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挖掘教材知识 顺利解决问题

2018-07-26李万春

教学考试(高考化学) 2018年2期
关键词:二氧化锰晶体隐性

李万春

江苏

教材是我们平时教学、复习和备考的蓝本。通过对近年来高考化学试题的分析可以发现,高考题的难度并不大,都是教材基础知识和基本原理的灵活运用,很多高考题源自教材或是教材习题的直接改编。因此,在复习过程中一定要重视教材、回归教材、吃透教材。下面结合具体问题,就如何挖掘教材中的知识规律进行分析。

1.挖掘隐性知识,完善知识体系

所谓隐性知识是指隐蔽在教材中没有直接表述出来的知识内容和知识联系。在教材中包含着很多隐蔽性的知识,如隐性知识点、隐性知识线、隐性观点、隐性结论或规律、隐性思路等,合理地挖掘和利用这些知识,可以深化学生对知识的理解,完善知识体系。例如,复习苯酚的化学性质时,在苯酚的有关内容中显性的性质能找到3条,隐性的性质有1条,再通过对苯酚的分子结构进行分析,联系前后所学的知识,又可发现苯酚还具有与苯、醇类的一些相似的化学性质。因此,归纳苯酚的化学性质时,至少应对其完善为①酸性,②取代反应,③显色反应,④氧化反应,⑤还原性,⑥液态时与Na的反应,⑦酯化反应(生成酚酯),⑧聚合反应(生成酚醛树脂)。

例1.双羟香豆素医学上用作抗凝剂,其结构如图所示。下列有关该物质的说法中正确的是

( )

A.分子式为C19H14O6

B.遇FeCl3溶液能发生显色反应

C.1 mol该物质最多能与10 mol氢气发生加成反应

D.1 mol该物质最多能与4 mol氢氧化钠溶液完全反应

解析:该有机物可看成是酚酯,其分子式为C19H12O6,故A错误;该物质分子中没有酚羟基,遇FeCl3溶液不能发生显色反应,故B错误;因为酯基中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应,所以1 mol该物质最多能与8 mol氢气发生加成反应,故C错误;1 mol该物质水解可得2 mol酚羟基和2 mol羧基,最多能与含4 mol氢氧化钠的水溶液完全反应,故D正确。

答案:D

2.挖掘图片知识,实现知识迁移

教材中有大量的图片、图表知识,这些插图十分重要,它给我们提供了大量的数据、材料,而这些数据、材料往往是说明化学概念、原理的重要依据。高考题中的有些插图看似陌生,却往往和教材中的插图有着直接的联系。例如,分析电化学装置图是高考的高频考点,是容易失分的题目,采用迁移法可解决这类试题,即把考题中陌生的装置迁移到教材中熟悉的装置,两相结合分析,实现问题的解决。

电化学装置知识迁移实例

续表

例2.一种四室式电渗析法电解池,用食盐水直接制取盐酸和烧碱的原理如下图所示,a和b为惰性电极,四室之间由阳离子交换膜(阳膜)或阴离子交换膜(阴膜)隔开。下列说法不正确的是

( )

A.Ⅰ室和Ⅳ室为产品室,X为阴膜

B.通电后,Ⅳ室中H+向Ⅲ室迁移

C.通电后,Ⅱ室的pH基本不变

解析:根据直流电源的正负极,可确定a电极为阴极,b电极为阳极。电解时,水电离产生的H+在阴极被还原为H2,破坏水的电离平衡,阴极溶液显碱性,Ⅱ室中的Na+通过阳膜进入Ⅰ室,与电解产生的OH-形成产品NaOH;Ⅲ室中的Cl-不能通过阳膜进入Ⅳ室,通电后Ⅳ室中水电离产生的OH-被氧化为O2,导致阳极溶液的酸性增强,Ⅳ室中H+通过阳膜向Ⅲ室迁移,Ⅱ室中的Cl-通过阴膜向Ⅲ室迁移,在Ⅲ室中得到盐酸。由此可见,Ⅰ室和Ⅲ室为产品室,Ⅱ室溶液中NaCl的量减少,其pH基本不变。

答案:A

点拨:离子交换膜可以隔离膜两边区域内的某些物质,防止副反应产生,提高产品的纯度与产率。例如,氯碱工业中,利用阳离子交换膜防止阳极产生的Cl2与阴极产生H2混合而发生爆炸,防止Cl2与阴极产生的NaOH反应产生副产物而降低Cl2、NaOH的产率以及NaOH的纯度。本题要求用电解食盐水直接制取盐酸和烧碱,关键也是防止副反应的发生,通过电渗析法使离子有选择性地定向移动,即可得到目标产品。结合教材上电解饱和食盐水装置中离子交换膜的作用,可进一步理解本题装置中设置阳离子交换膜的目的。

3.挖掘实验知识,提升实验能力

中学化学中有几个基础的实验,它们包含了很多基本的实验操作,由此衍生出的一些问题经常是高考的重要考点,教学时应对这些实验进行深入的分析。例如实验室可用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制备氧气,处理并重新利用这些学生实验后的药品是很有意义的。分离二氧化锰和氯化钾是一个经典实验,对该实验应进行重点剖析。

分离二氧化锰和氯化钾的实验原理是二者水溶性的差别。对于实验原理,我们可以思考下列问题:分离混合物的常见方法有哪些?其方法的适用对象是什么?

第一步是溶解,我们可以思考下列问题:溶解需要哪些仪器?玻璃棒的作用是什么?有哪些能加快溶解的方法?

第二步是过滤,我们可以思考下列问题:过滤所需要的仪器是什么?玻璃棒的作用是什么?过滤要注意哪些问题?如何加快过滤的速度?有时需要趁热过滤,为什么要趁热过滤?趁热过滤的方法有哪些?

对滤纸上的二氧化锰进行洗涤就可以得到纯净的二氧化锰。关于洗涤,通常涉及四个问题:为什么要洗涤?用什么洗涤?怎样洗涤?怎样证明已经洗涤干净?

对于为什么要洗涤,通常考虑以下三个目的:①除去晶体表面可溶性的杂质;②洗涤过滤所得到的残渣,把有用的物质,如目标产物尽可能地洗出来,以提高产率;③洗去滤渣表面一些对环境有害的物质,如重金属盐等,防止污染环境。

对于用什么洗涤,可以考虑以下洗涤剂:①蒸馏水;②冷水;③有机溶剂,如酒精、丙酮等;④该物质的饱和溶液。用酒精洗涤的好处:可以降低晶体因溶解而造成的损失,可以除去晶体表面的水分,酒精易挥发,缩短晶体干燥的时间。

关于怎样洗涤和怎样证明已经洗涤干净的问题,高考中曾经多次考查,能用规范的语言将操作要领说清楚并不容易。

第三步是从滤液中析出氯化钾晶体,我们可以思考下列问题:从溶液中析出晶体的方法有哪些?包括:蒸发溶剂、降温结晶、加入有机溶剂以降低水的极性等。要得到干燥的晶体,干燥的方法有哪些?主要有:①自然晾干;②滤纸吸干;③在干燥器中干燥;④烘干:适用于热稳定性较好的物质。

在中学化学中,粗盐的提纯、氯气的制备、乙酸乙酯的制备是三个重要的基础实验;配制一定物质的量浓度的溶液和酸碱中和滴定是两个重要的定量实验。这些实验的要点通常是高考试题命题的生长点,如果我们能像分析分离二氧化锰和氯化钾的实验一样,对这些基础实验进行深入细致的剖析,则可以触类旁通,提高复习的针对性和有效性,这远比盲目地做大量的实验题要有意义得多。

例3.食盐既是生活必需品,也是重要的化工原料。请回答下列与食盐有关的问题:

(1)操作a的名称是________,所用的玻璃仪器有 ___________________。

(2)在Ⅱ步中,加入过量试剂甲后,生成了两种大量的难溶沉淀,则试剂甲为 溶液。

(3)写出固体H所含物质的化学式:__________________。

(4)从精制食盐水得到精盐的实验操作是 (填操作名称)。

Ⅱ.加碘盐中加的物质是碘酸钾,工业上生产碘酸钾的流程如下:

(1)从反应器中的溶液得到KH(IO3)2晶体最适宜的操作方法是 ___________________。

(2)参照下表碘酸钾的溶解度,操作③得到碘酸钾晶体,你建议的方法是__________________。

温度/℃20406080溶解度8.0812.618.324.8

Ⅱ.由KClO3受热容易分解,推测KH(IO3)2受热更容易分解,所以从溶液中得到KH(IO3)2晶体最适宜的操作方法是冷却结晶。KIO3的溶解度不是很大,受温度的影响也不是很显著,从溶液中得到碘酸钾晶体用蒸发结晶为好。

答案:Ⅰ.(1)过滤 玻璃棒、漏斗、烧杯 (2)NaOH

(3)CaCO3、BaCO3(4)蒸发结晶

Ⅱ.(1)冷却结晶 (2)蒸发结晶

点拨:本题与教材基础实验联系非常密切。提纯就是把物质中的杂质除去,除杂时应做到:①所选用的试剂不能与被提纯的物质发生反应;②每一步所加的试剂都必须过量,以保证杂质被除尽;③由于过量试剂会带入新的杂质,所以必须在后续的反应中被完全除尽。

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