SO3反應(yīng)生成刺激性氣體SO2,鹽酸、硫酸也均與AgNO3反應(yīng)生成白色沉淀,但硫酸可與BaCl2反應(yīng)生成白色沉淀。氨水、氫氧化鈉溶液均與AgNO3、Mg(NO3)2反應(yīng)生成白色沉淀氫氧化銀和氫氧化鎂,氫氧化銀不穩(wěn)定,會分解生成黑色的Ag2O,但如果氨水過量氫氧化銀會溶解生成銀氨溶液,由以上分析不難看出,D選項(xiàng)無法鑒別這四種溶液。答案為D。
例2.(2013?浙江理綜)現(xiàn)有一瓶標(biāo)簽上注明為葡萄糖酸鹽(鈉、鎂、鈣、鐵)的復(fù)合制劑,某同學(xué)為了確認(rèn)其成分,取部分制劑作為試液,設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn):
已知:控制溶液pH=4時(shí),F(xiàn)e(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀。
該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是()
A.根據(jù)現(xiàn)象1可推出該試液中含有Na+
B.根據(jù)現(xiàn)象2可推出該試液中并不含有葡萄糖酸根
C.根據(jù)現(xiàn)象3和4可推出該試液中含有Ca2+,但沒有Mg2+
D.根據(jù)現(xiàn)象5可推出該試液中一定含有Fe2+
解析:由于在焰色反應(yīng)之前的操作中加了NaOH、Na2CO3溶液,所以不能確定原溶液中是否含有Na+,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。葡萄糖酸根中不存在醛基,所以無法用是否發(fā)生銀鏡反應(yīng)來判斷葡萄糖酸根的存在,B選項(xiàng)錯(cuò)誤?,F(xiàn)象3說明無Mg2+,現(xiàn)象4說明存在Ca2+,C選項(xiàng)正確。由于之前加過H2O2,最后檢測到Fe3+,可能是原復(fù)合制劑中Fe2+被氧化得到的,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為C。
規(guī)律總結(jié):物質(zhì)的鑒定與鑒別,要求考生不僅要掌握不同物質(zhì)或離子性質(zhì)上的差異,尤其是具有明顯外觀現(xiàn)象的特征反應(yīng),還要掌握在有干擾離子存在的情況下如何鑒別、鑒定某些物質(zhì)或離子,且有較好的語言組織能力。試題有的以選擇題形式呈現(xiàn),也有的結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際來考查,使學(xué)生學(xué)會從化學(xué)的視角去解決生活中遇到的實(shí)際問題。一般試題的難度適中,側(cè)重考查考生思維的嚴(yán)密性和知識的應(yīng)用能力。
【能力提升】
1.只用一種試劑即可區(qū)別NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等8種無色溶液,這種試劑為()
A.硫酸B.氨水
C.FeCl3溶液 D.鹽酸
2.下列各組物質(zhì)的溶液,不用其他試劑就可以將它們區(qū)別開的是()
A.C6H5OH、C2H5OH、CH3COOH、AgNO3、FeCl3
B.NaOH、Na2CO3、NaAlO2、Na2S2O3、HCl
C.NaOH、Al2(SO4)3、NaHSO4、Na2CO3、MgSO4
D.BaCl2、Na2SO4、CaCl2、Ca(NO3)2、Na2CO3
六、實(shí)驗(yàn)裝置的選用與連接
【高考題回放】
例1.(2012?北京理綜)下列實(shí)驗(yàn)中,所選裝置不合理的是()
A.分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,選④
B.用CCl4提取碘水中的碘,選③
C.用FeCl2溶液吸收Cl2,選⑤
D.粗鹽提純,選①和②
解析:乙酸乙酯不溶于水,分離Na2CO3溶液和乙酸乙酯,應(yīng)該選用分液裝置③,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。其余均正確。答案為A。
例2.(2013?海南化學(xué))下圖所示儀器可用于實(shí)驗(yàn)室制備少量無水FeCl3,儀器連接順序正確的是()
A.a(chǎn)-b-c-d-e-f-g-h
B.a-e-d-c-b-h-i-g
C.a(chǎn)-d-e-c-b-h-i-g
D.a-c-b-d-e-h-i-f
解析:裝置順序?yàn)椋褐坡葰?,除雜(HCl、水蒸氣),制備FeCl3,用堿處理尾氣,需注意洗氣瓶中導(dǎo)管為“長進(jìn)短出”,可知B正確。答案為B。
規(guī)律總結(jié):裝置的選用和連接,首先需要考生對各裝置進(jìn)行認(rèn)真分析和研究,仔細(xì)推敲和思考題中所給儀器和裝置的功能、作用及使用注意事項(xiàng),聯(lián)系所學(xué)過的實(shí)驗(yàn)知識和技能,根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃磉x擇儀器。有時(shí)裝置連接和組合方式不止一種,考生要根據(jù)設(shè)計(jì)的不同操作程序,從中比較、篩選,全面、周密地思考,才能得出最佳方案。
【能力提升】
某化學(xué)興趣小組同學(xué),用下列各儀器裝置制取乙烯,并用過量的氧氣將C2H4氧化成CO2和H2O,測定乙烯中碳、氫兩種元素的質(zhì)量比?;卮鹣铝袉栴}:
(1)該同學(xué)受實(shí)驗(yàn)室制備C2H2的啟發(fā),擬從CaC2、ZnC2、Al4C3、Mg2C2、Li2C2中選擇一種試劑與水反應(yīng)來制備乙烯,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)若產(chǎn)生的氣體由左向右流向,各裝置導(dǎo)管的連接順序是:G接E、F接、接、接A、B接J。
(3)裝置甲的作用是;裝置己的作用是。
(4)裝置戊中CuO的作用是。
(5)實(shí)驗(yàn)前稱得甲、乙兩裝置的質(zhì)量分別為m1g和n1g,實(shí)驗(yàn)完畢,稱得甲、乙兩裝置的質(zhì)量分別變?yōu)閙2g和n2g,則乙烯分子中碳原子和氫原子個(gè)數(shù)比為(列出算式)。
(6)若戊中沒有CuO,則測定結(jié)果(填“偏高”、“偏低”或“不變”,下同);若不接丙裝置,則測定結(jié)果。
七、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)
【高考題回放】
例1.(2013?四川理綜)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中,一段時(shí)間后將鐵絲取出。為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物,將溶液中的Ag+除盡后,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)??蛇x用的試劑:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)請完成下表:
操作現(xiàn)象結(jié)論取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入KSCN溶液,振蕩存在Fe3+取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入,振蕩存在Fe2+ 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+。
Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性
用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置A加熱AgNO3固體,產(chǎn)生紅棕色氣體,在裝置D中收集到無色氣體。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后,試管中殘留固體為黑色。
(2)裝置B的作用是。
(3)經(jīng)小組討論并驗(yàn)證該無色氣體為O2,其驗(yàn)證方法是。
(4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出設(shè)想】試管中殘留的黑色固體可能是:.Ag;.Ag2O;.Ag和Ag2O。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組為驗(yàn)證上述設(shè)想,分別取少量黑色固體,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)編號操 作現(xiàn) 象a加入足量氨水,振蕩黑色固體不溶解b加入足量稀硝酸,振蕩黑色固體溶解,并有氣體產(chǎn)生【實(shí)驗(yàn)評價(jià)】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),不能確定固體產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)是(填實(shí)驗(yàn)編號)。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有。
解析:(1)Fe3+與KSCN反應(yīng)生成Fe(SCN)3紅色溶液,F(xiàn)e2+與K3[Fe(CN)6]反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,故看到溶液變紅色說明含有Fe3+,加入K3[Fe(CN)6]看到有藍(lán)色沉淀,說明溶液中含有Fe2+。
(2)裝置B連接反應(yīng)裝置A和除雜裝置C,為防止C裝置中的水進(jìn)入加熱的試管,所以B裝置起到安全瓶作用,防倒吸。
(3)氧氣可使帶火星的木條復(fù)燃,據(jù)此可用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi),若復(fù)燃,則說明是O2。
(4)由信息知氨水能溶解Ag2O,因此實(shí)驗(yàn)a可確定產(chǎn)物只含Ag;Ag、Ag2O 均可溶于稀硝酸,但只有Ag與稀硝酸反應(yīng)放出氣體,故實(shí)驗(yàn)b只能確定含有Ag,不能判斷是否含有Ag2O。答案為:b;Ag、NO2、O2。
例2.(2012?福建理綜)實(shí)驗(yàn)室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如下圖所示)。
(1)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先檢查裝置氣密性,接下來的操作依次是(填序號)。
A.往燒瓶中加入MnO2粉末
B.加熱
C.往燒瓶中加入濃鹽酸
(2)制備反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度,探究小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案:
甲方案:與足量AgNO3溶液反應(yīng),稱量生成的AgCl質(zhì)量。
乙方案:采用酸堿中和滴定法測定。
丙方案:與已知量CaCO3(過量)反應(yīng),稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。
丁方案:與足量Zn反應(yīng),測量生成的H2體積。
繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn):
①判定甲方案不可行,理由是。
②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。
a.量取試樣20.00mL,用0.1000 mol?L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗2200mL,該次滴定測得試樣中鹽酸濃度為mol?L-1;
b.平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。
[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]
④進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn):裝置如下圖所示(夾持器具已略去)。
(i)使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將轉(zhuǎn)移到中。
(ii)反應(yīng)完畢,每間隔1分鐘讀取氣體體積,氣體體積逐次減小,直至不變。氣體體積逐次減小的原因是(排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素)。
【解析】本題主要考查氣體物質(zhì)的制備、基本實(shí)驗(yàn)操作和簡單計(jì)算能力,意在考查考生的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評價(jià)能力。(2)①根據(jù)反應(yīng)離子方程式MnO2+4H++2Cl- Mn2++2H2O+Cl2,可以看出反應(yīng)殘余液中c(Cl-)>c(H+),用甲方案測得的是c(Cl-),而不是c(H+)。②據(jù)c(鹽酸)?V(鹽酸)=c(NaOH)?V(NaOH),c(鹽酸)=c(NaOH)?V(NaOH)V(鹽酸)=22.00mL×0.1000mol?L-120.00mL=0.1100 mol?L-1。③由于Ksp(MnCO3)<Ksp(CaCO3),過量的CaCO3要轉(zhuǎn)化為一部分MnCO3,由于M(MnCO3)>M(CaCO3),故最終剩余的固體質(zhì)量增加,導(dǎo)致測得的c(H+)偏小。④如果把殘余清液轉(zhuǎn)移到鋅粒中,則Y形管內(nèi)壁就會附著一些清液;鋅與鹽酸反應(yīng)放熱,因此,冷卻后氣體的體積縮小。
答案為:(1)ACB
(2)①殘余清液中,n(Cl-)>n(H+)(其他合理答案均可)
②0.1100③偏小
④(i)鋅粒殘余清液(按序?qū)懗鰞身?xiàng))(ii)裝置內(nèi)氣體尚未冷至室溫
規(guī)律總結(jié):設(shè)計(jì)、評價(jià)和探討實(shí)驗(yàn)方案是近年逐漸趨熱的一種試題類型。解答這類試題時(shí),考生要在明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼幕A(chǔ)上,從物質(zhì)流動是否順暢、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明顯、藥品和儀器選擇是否恰當(dāng)、實(shí)驗(yàn)步驟是否簡單、實(shí)驗(yàn)操作是否安全、獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、有無環(huán)境污染、產(chǎn)品是否純凈等方面加以評價(jià)和探究。
【能力提升】
實(shí)驗(yàn)室用濃鹽酸和MnO2加熱制Cl2并用Cl2和Ca(OH)2反應(yīng)制少量漂白粉,現(xiàn)已知反應(yīng):2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,溫度稍高即發(fā)生副反應(yīng):6Cl2+6Ca(OH)25CaCl2+Ca(ClO3)2+6H2O?,F(xiàn)有三個(gè)學(xué)生分別設(shè)計(jì)的三套實(shí)驗(yàn)裝置如下:
(1)請從以下六個(gè)方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點(diǎn)作出評價(jià),并選擇符合題目要求的選項(xiàng)填在空格內(nèi)(用字母表示):
a.不易控制反應(yīng)速率
b.容易控制反應(yīng)速率
c.有副反應(yīng)發(fā)生
d.可防止副反應(yīng)發(fā)生
e.污染環(huán)境
f.可防止環(huán)境污染
甲裝置:優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)。
乙裝置:優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)。
丙裝置:優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)。
(2)請從上述甲、乙、丙裝置中選取合理的組成部分,組裝一套較完善的實(shí)驗(yàn)裝置,裝置各部分按氣流從左到右的方向是(用字母表示)。
(3)實(shí)驗(yàn)中若取12mol/L鹽酸50mL與足量MnO2反應(yīng),最終生成Ca(ClO)2的物質(zhì)的量是0.15mol(填“大于”、“小于”或“等于”),其可能原因是(假設(shè)各步反應(yīng)均無反應(yīng)物質(zhì)損耗,且無副反應(yīng)發(fā)生)。
八、探究性實(shí)驗(yàn)試題
【高考題回放】
例1.(2011?安徽理綜)地下水中硝酸鹽造成的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。文獻(xiàn)報(bào)道某課題組模擬地下水脫氮過程,利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng),探究脫氮原理及相關(guān)因素對脫氮速率的影響。
(1)實(shí)驗(yàn)前:①先用0.1mol?L-1 H2SO4洗滌Fe粉,其目的是,然后用蒸餾水洗滌至中性;②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5;③為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入(寫化學(xué)式)。
(2)下圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中,測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時(shí)間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式。t1時(shí)刻后,該反應(yīng)仍在進(jìn)行,溶液中NH+4的濃度在增大,F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大,可能的原因是。
(3)該課題組對影響脫氮速率的因素提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:溶液的pH;
假設(shè)二:;
假設(shè)三:;
……
(4)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,寫出實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論。
(已知:溶液中的NO-3濃度可用離子色譜儀測定)
實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論:
解析:(1)用酸洗滌Fe粉,其目的是去除鐵粉表面的氧化物等雜質(zhì)。為防止空氣中的O2對脫氮的影響,應(yīng)向KNO3溶液中通入性質(zhì)不活潑的氣體,故應(yīng)通入廉價(jià)易得的N2。
(2)由圖像可以看出反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物的微粒名稱,故t1時(shí)刻前該反應(yīng)的離子方程式為:4Fe+NO-3+10H+4Fe2++NH+4+3H2O。t1時(shí)刻后,該反應(yīng)仍在進(jìn)行,溶液中NH+4的濃度在增大,F(xiàn)e2+的濃度卻沒有增大,可能的原因是生成的Fe2+水解;又因溶液的pH值變化很小,故也可能是與溶液中的OH-結(jié)合。
(3)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。假設(shè)一指的就是濃度,本反應(yīng)是在溶液中進(jìn)行的,可知壓強(qiáng)對反應(yīng)速率基本沒有影響,又無催化劑可言,故答案為溫度、鐵粉顆粒大小。
(4)注意應(yīng)用括號中有關(guān)NO-3濃度測定方法的信息,答案為:
實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)論:
①分別取等體積、等濃度的KNO3溶液于不同試管中;
②調(diào)節(jié)溶液呈酸性且pH各不相同,并通入N2;
③分別向上述溶液中加入足量等質(zhì)量的同種Fe粉;
④用離子色譜儀測定相同反應(yīng)時(shí)間時(shí)各溶液中NO-3的濃度。
若pH不同的KNO3溶液中,測出的NO-3濃度不同,表明pH對脫氮速率有影響,否則無影響
例2.(2013?安徽理綜)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O2-7轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4?24H2O]即可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)在25℃下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。
實(shí)驗(yàn)
編號初始pH廢水樣品
體積/mL草酸溶液
體積/mL蒸餾水
體積/mL①4601030②5601030③560測得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O2-7濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖所示。
(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為(填化學(xué)式)。
(3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明;實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=mol?L-1?min-1(用代數(shù)式表示)。
(4)該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)4?24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:Fe2+起催化作用;
假設(shè)二:;
假設(shè)三:;
……
(5)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。[除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O2-7的濃度可用儀器測定]
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論解析:(1)本實(shí)驗(yàn)是調(diào)節(jié)不同的pH和草酸溶液用量做對比實(shí)驗(yàn),三組中①和②是調(diào)節(jié)不同的初始pH,②與③pH相同,所以只能調(diào)節(jié)草酸溶液用量,并且每次實(shí)驗(yàn)反應(yīng)混合液總體積是100mL,故表格中空格處應(yīng)各填20。即2020。
(2)草酸中碳元素為+3價(jià),因此草酸被氧化后生成+4價(jià)的CO2。
(3)實(shí)驗(yàn)①、②只是反應(yīng)的pH不同,但圖像平陡不一樣,可知溶液的pH對反應(yīng)速率有影響;結(jié)合c(Cr2O2-7)隨時(shí)間的變化圖,可知v(Cr3+)=2v(Cr2O2-7)
=2(c0-c1)t1mol?L-1?min-1
(4)鐵明礬溶液中存在Fe2+、Al3+、SO2-4,均有可能起催化作用,因此假設(shè)二、三分別是:Al3+起催化作用;SO2-4起催化作用。
(5)可采用對比實(shí)驗(yàn),逐一驗(yàn)證其催化作用的離子,如用等物質(zhì)的量明礬代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬,控制其他實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)①相同,通過看相同時(shí)間內(nèi)c(Cr2O2-7)的變化,從而得知假設(shè)一是否正確。答案為:
實(shí)驗(yàn)方案
(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O 代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)①相同,進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中c(Cr2O2-7)大于實(shí)驗(yàn)①中c(Cr2O2-7),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2O2-7)相同,則假設(shè)一不成立規(guī)律總結(jié):探究性試題具有更強(qiáng)的問題性、實(shí)踐性和開放性,是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為明顯特征而立足于科學(xué)方法和科學(xué)態(tài)度養(yǎng)成的問、思、悟、用四者相結(jié)合的一種題型。探究性試題會因考查考生綜合能力的層次和探究知識內(nèi)容的不同而不同,開放度比較大,提出的問題也是復(fù)雜、多角度的,但一般都顧及考生知識背景、認(rèn)識水平及興趣愛好,只要考生從總體上把握科學(xué)探究的目的和要求,按照科學(xué)探究的過程、步驟,注意從問題的由來中尋找解決問題的知識、原理和方法,明察秋毫、由因索果,就一定能從不同的層面和角度解決問題。
【能力提升】
有一種昆蟲信息素的化學(xué)式為C18H34O,已知該信息素是一種含有二種官能團(tuán)的鏈狀化合物,其中的氧元素不以醚鍵形式存在。某同學(xué)利用自己所學(xué)的知識確認(rèn)該信息素中所含官能團(tuán)(所含官能團(tuán)都是中學(xué)化學(xué)常見的)。
(1)該信息素比相同碳原子的烷烴少個(gè)氫原子。
(2)提出假設(shè):
假設(shè)1:該信息素中含有羥基和。
假設(shè)2:該信息素中含有羰基和。
假設(shè)3:該信息素中含有碳碳雙鍵和醛基。
(3)現(xiàn)基于假設(shè)3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,請把下面表格填寫完整。
限選用的試劑和儀器:新制的銀氨溶液、酸性高錳酸鉀溶液、溴水,一支裝有信息素的試管、滴管、熱水浴、酒精燈、燒杯。實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:步驟2:(4)該同學(xué)認(rèn)為可先用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)碳碳雙鍵的存在,然后再檢驗(yàn)醛基的存在,試對他的做法作出評價(jià)。
【有機(jī)化學(xué)部分】
一、有機(jī)物的區(qū)分與鑒別
【高考題回放】
例1.(2011?全國卷Ⅱ)下列敘述錯(cuò)誤的是()
A.用金屬鈉可區(qū)分乙醇和乙醚
B.用高錳酸鉀酸性溶液可區(qū)分己烷和3己烯
C.用水可區(qū)分苯和溴苯
D.用新制的銀氨溶液可區(qū)分甲酸甲酯和乙醛
解析:與金屬鈉反應(yīng)生成氫氣的是乙醇,不反應(yīng)的是乙醚,A選項(xiàng)正確。不能使高錳酸鉀溶液褪色的是己烷,能褪色的是3己烯,B選項(xiàng)正確。液體分層,油層在上的是苯,油層在下的是溴苯,C選項(xiàng)正確。甲酸甲酯和乙醛均含有醛基,都能發(fā)生銀鏡反應(yīng),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為D。
例2.(2013?海南化學(xué))下列鑒別方法不可行的是()
A.用水鑒別乙醇、甲苯和溴苯
B. 用燃燒法鑒別乙醇、苯和四氯化碳
C.用碳酸鈉溶液鑒別乙醇、乙酸和乙酸乙酯
D. 用酸性高錳酸鉀溶液鑒別苯、環(huán)己烯和環(huán)己烷
解析:A選項(xiàng)可鑒別,與水互溶的是乙醇;與水不互溶,油層在上的是甲苯,油層在下的是溴苯。B選項(xiàng)可鑒別,可燃無煙的是乙醇,燃燒產(chǎn)生黑煙的是苯,不能燃燒的是四氯化碳。C選項(xiàng)可鑒別,與碳酸鈉溶液互溶的是乙醇,反應(yīng)產(chǎn)生氣體的是乙酸,分層的是乙酸乙酯。D選項(xiàng)不可鑒別,能使高錳酸鉀溶液褪色的是環(huán)己烯,不能褪色的是苯和環(huán)己烷,且油層都在上,二者無法再鑒別。答案為D。
規(guī)律總結(jié):有機(jī)化合物的區(qū)分與鑒別,不僅要求考生掌握各類官能團(tuán)的性質(zhì)以及各官能團(tuán)性質(zhì)上的差異,還要注意應(yīng)用有機(jī)物的溶解性、密度等物理性質(zhì)。有機(jī)物的區(qū)分與鑒別往往是物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)并用,這點(diǎn)要特別注意。
【能力提升】
1.只用水就能鑒別的一組物質(zhì)是()
A.苯、乙酸、四氯化碳
B.乙醇、乙醛、乙酸
C.乙醛、乙二醇、硝基苯
D.苯酚、乙醇、甘油
2.用一種試劑把乙醛、乙酸、苯酚、苯乙烯、溴苯、苯區(qū)別開來,應(yīng)選()
A.FeCl3溶液B.銀氨溶液
C.溴水D.新制Cu(OH)2
二、有機(jī)物的分離和提純
【高考題回放】
例1.(2013?全國新課標(biāo)卷Ⅰ)下列實(shí)驗(yàn)中,所采用的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是()
選項(xiàng)目的分離方法原理A分離溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3中混雜的NaCl重結(jié)晶氯化鈉在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大解析:A選項(xiàng)錯(cuò),萃取的原則之一是兩種溶劑互不相溶,而乙醇易溶于水,故不能作萃取劑。B選項(xiàng)錯(cuò),乙酸乙酯和乙醇互溶,用分液法無法分離。C選項(xiàng)錯(cuò),重結(jié)晶可以分離KNO3中混雜的NaCl,是因?yàn)镵NO3的溶解度受溫度影響變化比NaCl大。答案為D。
例2.(2012?上?;瘜W(xué))下列有機(jī)化合物中均含有酸性雜質(zhì),除去這些雜質(zhì)的方法中正確的是()
A.苯中含苯酚雜質(zhì):加入溴水,過濾
B.乙醇中含乙酸雜質(zhì):加入碳酸鈉溶液洗滌,分液
C.乙醛中含乙酸雜質(zhì):加入氫氧化鈉溶液洗滌,分液
D.乙酸丁酯中含乙酸雜質(zhì):加入碳酸鈉溶液洗滌,分液
解析:溴與苯酚反應(yīng)生成的三溴苯酚可溶于苯,無法過濾,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。乙酸與碳酸鈉反應(yīng)生成的醋酸鈉溶液與乙醇互溶,無法除去雜質(zhì),B選項(xiàng)錯(cuò)誤。乙酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成的醋酸鈉溶液與乙醛互溶,無法分液,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為D。
規(guī)律總結(jié):分離、提純有機(jī)物的常用方法是蒸餾、萃取、分液等,考生不僅要掌握重要代表物的化學(xué)性質(zhì),還要關(guān)注其物理性質(zhì)。有機(jī)物易溶于有機(jī)物而難溶于水,利用此特性分離提純有機(jī)物常用的方法是:尋找一種無機(jī)物與雜質(zhì)反應(yīng),在雜質(zhì)分子上引入無機(jī)離子,使其轉(zhuǎn)化成易溶于水的物質(zhì),從而與主成分分開。
【能力提升】
1.除去下列有機(jī)物括號內(nèi)的雜質(zhì),所用試劑和分離方法正確的是。
①渾濁的苯酚溶液(水)―過濾②乙醇(水)―蒸餾③溴乙烷(乙醇)―加水,分液④乙酸乙酯(乙醇)―加濃硫酸和乙酸,加熱⑤乙醇(溴乙烷)―NaOH溶液,蒸餾⑥乙酸乙酯 (乙酸和乙醇)―飽和Na2CO3溶液,分液
2.除去下列四組物質(zhì)括號內(nèi)的雜質(zhì),可用同一試劑或同一方法的是()
①C2H4(SO2)②C2H2(H2S)③硝基苯(NO2)④溴苯(Br2)
A.NaOH溶液B.KMnO4溶液
C.鹽酸D.萃取
三、課本實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸
【高考題回放】
例1.(2012?全國新課標(biāo)理綜)溴苯是一種化工原料,實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
苯溴溴苯密度/g?cm-30.883.101.50沸點(diǎn)/℃8059156水中溶解度微溶微溶微溶按下列合成步驟回答問題:
(1)在a中加入15mL無水苯和少量鐵屑,在b中小心加入4.0mL液態(tài)溴。向a中滴入幾滴溴,有白色煙霧產(chǎn)生,是因?yàn)樯闪藲怏w。繼續(xù)滴加至液溴滴完。裝置d的作用是。
(2)液溴滴完后,經(jīng)過下列步驟分離提純:
①向a中加入10mL水,然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑;
②濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用是;
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾。加入氯化鈣的目的是。
(3)經(jīng)以上分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為,要進(jìn)一步提純,下列操作中必須的是(填入正確選項(xiàng)前的字母)。
A.重結(jié)晶B.過濾
C.蒸餾D.萃取
(4)在該實(shí)驗(yàn)中,a的容積最適合的是(填入正確選項(xiàng)前的字母)。
A.25mLB.50mL
C.250mLD.500mL
解析:(1)溴苯的制取是課本中原有實(shí)驗(yàn),這里延伸到提純產(chǎn)物。苯與溴反應(yīng)生成HBr,HBr極易溶于水,在三口瓶中形成白霧。d中NaOH吸收生成的HBr和揮發(fā)出的Br2。
(2)②NaOH溶液洗滌的作用是除去溴苯中的HBr和未反應(yīng)的Br2。③氯化鈣易潮解,加氯化鈣的目的是吸水干燥。
(3)粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)是苯,因苯與溴苯沸點(diǎn)不同,應(yīng)用蒸餾法分離,即選C。
(4)15mL苯、4.0mL溴,液體總體積約19mL,根據(jù)加熱時(shí)液體的體積不超過燒瓶容量的1/2,應(yīng)選B。
例2.(2012?廣東理綜)苯甲酸廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè)。某同學(xué)嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸。
反應(yīng)原理:
CH3+2KMnO4COOK+KOH+2MnO2+H2O
COOK+HClCOOH+KCl
實(shí)驗(yàn)方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時(shí)間后停止反應(yīng),按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。
已知:苯甲酸分子量122,熔點(diǎn)122.4℃,在25℃和95℃時(shí)溶解度分別為0.3g和6.9g;純凈固體有機(jī)物一般都有固定熔點(diǎn)。
(1)操作Ⅰ為 ,操作Ⅱ?yàn)?。
(2)無色液體A是,定性檢驗(yàn)A的試劑是,現(xiàn)象是。
(3)測定白色固體B的熔點(diǎn),發(fā)現(xiàn)其在115℃開始熔化,達(dá)到130℃時(shí)仍有少量不熔。該同學(xué)推測白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物,設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行提純和檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明推測正確。請?jiān)诖痤}卡上完成表中內(nèi)容。
序號實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論①將白色固體B加入水中,加熱溶解,、得到白色晶體和無色溶液②取少量濾液于試管中,生成白色沉淀濾液含Cl-③干燥白色晶體,白色晶體是苯甲酸(4)純度測定:稱取1.220品,配成100mL甲醇溶液,移取25.00mL溶液,滴定,消耗KOH的物質(zhì)的量為2.40×10-3 mol。產(chǎn)品中苯甲酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算表達(dá)式為,計(jì)算結(jié)果為(保留兩位有效數(shù)字)。
解析:教材簡單介紹了苯甲酸這種物質(zhì),這里拓展到苯甲酸的制取及其產(chǎn)物的提純。反應(yīng)后的苯甲酸鉀和未反應(yīng)的甲苯通過分液,分為有機(jī)相和水相,有機(jī)相主要是甲苯,水相主要是苯甲酸鉀。有機(jī)相通過無水硫酸鈉吸水后,再用蒸餾的方法,蒸出甲苯。水相苯甲酸鉀通過鹽酸酸化變?yōu)楸郊姿?,通過蒸發(fā)濃縮,多余HCl揮發(fā),冷卻過濾,得到苯甲酸白色固體。
(1)操作Ⅰ為分液;操作Ⅱ?yàn)檎麴s。
(2)無色液體A是甲苯,檢驗(yàn)甲苯可用酸性高錳酸鉀溶液,若紫紅色溶液褪色,即證明有甲苯。
(3)①將白色固體B加入水中,加熱溶解,冷卻、過濾。②檢驗(yàn)KCl只要檢驗(yàn)Cl-,取少量濾液于試管中,滴入硝酸酸化的AgNO3溶液。③根據(jù)信息和表格提示,白色晶體是苯甲酸,檢測方法是加熱使其融化,測其熔點(diǎn);熔點(diǎn)為122.4℃。
(4)苯甲酸與KOH按1∶1反應(yīng),因此25mL溶液中苯甲酸的物質(zhì)的量為2.4×10-3mol,故苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[(2.40×10-3×4×122)÷1.220]×100%=96%。
規(guī)律總結(jié):這類試題往往來源于課本中的某個(gè)實(shí)驗(yàn),然后加以適當(dāng)?shù)母淖兒吞岣?,體現(xiàn)常規(guī)中的不常規(guī)、平凡中的不平凡、熟悉中的不熟悉。這就要求教師要充分挖掘教材中的每一個(gè)實(shí)驗(yàn),看能否從變繁瑣為簡潔、變現(xiàn)象不明顯為效果顯著、變危險(xiǎn)(毒)實(shí)驗(yàn)為安全可靠實(shí)驗(yàn)、變污染為環(huán)保、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)等方面去思考、拓展。
【能力提升】
右圖是實(shí)驗(yàn)室制取乙炔的一種裝置。請?zhí)羁眨?/p>
(1)圖中A管的作用是。制取乙炔的化學(xué)方程式是。
(2)乙炔通入KMnO4酸性溶液中觀察到的現(xiàn)象是;乙炔發(fā)生了反應(yīng)。為了安全,點(diǎn)燃乙炔前應(yīng)。
(3)乙炔通入溴水中的化學(xué)反應(yīng)方程式是;在乙炔通入溴水實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)褪色后的溶液中有少許淡黃色渾濁,推測在制得的乙炔中含有的一種雜質(zhì)氣體是,它與溴水反應(yīng)的化學(xué)方程式是;在驗(yàn)證乙炔與溴的加成反應(yīng)中必須除去,請你選用下列四個(gè)裝置(可重復(fù)使用)來實(shí)現(xiàn)制取、除雜的目的,將它們的編號填入方框,并寫出裝置內(nèi)所放的化學(xué)藥品。
四、新有機(jī)物的制備
【高考題回放】
例1.(2012?浙江理綜)實(shí)驗(yàn)室制備苯乙酮的化學(xué)方程式為:
+(CH3CO)2OAlCl3COCH3+CH3COOH
制備過程中還有CH3COOH+AlCl3CH3COOAlCl2+HCl等副反應(yīng)。
主要實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如下:
(Ⅰ)合成:在三頸瓶中加入20g無水三氯化鋁和30mL無水苯,為避免反應(yīng)液升溫過快,邊攪拌邊慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL無水苯的混合液,控制滴加速率,使反應(yīng)液緩緩回流。滴加完畢后加熱回流1小時(shí)。
(Ⅱ)分離與提純:
①邊攪拌邊慢慢滴加一定量濃鹽酸與冰水混合液,分離得到有機(jī)層
②水層用苯萃取,分液
③將①②所得有機(jī)層合并,洗滌、干燥、蒸去苯,得到苯乙酮粗產(chǎn)品
④蒸餾粗產(chǎn)品得到苯乙酮
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱:;裝置b的作用:。
(2)合成過程中要求無水操作,理由是。
(3)若將乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三頸瓶,可能導(dǎo)致。
A.反應(yīng)太劇烈
B.液體太多攪不動
C.反應(yīng)變緩慢
D.副產(chǎn)物增多
(4)分離與提純操作②的目的是。該操作中是否可改用乙醇萃???(填“是”或“否”),原因是。
(5)分液漏斗使用前須并洗凈備用。萃取時(shí),先后加入待萃取液和萃取劑,經(jīng)振搖并后,將分液漏斗置于鐵架臺的鐵圈上靜置片刻,分層。分離上下層液體時(shí),應(yīng)先,然后打開活塞放出下層液體,上層液體從上口倒出。
(6)粗產(chǎn)品蒸餾提純時(shí),下列裝置中溫度計(jì)位置正確的是,可能會導(dǎo)致收集到的產(chǎn)品中混有低沸點(diǎn)雜質(zhì)的裝置是。
解析:(2)由于三氯化鋁與乙酸酐均極易水解,所以要求合成過程中應(yīng)該無水操作。(3)若將乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三頸瓶,可能會導(dǎo)致反應(yīng)太劇烈及產(chǎn)生更多的副產(chǎn)物。(4)水層用苯萃取分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出來以減少損失,由于乙醇能與水混溶,所以不能用酒精代替苯進(jìn)行萃取操作。(5)分液漏斗使用前須進(jìn)行檢漏,振搖后要進(jìn)行放氣操作,放下層液體時(shí),應(yīng)該先打開上口玻璃塞(或使塞上的凹槽對準(zhǔn)漏斗口上的小孔),然后再打開下面的活塞。(6)蒸餾裝置中溫度計(jì)位置正確的是C項(xiàng),A、B項(xiàng)的裝置容易導(dǎo)致低沸點(diǎn)雜質(zhì)混入收集到的產(chǎn)品中。
例2.(2011?浙江理綜)二苯基乙二酮常用作醫(yī)藥中間體及紫外線固化劑,可由二苯基羥乙酮氧化制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式及裝置圖(部分裝置省略)如下:
COCHOH+2FeCl3COCO+2FeCl2+2HCl
在反應(yīng)裝置中,加入原料及溶劑,攪拌下加熱回流。反應(yīng)結(jié)束后加水煮沸,冷卻后即有二苯基乙二酮粗產(chǎn)品析出,用70%乙醇水溶液重結(jié)晶提純。重結(jié)晶過程:
加熱溶解活性炭脫色趁熱過濾冷卻結(jié)晶抽濾洗滌干燥
請回答以下問題:
(1)寫出裝置圖中玻璃儀器的名稱:a,b。
(2)趁熱過濾后,濾液冷卻結(jié)晶。一般情況下,下列哪些因素有利于得到較大的晶體。
A.緩慢冷卻溶液
B.溶液濃度較高
C.溶質(zhì)溶解度較小
D.緩慢蒸發(fā)溶劑
如果溶液發(fā)生過飽和現(xiàn)象,可采用、等方法促進(jìn)晶體析出。
(3)抽濾所用的濾紙應(yīng)略(填“大于”或“小于”)布氏漏斗內(nèi)徑,將全部小孔蓋住。燒杯中的二苯基乙二酮晶體轉(zhuǎn)入布氏漏斗時(shí),杯壁上往往還粘有少量晶體,需選用液體將杯壁上的晶體沖洗下來后轉(zhuǎn)入布氏漏斗,下列液體最合適的是。
A.無水乙醇
B.飽和NaCl溶液
C.70%乙醇水溶液
D.濾液
(4)上述重結(jié)晶過程中的哪一步操作除去了不溶性雜質(zhì):。
……
解析:(1) a是三頸瓶;b是球形冷凝器或冷凝管。
(2)溶液濃度越高,溶質(zhì)溶解度越小,蒸發(fā)或冷卻越快,得到的晶體越小;過飽和主要是缺乏晶種,用玻璃棒摩擦,加入晶種或?qū)⑷萜鬟M(jìn)一步冷卻都能解決。答案為:AD;用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁或加入晶種。
(3)濾紙應(yīng)略小于布氏漏斗內(nèi)徑;用濾液(即飽和溶液)洗滌容器能減少產(chǎn)品的溶解損失。答案為:小于;D。
(4)趁熱過濾除不溶物,冷卻結(jié)晶和抽濾除可溶雜質(zhì)。答案為:趁熱過濾。
規(guī)律總結(jié):這類試題雖然出現(xiàn)的都是一些新物質(zhì),但設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)處處都有課本實(shí)驗(yàn)的影子,其特點(diǎn)是出自于課本,但不拘泥于課本知識,是將中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)雙基知識置于新的情境之中,進(jìn)行儀器組裝、或?qū)嶒?yàn)操作、或數(shù)據(jù)分析、或現(xiàn)象描述等基本知識點(diǎn)的考查,在考查考生自學(xué)能力、思維能力和綜合分析能力方面加強(qiáng)了力度。試題來源于教材,高于教材,考核全面,思維量大,區(qū)分度好,是值得高度重視的命題方向。
【能力提升】
某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1丁醇,查閱資料得知一條合成路線:
CH3CH=CH2+CO+H2一定條件CH3CH2CH2CHOH2Ni,CH3CH2CH2CH2OH
(1)用CO2在高溫下與木炭反應(yīng)生成CO的實(shí)驗(yàn)裝置圖如下,請根據(jù)裝置圖填寫下表。
儀器標(biāo)號儀器中所加物質(zhì)作用B飽和NaHCO3溶液C濃硫酸D干燥木灰粉ENaOH溶液(2)制備裝置A中小試管的作用是。
(3)用2丙醇制取丙烯,方程式為;制丙烯時(shí),還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣,該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體,混合氣體通過試劑的順序是(填序號)。
①飽和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水④無水CuSO4 ⑤品紅溶液
(4)正丁醛經(jīng)催化加氫得到含少量正丁醛的1丁醇粗品,為純化1丁醇,該小組查閱文獻(xiàn)得知:①R―CHO+NaHSO3(飽和)RCH(OH)SO3Na;②沸點(diǎn):乙醚34℃,1丁醇118℃,并設(shè)計(jì)出如下提純路線:
試劑1為,操作1為,操作2為,操作3為。
【趨勢與策略】
研究近幾年的高考試題不難發(fā)現(xiàn),高考實(shí)驗(yàn)題的考查主要有以下特點(diǎn):重視對學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)操作能力的考查,注重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對原理的探究,注重對教材典型實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸,重視對學(xué)生綜合能力的考查和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。因此建議化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)從以下幾方面入手:
(1)熟悉常見的實(shí)驗(yàn)基本操作,力求實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)化。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)過程中,應(yīng)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)的基本操作、藥品的變質(zhì)與保存、氣體的制備、離子的鑒定、物質(zhì)的鑒別、檢驗(yàn)、推斷等進(jìn)行專題復(fù)習(xí),以鞏固雙基,總結(jié)規(guī)律,由點(diǎn)到面,形成知識網(wǎng)絡(luò)。
(2)認(rèn)真對待教材實(shí)驗(yàn),許多高考實(shí)驗(yàn)試題都是對教材實(shí)驗(yàn)的重新組合、創(chuàng)新改編得到的,因此在復(fù)習(xí)中,將教材中的一些具有代表性的典型實(shí)驗(yàn)重新學(xué)習(xí),盡量進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、改進(jìn)和創(chuàng)新,力求對實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行深入拓展和挖掘,逐一理解深化,培養(yǎng)多角度、多層次地思考問題和解決問題的能力。
(3)重視實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和評價(jià),掌握評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的常見角度和方法,并通過實(shí)驗(yàn)習(xí)題的訓(xùn)練,激活思維、培養(yǎng)技能,提升用實(shí)驗(yàn)解決化學(xué)問題的能力,突破高考獲得高分的“瓶頸”。
參考答案:
【無機(jī)化學(xué)部分】
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作
1.B解析:分液時(shí)根據(jù)“下流上倒”的原則,打開活塞讓下層液體全部流出,關(guān)閉活塞,上層液體從上口倒出,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。碳酸氫鈉受熱易分解產(chǎn)生CO2,而碳酸鈉受熱無變化,B選項(xiàng)正確。0.50mol?L-1H2SO4溶液與水混合,混合溶液的體積不是兩者的簡單之和,C 選項(xiàng)錯(cuò)誤。NH+4的檢驗(yàn)方法:加入氫氧化鈉溶液,加熱,在試管口放濕潤的紅色石蕊試紙,如果變藍(lán),則有NH+4存在,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為B。
2.①③⑤解析:①漏斗可用于過濾,過濾是一種分離混合物的方法,故①是。②容量瓶是配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的儀器,故②不是。③蒸餾燒瓶是用于蒸餾實(shí)驗(yàn)的容器,蒸餾是一種分離物質(zhì)的方法,故③是。④量筒是用來量取液體藥品的儀器,故④不是。⑤分液漏斗是分離互不相溶的液體混合物的儀器,故⑤是。⑥滴定管是用來量取溶液的體積或進(jìn)行滴定操作的儀器,故⑥不是。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的選用
D解析:①食鹽溶液的濃縮結(jié)晶,缺少用于加熱的酒精燈;②除去BaSO4中的BaCO3是將固體樣品溶于鹽酸后過濾、洗滌,因此缺少組成過濾器的漏斗;③配制一定物質(zhì)的量濃度的NaCl溶液,需要稱取一定質(zhì)量的NaCl,因此缺少稱量用的托盤天平;④除去NaBr溶液中少量的NaI,需將溴水加入含有少量NaI的NaBr溶液,充分反應(yīng)后再進(jìn)行萃取操作,因此缺少分液漏斗。答案為D。
三、實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論的綜合考查
1.D解析:將過量的CO2通入CaCl2溶液中不會有白色沉淀產(chǎn)生,更不會出現(xiàn)沉淀慢慢消失的現(xiàn)象,因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤。鋁與硝酸反應(yīng)有NO2生成,沒有H2生成,鋁條上有紅棕色氣體逸出,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。乙醇和冰醋酸用濃硫酸做催化劑,還需要加熱才能生成乙酸乙酯,且藥品加入次序有誤,C選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案為D。
2.C解析:向裝有Fe(NO3)2溶液的試管中加入稀H2SO4,H+、NO-3與Fe2+反應(yīng),生成的NO在管口被空氣中的O2氧化成紅棕色的NO2,NO2不是HNO3分解生成,因此A選項(xiàng)不正確。在酸堿中和反應(yīng)后的溶液中滴加無色酚酞試液,無明顯現(xiàn)象,除說明酸堿恰好完全反應(yīng)外,還可能是酸過量,故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。觀察鉀元素的焰色反應(yīng)要用藍(lán)色的鈷玻璃濾去黃光,而本實(shí)驗(yàn)中沒有透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察,所以不能排除K+,C選項(xiàng)正確。因?yàn)榘睔鈽O易溶于水,如果銨鹽和稀強(qiáng)堿溶液反應(yīng),不加熱時(shí)產(chǎn)生的氨氣不會揮發(fā)出來,紅色石蕊試紙就不會變藍(lán)色,所以D選項(xiàng)不正確。答案為C。
四、物質(zhì)的分離與提純
(1)CCl4分液漏斗
(2)除去SO2-411.0~12.2鹽酸
解析:(1)由題意知操作Ⅰ為分液,而含溴的溶液從下層分離,說明所用萃取劑密度比水大,應(yīng)為CCl4,分液的主要儀器為分液漏斗。
(2)加入W的目的是除去SO2-4;用調(diào)節(jié)pH的方法除去Mg2+,故應(yīng)使Mg2+完全沉淀而Ca2+不沉淀,pH的最大范圍為110~122;酸化溶液時(shí),為不引入雜質(zhì)應(yīng)選鹽酸。
五、物質(zhì)的鑒定與鑒別
1.C解析:A、D選項(xiàng)中的試劑無法區(qū)別NaBr、NaI、NaOH、NaSCN、C6H5OH,B選項(xiàng)中的試劑只能區(qū)分出AgNO3一種物質(zhì)。答案為C。
2.BC解析:A選項(xiàng)中,從顏色上可辨別出FeCl3,用已知的FeCl3可鑒別出C6H5OH、AgNO3,其余無法鑒別。B選項(xiàng)中,HCl與NaOH、Na2CO3、NaAlO2、Na2S2O3反應(yīng)的現(xiàn)象各不相同,可以鑒別。C選項(xiàng)中,兩兩混合可鑒別出Al2(SO4)3和Na2CO3,用已知的Na2CO3可鑒別出NaHSO4、MgSO4,剩下的是NaOH。在D選項(xiàng)中,兩兩混合可劃分出兩組,一組是Na2SO4、Na2CO3,另一組是BaCl2、CaCl2、Ca(NO3)2,具體物質(zhì)無法鑒別。故答案為BC。
六、實(shí)驗(yàn)裝置的選用與連接
(1)Mg2C2+4H2O2Mg(OH)2+C2H4
(2)HICD
(3)吸收燃燒產(chǎn)生的CO2氣體防止空氣中的CO2和H2O蒸氣進(jìn)入甲裝置,造成實(shí)驗(yàn)誤差
(4)氧化可能生成的CO
(5)m2-m144∶n2-n19
(6)偏低偏低
解析:(1)在幾種碳化物中,只有Mg2C2中的C是-2價(jià),故用Mg2C2制乙烯。
(2)乙烯經(jīng)干燥后即可氧化,燃燒產(chǎn)物要先吸收H2O,后吸收CO2,故連接順序是H、I、C、D。
(6)若戊中沒有CuO,則可能有少量C以CO形式散逸,(m2-m1)變小,造成測定結(jié)果偏低若不接丙裝置,則乙烯中含有水蒸氣,(n2-n1)變大,造成測量結(jié)果偏低。
七、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià)
(1)d;aeb f;cb;ce
(2)C或F、B、E
(3)小于隨著反應(yīng)的進(jìn)行鹽酸的濃度逐漸降低,當(dāng)變成稀鹽酸后就不再與MnO2反應(yīng),故生成的Cl2小于0.15mol,最終生成的Ca(ClO)2的物質(zhì)的量也小于0.15mol
解析:(1)甲裝置能對Cl2與消石灰的反應(yīng)混合物進(jìn)行冷卻,但濃鹽酸與MnO2直接混在一起加熱,不易控制反應(yīng)速率,且沒有尾氣處理裝置,故其優(yōu)點(diǎn)是d,缺點(diǎn)是ae。乙裝置中濃鹽酸與MnO2分開放置,能控制反應(yīng)速率,能對尾氣進(jìn)行處理,但不應(yīng)該用澄清石灰水代替消石灰,也沒有對Cl2與消石灰的反應(yīng)混合物進(jìn)行冷卻,故其優(yōu)點(diǎn)是b f,缺點(diǎn)是c。丙裝置中濃鹽酸與MnO2分開放置,能控制反應(yīng)速率,但沒有對Cl2與消石灰的反應(yīng)混合物進(jìn)行冷卻,也沒有尾氣處理裝置,故其優(yōu)點(diǎn)是b,缺點(diǎn)是ce。
(2)選取甲、乙、丙三個(gè)裝置中的優(yōu)點(diǎn),較完善的裝置組合是C、B、E或F、B、E。
八、探究性實(shí)驗(yàn)試題
(1)4
(2)碳碳叁鍵碳碳雙鍵
(3)
實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:向裝有信息素的試管中滴加足量的銀氨溶液,并將試管放在水浴中加熱若有銀鏡出現(xiàn),則說明信息素中含有醛基步驟2:步驟1實(shí)驗(yàn)完成后,待試管冷卻,用膠頭滴管向試管中滴加稀硫酸至中性,再滴加溴水或高錳酸鉀溶液,振蕩若溴水或高錳酸鉀溶液褪色,則說明信息素中含有碳碳雙鍵。(4)不正確,因酸性高錳酸鉀溶液在氧化碳碳雙鍵的同時(shí)也將醛基氧化
解析:(1)由不飽和度為2知,該信息素比相同碳原子的烷烴少4個(gè)氫原子。
(2)羥基的不飽和度為0,羰基的不飽和度為1,由總不飽和度為2知,假設(shè)1為:碳碳叁鍵,假設(shè)2為:碳碳雙鍵。
(3)新制的銀氨溶液是用來檢驗(yàn)醛基的,且不與碳碳雙鍵反應(yīng)。酸性高錳酸鉀溶液、溴水,既可與碳碳雙鍵反應(yīng)又可與醛基反應(yīng),所以要先檢驗(yàn)醛基,后檢驗(yàn)碳碳雙鍵。
【有機(jī)化學(xué)部分】
一、有機(jī)物的區(qū)分與鑒別
1.A解析:A選項(xiàng)中,加水后溶液分兩層,油層在上的是苯,油層在下的是四氯化碳,不分層的是乙酸,可鑒別。B選項(xiàng)中,加水后溶液全部不分層,無法鑒別。C選項(xiàng)中,加水后溶液分兩層的是硝基苯,乙醛、乙二醇無法鑒別。D選項(xiàng)中,固體的是苯酚,加水后乙醇、甘油全部溶于水,無法鑒別。答案為A。
2.C解析:A選項(xiàng)只可鑒別出苯酚,其余無法鑒別。B、D選項(xiàng)只可鑒別出乙醛,其余無法鑒別。加少量溴水,產(chǎn)生沉淀的是苯酚;溴水褪色,溶液不分層的是乙醛;溴水褪色,溶液分層的是苯乙烯;溴水不褪色,溶液不分層的是乙酸;溴水顏色變淺,溶液分層,上層顏色深的是苯,下層顏色深的是溴苯,C選項(xiàng)可鑒別。答案為C。
二、有機(jī)物的分離和提純
1.③⑤⑥解析:渾濁的苯酚溶液是乳濁液,過濾無法分離,①不正確。乙醇與水的混合物,應(yīng)該加生石灰反應(yīng)后再蒸餾,②不正確。溴乙烷不溶于水,乙醇可溶于水,③正確。乙醇與乙酸的酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),加濃硫酸和乙酸加熱,無法除去乙酸乙酯中的乙醇,④不正確。溴乙烷與NaOH反應(yīng)生成乙醇,然后蒸餾,⑤正確。 乙酸能與Na2CO3溶液反應(yīng),乙醇能溶于溶液中的水,⑥正確。答案為③⑤⑥。
2.A解析:雜質(zhì)SO2、H2S、NO2、Br2均可與NaOH反應(yīng),故可用NaOH溶液除去,A正確。①②通入NaOH溶液用洗氣法,③④加NaOH溶液后用分液法。答案為A。
三、課本實(shí)驗(yàn)的拓展和延伸
(1)調(diào)節(jié)水面高度以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2
(2)KMnO4溶液褪色氧化檢驗(yàn)乙炔的純度
(3)HCCH+Br2BrHCCHBr或CHCH+2Br2CHBrCHBrBrBrH2SBr2+H2SS+2HBr
c(電石、水)b(CuSO4溶液) b(CuSO4溶液) b(溴水)
解析:電石與H2O反應(yīng)劇烈,且生成Ca(OH)2糊狀物能堵塞啟普發(fā)生器內(nèi)部縫隙,造成危險(xiǎn);d裝置又被錯(cuò)誤地加上塞子,所以ad裝置不能選用。
四、新有機(jī)物的制備
(1)除去CO2中的HCl除去CO2中的水蒸氣與CO2反應(yīng)產(chǎn)生CO吸收未反應(yīng)的CO2
(2)可以通過控制加酸的量,來控制氣體產(chǎn)生的快慢;同時(shí)小試管中充滿鹽酸,可以起到液封的作用,防止反應(yīng)劇烈時(shí)氣體經(jīng)漏斗逸出
(3)(CH3)2CHOH催化劑CH2CHCH3+H2O④⑤①③②
(4)飽和NaHSO3溶液過濾萃取蒸餾
級別:省級期刊
榮譽(yù):中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)
級別:省級期刊
榮譽(yù):中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CJFD)
級別:北大期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級別:省級期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
級別:省級期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫