两道高考化学实验题赏析及启示
添加时间: 2006-5-26 3:22:36 作者: 化学参考 阅读次数:455 来源: http://www.d9soft.com
甲：①称取一定量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL；
②用PH试纸测出该溶液的PH值，即可证明HA是弱电解质。
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制PH＝1的两种酸溶液各100mL；
②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是 。
（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的PH 1（选填>、<、=）。
乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是 （多选扣分）。
a.装盐酸溶液的试管装放出H2的速率快。
b.装HA溶液的试管装放出H2的速率快。
c.两个试管中产生H2的速率一样快。
（3）请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处 。
（4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
【解析】该实验题是一个“袖珍”课题讨论，多角度设问，涉及仪器、结论的依据和现象及实验方案的评价，最后要求再提出一个简单可行的方案。试题融实验、理论、元素化合物、PH值的简单换算于一体。
（1）配制一定物质的量浓度溶液所必需的定量仪器是：容量瓶。
（2）甲方案中，0.1mol/L的弱酸HA，由于部分电离H＋的浓度小于0.1mol/L，PH应该大于1。乙方案中，同体积、PH＝1的弱酸HA和盐酸稀释相同倍数，由于盐酸完全电离，弱酸HA部分电离且存在电离平衡，稀释后PH（盐酸）>PH(HA)。
在两溶液中同时加入纯度相同的锌粒，弱酸HA溶液中放出的H2速率大。乙方案中，要求配制一定PH的弱酸溶液，但影响溶液的PH因素很多，如温度变化等，由此，配制PH＝1的弱酸HA溶液难以实现。不妥之处，因为固液反应，固体表面积对反应速率影响较大，仅用反应产生气体的速率来判断溶液中H＋浓度大小，说服力不强。
（4）要证明HA是弱酸的方法很多，简单易行的是测定NaAc溶液的PH值，PH>7，说明HA是弱酸。
【答案】（1）100mL容量瓶 （2）> b (3)配制PH＝1的溶液难以实现，不妥之处在于加入的锌粒难以做到表面积相同。（4）配制NaAc溶液，测其PH>7即证明HA是弱电解质。
【例2】（2002年上海高考26题）为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量的工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。
请你回答问题：
（1）写出甲同学实验之的两个主要的化学方程式 。
（2）甲同学设计的实验 （能或不能）验证乙炔与溴水发生加成反应，其理由是 。
（a）使溴水褪色的反应，未必是加成反应
（b）使溴水褪色的反应，就是加成反应
（c）使溴水褪色的物质，未必是乙炔
（d）使溴水褪色的物质，就是乙炔
（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是 ，它与溴水反应的化学方程式是 。验证过程中必须全部除去。
（4）请你选用上例四个装置（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。
（a） （b） （c） （d）
→ b → → d
（电石、水）（ ） （ ） （溴水）
（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用PH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是 。
【解析】本题设置了甲、乙、丙三位同学探究乙炔与溴水的加成反应的过程。甲同学仅将工业用电石与水反应产生的气体通入溴水中，观察到溴水褪色就断定其中发生了乙炔与溴的加成反应；乙同学观察力比较强，发现褪色后的溶液中有少许淡黄色浑浊，并推测乙炔中可能有少量杂质气体存在，进而提出必须先除去它，再与溴反应，这样证明才严格；丙同学的思维更加深刻，进一步提出还需用PH试纸来测定反应后溶液的酸性，确认发生的是加成而不是取代反应。该试题围绕这三位同学的讨论，设置了五个有关实验原理、装置和药品的选用、实验现象的分析及实验方案的合理设计探讨等一系列问题，展示了一个生动的探究性学习过程。
工业用电石除了主要成分CaC2外，还有CaS等杂质，故与水反应后除了生成乙炔气外，还有H2S等还原性杂质气体，它们也会与溴发生氧化还原反应而使溴水褪色，并生成淡黄色S沉淀，使溶液变浑浊。所以甲同学设计的放案并不严密：使溴水褪色的物质未必是乙炔；使溴水褪色的反应未必是加成反应。只有当丙同学用PH试纸测试了反应后溶液的酸性没有明显增强，才能否定取代反应的发生（发生取代反应必定生成HBr使溶液的酸性明显增强）。乙同学提出的先除去还原性气体杂质后再和溴发生加成反应的建议是十分正确的，那么如何帮助乙同学实现除杂的方案呢？根据题中第（4）问提供的四个装置和流程应包括四个步骤：①气体发生；②除去还原性杂质气体；③检验是否除尽；④和溴水发生加成。为了控制乙炔气的发生速度应选用装置（c）,而不应选用启普发生器（a）；H2S气体的除杂和吸收可用NaOH溶液或CuSO4溶液，最后观察和溴水加成的褪色现象，后三步都可选用洗气装置（b），而不能用（d）。
【答案】（1）CaC2 + 2H2O → C2H2↑+ Ca(OH)2
CHCH + Br2 → HCCH (2)不能 A、C （3）H2S + Br2→S↓+2HBr
Br Br
(4)c b CuSO4溶液 （5）如发生取代反应，必生成HBr，溶液的酸性将会明显增强，故可以用PH试纸验证。
通过上述两道高考化学实验题的分析，使我们看到了高考化学实验题发展的一个新的趋势：设置了“袖珍型”研究性实验题，考查学生自主学习的能力。同时也给中学化学的课堂教学提出了更高的要求，那就是在中学化学教学中要全面实施研究性学习活动，将研究性学习方法渗透到基础性和拓展型学习中，对教材中的实验要进行深加工，变演示实验为开放性实验和探究性实验，培养学生善于提出质疑的习惯并提出自己解决问题的方法或方案。
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