例談開放型化學(xué)試題的求解

■孫小勇

開放型化學(xué)試題是指條件不唯一,或解題方法多樣化,或答案具有不確定性的試題。這類試題不拘泥于形式,為同學(xué)們提供了較大的思維空間,其考查知識(shí)源于教材又高于教材,取材于生活又回歸于生活,體現(xiàn)了現(xiàn)行教育改革對(duì)同學(xué)們的“雙基”學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的關(guān)注。求解開放型化學(xué)試題時(shí),同學(xué)們的思維應(yīng)具備廣闊性、靈活性、敏捷性、發(fā)散性和創(chuàng)造性。

一、條件開放型試題

當(dāng)題目給出結(jié)論要求探尋該結(jié)論成立應(yīng)具備的條件,且滿足結(jié)論成立的條件不唯一時(shí),就構(gòu)成了條件開放型試題。同學(xué)們在求解此類試題時(shí),需要從問題的結(jié)論出發(fā),逆向探尋條件,提出假想,并論證假想的可行性。

例1已知一種固體化合物由C、H、O、Cu四種元素組成。向盛有該化合物的試管中加入稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡,固體逐漸溶解,得到藍(lán)綠色溶液。經(jīng)測定這種藍(lán)綠色溶液是氯化銅溶液。

(1)探究產(chǎn)生的氣體是什么。猜想：

①可能是氫氣；

②_____；

③_____。

實(shí)驗(yàn)：請你針對(duì)猜想②和③中的一種設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證你的猜想。

(2)從藍(lán)綠色溶液中提取金屬銅。現(xiàn)利用該溶液制取金屬銅,過程如圖1所示。

①操作1 的名稱為_____,完成該實(shí)驗(yàn)需要的主要儀器有____,加入過量A 的目的是____,反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

②加入過量B 的目的是____,如何確定此目的已經(jīng)達(dá)到?____。

解析：(1)因?yàn)樗{(lán)綠色溶液是氯化銅溶液,所以可以猜想產(chǎn)生的氣體可能是氧氣,也可能是二氧化碳,還可能是甲烷。當(dāng)產(chǎn)生的氣體是氧氣時(shí),可以通過實(shí)驗(yàn)“用帶火星的木條試驗(yàn),木條復(fù)燃”來證明；當(dāng)產(chǎn)生的氣體是二氧化碳時(shí),可以通過實(shí)驗(yàn)“將氣體通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁”來證明；當(dāng)產(chǎn)生的氣體是甲烷時(shí),可以通過實(shí)驗(yàn)“將氣體點(diǎn)火,氣體能燃燒,用干而冷的燒杯罩在火焰上,燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠,迅速將燒杯倒過來,注入少量澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁”來證明。

(2)從藍(lán)綠色溶液中提取金屬銅,需要先加入比銅活潑的金屬,如鐵或鋅等,且要求所加入的鐵或鋅等必須過量,以達(dá)到把溶液中的Cu2+全部置換出來的目的。然后經(jīng)過過濾得到固體。最后在濾渣中加入鹽酸,利用鐵(鋅等)與銅的活潑性不同將鐵(鋅等)除去,滴加鹽酸至溶液中不再有氣泡產(chǎn)生,鐵(鋅等)就被完全除去了。因此操作1的名稱是過濾,完成該實(shí)驗(yàn)需要的主要儀器有帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、玻璃棒、燒杯。加入過量A 的目的是使溶液中的氯化銅完全反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuCl2==FeCl2+Cu(或Zn+CuCl2==ZnCl2+Cu等)。加入過量B的目的是完全除去過量的A,溶液中不再有氣泡產(chǎn)生,說明目的已經(jīng)達(dá)到。

二、結(jié)論開放型試題

當(dāng)題目給出的條件確定,但是從不同角度分析,就會(huì)有不同的答案時(shí),就構(gòu)成了結(jié)論開放型試題。同學(xué)們在求解此類試題時(shí),需要從不同的角度審視問題,采用適合自己的方法完成解答。

例2無水乙酸又稱冰醋酸,熔點(diǎn)為16.6℃,在室溫較低時(shí),無水乙酸就會(huì)凝結(jié)成像冰一樣的晶體。請簡單說明在實(shí)驗(yàn)中若遇到這種情況,你將如何從試劑瓶中取出無水乙酸?

解析：由題意知冰醋酸的熔點(diǎn)為16.6℃,因此當(dāng)無水乙酸凝結(jié)成為晶體時(shí),可將盛有無水乙酸的容器放置在溫度高于16.6 ℃的房間,或用熱毛巾悟一會(huì)兒,或?qū)⑵浣霚厮?使其融化即可取出。