例谈开放型化学试题的求解

2020-11-25孙小勇

中学生数理化(高中版.高考理化) 2020年4期

■孙小勇

开放型化学试题是指条件不唯一,或解题方法多样化,或答案具有不确定性的试题。这类试题不拘泥于形式,为同学们提供了较大的思维空间,其考查知识源于教材又高于教材,取材于生活又回归于生活,体现了现行教育改革对同学们的“双基”学习能力和创新能力的关注。求解开放型化学试题时,同学们的思维应具备广阔性、灵活性、敏捷性、发散性和创造性。

一、条件开放型试题

当题目给出结论要求探寻该结论成立应具备的条件,且满足结论成立的条件不唯一时,就构成了条件开放型试题。同学们在求解此类试题时,需要从问题的结论出发,逆向探寻条件,提出假想,并论证假想的可行性。

例1已知一种固体化合物由C、H、O、Cu四种元素组成。向盛有该化合物的试管中加入稀盐酸,产生大量气泡,固体逐渐溶解,得到蓝绿色溶液。经测定这种蓝绿色溶液是氯化铜溶液。

(1)探究产生的气体是什么。猜想：

①可能是氢气；

②_____；

③_____。

实验：请你针对猜想②和③中的一种设计实验,验证你的猜想。

(2)从蓝绿色溶液中提取金属铜。现利用该溶液制取金属铜,过程如图1所示。

①操作1 的名称为_____,完成该实验需要的主要仪器有____,加入过量A 的目的是____,反应的化学方程式为____。

②加入过量B 的目的是____,如何确定此目的已经达到?____。

解析：(1)因为蓝绿色溶液是氯化铜溶液,所以可以猜想产生的气体可能是氧气,也可能是二氧化碳,还可能是甲烷。当产生的气体是氧气时,可以通过实验“用带火星的木条试验,木条复燃”来证明；当产生的气体是二氧化碳时,可以通过实验“将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊”来证明；当产生的气体是甲烷时,可以通过实验“将气体点火,气体能燃烧,用干而冷的烧杯罩在火焰上,烧杯内壁出现水珠,迅速将烧杯倒过来,注入少量澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊”来证明。

(2)从蓝绿色溶液中提取金属铜,需要先加入比铜活泼的金属,如铁或锌等,且要求所加入的铁或锌等必须过量,以达到把溶液中的Cu2+全部置换出来的目的。然后经过过滤得到固体。最后在滤渣中加入盐酸,利用铁(锌等)与铜的活泼性不同将铁(锌等)除去,滴加盐酸至溶液中不再有气泡产生,铁(锌等)就被完全除去了。因此操作1的名称是过滤,完成该实验需要的主要仪器有带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯。加入过量A 的目的是使溶液中的氯化铜完全反应,反应的化学方程式为Fe+CuCl2==FeCl2+Cu(或Zn+CuCl2==ZnCl2+Cu等)。加入过量B的目的是完全除去过量的A,溶液中不再有气泡产生,说明目的已经达到。