论文导读:可以展现微型化学实验仪器的应用。是化学中考最常见的微型化学实验命题形式。中考中的微型化学实验命题多以实验填空、计算题型为主。符合绿色化学的理念)。绿色化学,中考中的微型化学实验命题。
关键词:微型化学实验,中考,命题,绿色化学
笔者曾经认为指出从以微型实验为情境的化学习题入手开展习题教学,可以展现微型化学实验仪器的应用,对中学普及微型化学实验有深远意义[1][2]。近两年来,多处地区的中考化学命题果然开始重视融合微型化学实验素材,考查实验设计和评价能力的同时,通过评价方式的改革宣传绿色化学理念,进一步引导九年级化学实验教学中多用、巧用微型实验,也从一个巧妙的角度发挥“应试教育”的正面导向[3]。
近年来基于微型化学实验的中考命题主要以下面三种方式呈现。
1微型与常规仪器的对比
将微型化学实验仪器与常规仪器一起在题干中出现,供考生通过对比发现微型仪器优点并作出评价,是化学中考最常见的微型化学实验命题形式。
例1、(2009年广东肇庆)现有下列仪器或装置,请回答下列问题:
(1)略
(2)草酸(H2C2O4) 固体在浓硫酸作用下发生反应: H2C2O4======CO2↑+CO↑+H2O,若用该反应来制取CO,制气装置应选 (填字母);除去其中的CO2可选仪器AC,C中装入的试剂最好是 (填小写字母): a. 烧碱溶液 b. 浓硫酸 c. 澄清石灰水。
(3)点然CO前应进行的操作是;若用CO还原氧化铜粉末,应选装置 (填字母),其反应方程式为。
(4)右图为某种“微型”实验装置。如果G处装稀盐酸,H处放少量铁屑,则加热处的现象为;“微型塑料滴管”相当于上图实验装置中的(填字母);用微型仪器进行实验,除试剂用量极少以外,还可能具有的优点是 (写1点)。论文大全,绿色化学。
点评:本题主要考查CO的制备,CO、H2还原金属氧化物的性质以及相应实验的基本操作。其中第(4)展现微型仪器中的W管和微型塑料滴管替代常规实验仪器的功能。要想解决这套“奇怪装置”中发生的反应现象,其实就是要理解以下三点:①微型塑料滴管可逐滴滴加微少液体稀盐酸,替代分液漏斗;②W形管可以通过左右两侧的凹处来容纳试剂,由中间∧形弯管连接两侧,可将反应规模限制到微型级别。在左侧管中,可先用小药勺添加少量固体集中于凹处,用滴管滴加一两滴液体试剂与固体药品发生化学反应。当液体试剂与固体样品接触生反应时,产生气体,通过∧形弯管进入右侧管中,与其中检验试剂发现化学反应。本题中就是在左侧产生氢气,右侧发生还原金属氧化物的反应;③使用微型酒精灯,耗费燃料少——当然,正因为Fe2O3用量少,需要氢气少,才使需要热量少。第(4)问是本题的特色所在,通过开放性的问答考查学生评价实验能力,也促使学生对微型仪器的价值进行反思。论文大全,绿色化学。
第(4)问参考答案:暗红色粉末变为黑色;B;产生废物少(或减少污染、或加热需要热量少、或反应时间短、或利于分组及家庭实验。合理均给分)
与例1类似的还有广东汕头的中考题。
例2、(2009年广东汕头)下列图( I )是部分常用化学仪器或装置,图(Ⅱ)是部分“微型”化学仪器或装置(用“微型”仪器做实验,其试剂用量和废物排放量是通常用量的l/10或更少,符合绿色化学的理念)。对比图(I)图(Ⅱ)回答以下问题:

(1) 图( I )中A、B的名称分别是 、;若用D装置除去O2 中的水蒸气,则D中应装入的液体是,气体应从口通入(填字母)。
(2)用图(Ⅱ)中的“微型”仪器做实验,固体只需极少量、液体用量也很少(或只需1~2小滴),相对用图(I)仪器做实验的优点是(填序号):
①节约药品用量②能完全消除实验污染
③方便个人或家庭实验④若需加热也能节约燃料
(3)图( I )中的C装置的作用相当于图(II)中的装置(填字母),它们在实验操作上的共同优点是通过控制来控制反应速度。
(4)图( I )中的C装置和图(II)中的“多用途U型管”(是在U型管中套人一个底部有小孔的具支试管)都可用做“固一液”反应制取气体。若在反应进行中分别将两装置的橡胶管中部夹上铁夹,可能出现的现象是:C装置;
“多用途U型管”。
点评:在例1设问的基础上,例2提供新型的微型化学实验仪器图片作为情境,通过发掘仪器外观异同,进一步思考仪器功能替代。第(2)问也是考查学生在临场接受新仪器信息后对微型仪器的操作进行评价,与例1不同的是提供了四个选项,降低开放性的目的主要是为了便于中考阅卷。本题还增加了常规仪器与微型仪器对比的提问比重,在(3)、(4)中,学生需要思考九年级化学教材中常规的“固+液(无须加热)”的实验装置该如何利用新型的微型仪器来完成。答案开放性较大,只要合理均可给分。
参考答案: (1)胶头滴管(或滴管) ,试管,浓硫酸,a;(2 )①③④ ; (3) d ,液体(溶液)加人量, (4)橡胶塞冲出(或锥形瓶爆炸);液体和固体分离,反应停止。
2 创新装置的应用与评价
教材的经典实验在试题中的重现,毕竟案例有限,所以还得依赖于创新与改进的新颖实验。中考化学试题中常常以期刊中的创新实验装置为载体,在渗透微型化学实验的多功能和绿色化学观念等优点时考查学生的信息迁移能力与实验设计能力。
例3、(2009年鄂州)某同学在学完《分子和原子》后,对教材中的图3-8所示的实验进行了如图所示的改进:
请回答下列小题。论文大全,绿色化学。
(1)在小试管中加入2~3片氢氧化钠固体的作用是。
(2)滴入2~3滴浓氨水后,在C处可观察到的现象是。
(3)改进后的装置除操作简单、现象明显、药品用量少、省时等优点外,还有一个显著的优点是。
点评:本题取材于以绿色化学的理念和方法为核心的化学实验装置设计,原文[4]以一套简约装置实现多个实验的应用,氢氧化钠固体、浓氨水用量少,整个实验装置在封闭体系中进行,无污染,也体现了微型化学实验设计理念。该题在考查溶解放热、氨水挥发、分子运动以及酚酞遇碱变红等知识点的同时,更通过优点评价引导学生反思实验装置的简约性、环保性和安全性。
参考答案:(1)固体氢氧化钠溶解时放出的热量,加快了氨气从浓氨水中逸出的速率;(2)滤纸条变红;(3)实验在封闭体系中进行,对环境无污染。
例4、(2010年鄂州)下图是二氧化碳的制取和性质实验的微型一体化装置图,该装置的气密性良好。
(1)挤压胶头,滴入稀盐酸。论文大全,绿色化学。过一会儿,用燃着的木条放在微型集气瓶口,如果,则说明二氧化碳已收集满。论文大全,绿色化学。
(2)生成的二氧化碳在装置内与1、2处的溶液反应,1处的反应现象是,2处生成了白色沉淀。
(3)用橡胶塞塞紧微型集气瓶口,再反复挤压几次胶头。一段时间,氢气化钠溶液被吸进了微型气体实验器和微型集气瓶中。这是由于(用化学方程式表示)的缘故。
点评:本题以对于考生陌生的的微型装置为载体,考查二氧化碳的制取、收集、验满及化学性质等,情境新颖,但落点比较基础。
参考答案:
(1)木条火焰熄灭;(2)紫色石蕊溶液变红;(3)2NaOH + CO2==Na2CO3 + H2O
3 微型实验的计算反思
将微型化学实验与计算综合,是体现定性实验与定量思维综合渗透的落点之一。通过对微型实验中药品用量和产生污染物质量的计算,可以让考生发现其绿色化学的特色就在于此。
例5、(2009年重庆)微型化学实验使用药品的量很少,产生的废弃物也很少,因此被誉为绿色环保的化学实验。用右图微型仪器完成制取并检验CO2的实验只消耗了0.55 g 10%的盐酸。论文大全,绿色化学。求:
(1)产生CO2的质量是多少克?(结果保留三位小数)
(2)如果10%的盐酸密度为1.1g/cm3,消耗盐酸的体积是多少毫升?
(3)通常完成这个实验大约需10%的盐酸5mL,这是微型实验用药量的多少倍?
点评:本题主要考查根据化学方程式的计算、溶质的质量分数计算以及二氧化碳的实验室制法。以微型化学实验做背景,通过计算方法讨论微型实验的价值,是本题的最大亮点。
参考答案:(1)设生成二氧化碳的质量为x。
CaCO2+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
73 44
0.55 g×10% x
==
x=0.033g (1分)
(2)消耗盐酸的体积为=0.5mL;
(3)它是微型实验用药量的=10(倍);
综上可见,中考中的微型化学实验命题多以实验填空、计算题型为主,目前已有命题设问通常从常规仪器与微型仪器的特点比较入手,考查集中在体现绿色化学理念的微型仪器优点评价方面,这种导向有利于九年级化学教学一线推广微型化学实验,但命题角度还是比较单一。笔者认为有待于联系当前课改实际、中考趋势进一步拓展和升华。例如近年来,以微型仪器为载体的科学探究实验设计也涌现出不少案例,值得命题者和化学习题研究人员关注。微型化学实验与常规化学实验相比,一样能提供符合教学需要的实验内容,更能提供多个相关实验的优化设计过程和满足使用者自主探究的基本条件。以微型化学实验论文素材命题,为学生训练探究思维和评价能力提供了一个适宜的平台,也为一线化学教师提供了论文作者巧妙的探究思路,有助于教师拓宽视野。此类试题可以全程呈现实验进程,但提问开放,关注学生的实验反思和创新,不强调标准答案[5]。
参考文献:
[1]陈凯,柳闽生,薛蒙伟.化学习题中的微型化学实验[J].中学化学教学参考.2007.(12):53
[2]陈凯,周志华.基于微型化学实验论文的命题[J].化学教学,2009,(8):91-94.
[3]陈凯,胡益民.新课程高中化学习题教学浅谈[J].化学教育.2005.理解和实施高中化学新课程专刊:190-191.
[4]谢丹敏,夏小琴.基于绿色化化学实验装置的设计与应用[J].化学教学,2009,(4):15-17
[5]陈凯,周志华.推广微型化学实验的新举措[J].内蒙古民族大学学报,2009,(4):28-30.
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