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关于一道高考实验试题的商榷

2020-02-16李海萍

教书育人·教师新概念 2020年1期
关键词:商榷高考试题

李海萍

[摘 要] 对2018年全国I卷26题进行分析,认为在试题命制上应优先考虑科学性,但也不可忽视其实践性,应将两者有机结合,注意思维缜密性的同时,进行科学设问。

[关键词] 高考;实验;试题;商榷

【原题】(2018年全国I卷·26)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]是晶体,颜色呈砖红色,易溶于酸,难溶于“冷水”,常以氧气吸收剂的身份用于气体分析中。制备的一般方法:利用金属锌作还原剂,在封闭体系中,将+3价的铬还原为+2价的铬;醋酸钠溶液再与+2价铬作用生成[(CH3COO)2Cr·2H2O]。制备装置如右图。

(1)实验中溶解醋酸钠、c中加入的蒸馏水需煮沸后迅速冷却,目的是 ,仪器a是 。

(2)将氧化铬和锌粒(过量)固体放于c中,加入蒸馏水少量,连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。①c中的溶液由绿色变蓝,反应的离子方程式为 。②同时c中产生气体的作用是 。

(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是       ;d中析出沉淀(砖红色)。分离出沉淀的操作是、 、洗涤、干燥。

(4)指出d装置的不足之处                   。

【解析】题目以醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂”为线索,设置有关问题。其中,有醋酸亚铬的制备、提纯;实验装置中氧气的排除;实验过程中蒸馏水中氧气的排除;实验产品获得时氧气的干扰排除等。任何实验中只要是排空气、煮沸水,即是排除空气中氧气的干扰,题目中醋酸亚铬用作氧气吸收剂,在封闭体系中将+3价的铬还原为+2价的铬,说明醋酸亚铬具有强还原性,易被氧化,蒸馏水煮沸后迅速冷却,是排除氧气的干扰。(1)结合上述分析,煮沸蒸馏水只有一个目的:排除水中溶解的氧气。迅速冷却则可认为是最终制得的醋酸亚铬难溶于冷水,言外之意是温度高则产率低。(2)①依题意可知,利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬则,即可推得:

Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+。②打开K2后,盐酸加入混合液中,此时过量锌与盐酸也同时发生反应Zn+2H+=Zn2++H2↑,H2用于排出装置内的氧气,防止氧化Cr2+。(3)c中产生氢气,压强增大,打开K3,关闭K1和K2后,c中溶液压入d中。结合题意,沉淀充分洗出,则需要低温无酸或少酸环境。洗涤的暗示则是洗涤沉淀,沉淀的获得则是降温,由此获得正确答案,即操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)d装置与大气相通,进入氧气氧化醋酸亚铬。

【答案】

(1)除去水中溶解氧分液漏斗

(2)Zn+2Cr3=Zn2++2Cr2+

②排除c中空气(3)c中产生H2压强大于大气压(冰浴)冷却;过滤(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬被氧气氧化

【分析】仔细分析第(2)问:②同时c中有气体產生,该气体的作用是 时会发现,氢气的密度小于氧气,打开K1、K2,关闭K3,相当于向下排空气法。结合仪器吸滤瓶即具支锥形瓶特点,氧气(空气)很难完全排出。当氢气的量达到支管口出,此时,氧气(空气)已经无法从支管沿导管排出!故此问的答案应为:尽可能排除c中空气,并为下一步将c中液体压入d中提供足够的压强。仔细分析第(3)问:打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 。感觉这一问似乎与上问有冲突,还有设问严密。我们知道,锌与盐酸反应是放热反应,如果不冷却,直接打开K3,关闭K1和K2,此时溶液温度高,不利于产品沉淀析出,再回头看第一问:蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,此时的迅速冷却已经没有多大意义。而进一步考虑温度升高的事实,则液体中溶解的氧气、吸滤瓶中残存的氧气由于温度升高加之生成的氢气,混合后基本可将空气排尽。因此,本问可改为“待c中温度降至室温后,打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ”更加合理一些。再回顾整个流程,吸滤瓶中可用三颈烧瓶代替,更可简化实验。本题可再添设一个问题:结合上述材料,请提出一个可切实改进的方案,并简明说出理由。在科学实验中,会对每一个方案进行论证,然后,探寻出简洁、合理、科学的方案设计以采用,无人会选择对一步能够做完的实验刻意增设多步且浪费资源的方案!因此,此题设置的问题稍有“任性”痕迹。答案则有不合理之处。这种考查笔者保留意见,不敢苟同。在试题命制上应优先考虑科学性,但也不可忽视其实践性,应将两者有机结合,注意思维缜密性的同时,进行科学设问。

参考文献:

[1]吴朝辉.几例高考化学试题的商榷及思考[J].化学教学,2016(5):95-97.

(责任编辑:吕研)

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