论文部分内容阅读
1.定量实验问题的一般模型
定量实验问题都有一个需要测量的量(目的量),但是通常的情形是目的量无法直接测量,而是通过另外的可以测量出来的量(可测量)计算而求得。目的量是依题的设计而定,它可以是相对原子质量,相对分子质量,质量分数,结晶水的分子数,甚至是分子组成等。可测量是试题考查的核心之所在,可测量决定化学实验所需要的仪器和装置、实验步骤的先后次序、测量结果的读取与记录、误差存在的可能性、实验过程中需要注意的事项。中学化学中接触的可测量只有固体物质的质量、气体的体积,用去的酸或碱溶液的体积三种。对于气体质量和气体体积,一般采用间接的方法来测定。其中,气体质量一般根据气体的某些性质(如酸碱性)、采用合适的吸收剂(如浓硫酸、碱石灰)和实验装置(如洗气瓶、干燥管)来吸收,通过测量吸收装置吸收前后质量差得到气体的质量;对于一些无法用试剂直接吸收的气体,通常采用排水量气法测量它们的体积,根据排出的水的体积来确定气体的体积。
2.定量实验误差分析
构成实验误差的因素是多方面的,中学阶段仅对由于操作不当引起的实验误差进行讨论和判断,主要从以下两方面设题:在假定实验过程中其他操作均正确的前提下,判断由于某一项操作不当,对实验结果的影响(偏高、偏低或无影响);已知实验产生了误差,判断在给定的操作中,可能是由哪项引起的。
3.解答定量实验综合题的一般思维方法
我们可以得出解答定量实验习题的一般方法,归纳起来有如下几点:①阅读题干,弄清目的量;②根据题中信息,寻找出涉及的化学反应原理;③确定可测量,并与相关的教材实验相比较;④从可测量出发明确所需仪器和装置;⑤用可测量通过化学计算原理求得最终的目的量。
4.典型题解析
1.结合定量实验考查基本操作及误差分析
【例1】(2007年宁夏)以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。
实验用品:硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、托盘天平
实验步骤:
①准确称量一个干净、干燥的坩埚;
②在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样,称重,将称量过的试样放入研钵中研细,再放回到坩埚中;
③将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;
④将步骤③中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重;
⑤将步骤④中的坩埚再加热一定时间,放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作,直至两次称量结果不变;
⑥根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。
分析该方案并回答下面问题:
(1)完成本实验还需要的实验用品是______________。
(2)指出实验步骤中存在的错误并改正:______________________。
(3)硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是________________________。
(4)步骤⑤的目的是________________________。
(5)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是(填序号)
A.试样中含有加热不挥发的杂质
B.试样中含有加热易挥发的杂质
C.测试前试样已有部分脱水
D.实验前坩埚未完全干燥
E.晶体加热脱水不完全
F.加热时晶体溅出
【解析】本题是一个定量实验,实验的目的是测定硫酸钠晶体中结晶水的质量分数。
(1)根据实验步骤结合已经给知的实验仪器,可以得出使用坩埚时必须使用坩埚钳进行挟持。因实验需要加热坩埚,因此需要使用酒精灯、泥三角等仪器。
(2)将各步实验进行观察和分析,会发现步骤②中的称量存在问题:若先称量样品再在研钵中研细,必然会导致部分样品附着在研钵上而损失部分样品。正确的操作应为先用研钵将样品研细,再进行称量。
(3)硫酸钠晶体加热失去结晶水后生成的无水硫酸钠,若在空气中冷却又会重新吸水生成硫酸钠晶体,因此应将失水后的硫酸钠放于干燥器中进行冷却。
(4)实验步骤⑤的目的是保证试样脱水完全。
(审稿:冬镜寰编校:蔡瑞杰)
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
定量实验问题都有一个需要测量的量(目的量),但是通常的情形是目的量无法直接测量,而是通过另外的可以测量出来的量(可测量)计算而求得。目的量是依题的设计而定,它可以是相对原子质量,相对分子质量,质量分数,结晶水的分子数,甚至是分子组成等。可测量是试题考查的核心之所在,可测量决定化学实验所需要的仪器和装置、实验步骤的先后次序、测量结果的读取与记录、误差存在的可能性、实验过程中需要注意的事项。中学化学中接触的可测量只有固体物质的质量、气体的体积,用去的酸或碱溶液的体积三种。对于气体质量和气体体积,一般采用间接的方法来测定。其中,气体质量一般根据气体的某些性质(如酸碱性)、采用合适的吸收剂(如浓硫酸、碱石灰)和实验装置(如洗气瓶、干燥管)来吸收,通过测量吸收装置吸收前后质量差得到气体的质量;对于一些无法用试剂直接吸收的气体,通常采用排水量气法测量它们的体积,根据排出的水的体积来确定气体的体积。
2.定量实验误差分析
构成实验误差的因素是多方面的,中学阶段仅对由于操作不当引起的实验误差进行讨论和判断,主要从以下两方面设题:在假定实验过程中其他操作均正确的前提下,判断由于某一项操作不当,对实验结果的影响(偏高、偏低或无影响);已知实验产生了误差,判断在给定的操作中,可能是由哪项引起的。
3.解答定量实验综合题的一般思维方法
我们可以得出解答定量实验习题的一般方法,归纳起来有如下几点:①阅读题干,弄清目的量;②根据题中信息,寻找出涉及的化学反应原理;③确定可测量,并与相关的教材实验相比较;④从可测量出发明确所需仪器和装置;⑤用可测量通过化学计算原理求得最终的目的量。
4.典型题解析
1.结合定量实验考查基本操作及误差分析
【例1】(2007年宁夏)以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。
实验用品:硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、托盘天平
实验步骤:
①准确称量一个干净、干燥的坩埚;
②在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样,称重,将称量过的试样放入研钵中研细,再放回到坩埚中;
③将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;
④将步骤③中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重;
⑤将步骤④中的坩埚再加热一定时间,放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作,直至两次称量结果不变;
⑥根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。
分析该方案并回答下面问题:
(1)完成本实验还需要的实验用品是______________。
(2)指出实验步骤中存在的错误并改正:______________________。
(3)硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是________________________。
(4)步骤⑤的目的是________________________。
(5)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是(填序号)
A.试样中含有加热不挥发的杂质
B.试样中含有加热易挥发的杂质
C.测试前试样已有部分脱水
D.实验前坩埚未完全干燥
E.晶体加热脱水不完全
F.加热时晶体溅出
【解析】本题是一个定量实验,实验的目的是测定硫酸钠晶体中结晶水的质量分数。
(1)根据实验步骤结合已经给知的实验仪器,可以得出使用坩埚时必须使用坩埚钳进行挟持。因实验需要加热坩埚,因此需要使用酒精灯、泥三角等仪器。
(2)将各步实验进行观察和分析,会发现步骤②中的称量存在问题:若先称量样品再在研钵中研细,必然会导致部分样品附着在研钵上而损失部分样品。正确的操作应为先用研钵将样品研细,再进行称量。
(3)硫酸钠晶体加热失去结晶水后生成的无水硫酸钠,若在空气中冷却又会重新吸水生成硫酸钠晶体,因此应将失水后的硫酸钠放于干燥器中进行冷却。
(4)实验步骤⑤的目的是保证试样脱水完全。
(审稿:冬镜寰编校:蔡瑞杰)
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”