例谈“虚拟实验情景”类试题的解题策略

■丁荣昌

“给定实验情景”类试题，侧重考查同学们的观察能力、思维能力、实验能力和评价能力等。这类试题或根据实验目的，要求选择仪器、药品;或评价实验方案;或分析相关问题，提出自己的见解;或处理实验信息数据;或设计实验等。试题最大的特点是立意往往具有创新性，但其问题的设置具有一定的梯度，一般设问都能在课本上找到“影子”，这就为解决此类试题提供了足够的空间，同时，也为我们提供了一个很好的复习策略。现例析归纳如下，供同学们参考。

例题由一种短周期金属元素和一种非金属元素组成的化合物X，可与水发生复分解反应。某校兴趣小组用如图1所示装置(夹持装置略去)对其进行实验探究。

图1

(1)仪器G的名称是____，B中干燥红色石蕊试纸变蓝，则单质M的电子式为____。

(2)化合物X(相对分子质量为83)中含组成单质M的元素质量分数为16.9%，写出X与水反应的化学方程式：___。

(3)装置E中试剂Z为____(填化学式)，装置E的作用是____。

(4)若不通过E、F两装置，请设计实验方案证明D中发生了反应(不通过观察D中固体颜色发生变化)：___。

(5)若装置A中固体样品含有杂质(杂质不参与反应)，某同学通过测定F中单质M在标准状况下的体积和固体样品的质量，以确定固体样品中X的质量分数。判断该方案是否可行，并说明原因：___。

解析：本实验要求对“化合物X”进行探究，由题意可知，该物质可以水解，可以使干燥红色石蕊试纸变色，可以与CuO(弱氧化剂)反应。课本中的“影子”是Na3N可做汽车安全气囊。分析给定情景可以看出A应为水解验证装置，且水解后生成一种碱性气体，高中要求掌握的碱性气体只有NH3，因为NH3易溶于水，所以E为安全装置。

(1)仪器G的名称是分液漏斗。B中干燥红色石蕊试纸变蓝，说明A中产生了NH3，NH3与CuO在加热条件下反应生成的单质M为N2，其电子式为︰N︙︙N︰。(2)化合物X中含氮元素的质量分数为16.9%，X应为氮与活泼金属形成的氮化物。设X的化学式为M3Nx，则16.9%，解得x≈1，故M的相对原子质量为，则X为Na3N。Na3N与水反应的化学方程式为Na3N+3H2O══3NaOH+NH3↑。(3)装置E中试剂Z为CCl4，装置E的作用是吸收未反应的NH3并防止倒吸。(4)若不通过E、F两装置，可称量反应前后硬质玻璃管内固体物质的质量，通过固体质量的变化证明D中发生了反应(不通过观察D中固体颜色发生变化)。(5)该方案不可行，因为装置A中生成的NH3不可能完全与CuO反应。

点评：本题有点探究性实验的影子，此类题最大的特点是考查学生的化学思维方法，没有就实验本身下定论，而是要求学生自己开动脑筋进行探究，自己动手实验。探究性实验的设计和评价对大家的思维能力有较高层次的要求，它对同学们掌握科学知识和方法、体验科学过程、培养科学态度和思维习惯都具有不可替代的作用。解答探究性实验试题时，首先，要紧扣实验目的，这是解答后面所有设问的一个灵魂；其次，要注意寻找课本中所学过的实验模型，即找出其“影子”，从而把陌生的问题转化为相对熟悉的环境；最后，要注意化学用语的规范性，对于实验操作的描述要注意操作的完整性及连续性，切忌口语化。