導語：如何才能寫好一篇化學實驗結晶方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞 硫酸銅 過氧化氫 氧化劑 結晶方法 綠色化學

五水硫酸銅的制備是無機化學中的一個綜合性制備實驗，該實驗涉及加熱、蒸發、結晶、提純等無機化學實驗基本操作，適合考察學生的綜合實驗素質，故常被高校化學實驗課所青睞。由于銅是一種不太活潑的金屬，在一般情況下不能與稀硫酸反應，故該實驗必須加入適當的氧化劑才能順利進行。

1 現有制備方法的分析

1.1 常見氧化法

1.1.1 硝酸氧化法

以濃硝酸為氧化劑，分多次逐步加入到銅屑與稀硫酸的混合物中，加熱，使反應進行［1,2］。其反應原理如下：

3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO+4H2O

在硝酸氧化法中，會產生大量有毒的NO氣體，即使實驗在通風櫥中進行，也會對環境造成嚴重污染，影響師生身體健康。

1.1.2 空氣氧化法

以空氣為氧化劑，先將銅屑高溫灼燒成氧化銅，再使其與稀硫酸反應生成硫酸銅［3,4］。反應原理如下：

2Cu＋O2=2CuO

CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O

在空氣氧化法中，灼燒時間長達20 min，不僅浪費了大量能源，而且銅屑氧化反應往往進行的不充分，有一定量的銅屑不能完全被氧化，使硫酸銅產率下降。

1.2 結晶方法

幾乎所有實驗教材中均采用冷卻硫酸銅熱飽和溶液至室溫的結晶方法，原因是硫酸銅的溶解度隨溫度變化較明顯。但五水硫酸銅在室溫時溶解度依然較大，其20℃時溶解度是100℃時的28%，30℃時溶解度是100℃時的33%。因此，即使在析出晶體后的母液中，仍然含有相當量的溶質，造成產品損失較多。硫酸銅的溶解度如表1所示。

筆者在夏天較高氣溫下做該實驗時發現，直接降溫結晶析出的硫酸銅晶體不多，效果并不理想。

2 改進方法

2.1 過氧化氫氧化法

2.1.1過氧化氫的強氧化性

過氧化氫在酸性條件下具有較強的氧化能力，φH2O2/H2O=1.763 eV，且其還原產物是水，不會給反應體系引入其他雜質，因此是一種比較理想的綠色氧化劑。以H2O2為氧化劑的反應原理如下：

Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O

2.1.2 類Fenton試劑的形成

H2O2和Cu2+可以形成類Fenton試劑體系，而類Fenton試劑可以產生氧化性極強的•OH，其產生過程如下［5,6］：

Cu2+＋H2O2k1CuOOH+＋H+

CuOOH+k2Cu+＋1/2O2+•OH

Cu+＋H2O2k3Cu2+＋•OH＋OH-

Cu+＋•OHk4Cu2+＋OH-

•OH的產生對銅的氧化起到了一定的促進作用，可以使銅的氧化速率大大加快。

2.2 乙醇―水體系結晶法

由于在無機鹽水溶液中加入能與水混溶且極性較小的溶劑通常可以降低無機鹽在水中的溶解度，故本實驗采取在硫酸銅熱飽和溶液中加入適量乙醇的方法，以促進硫酸銅晶體的析出。但乙醇不宜加

入過多，否則得到的硫酸銅晶體將會非常細小，且晶形不規則［7］。由于乙醇在溫度較高時揮發性較強，因此，一般以加入1.1~1.2倍體積的乙醇為宜。

3 實驗操作

稱取3.0 g銅屑于100 mL燒杯中,加入10 mL10%的Na2CO3溶液，加熱煮沸，除去銅屑表面油污。傾去堿液，用蒸餾水將銅屑洗凈(若用銅粉可省去堿洗的步驟)。在盛有銅屑的燒杯中加入18 mL3 mol/L的H2SO4，水浴加熱，控制溫度50℃左右，在20 min內緩慢滴加10%H2O2溶液，直至銅屑幾乎完全溶解。反應過程中可見少量微小氣泡，共消耗H2O2溶液約20 mL。充分反應后，逐滴加入0.5 mol/LNaOH，并不斷測試溶液pH，直至溶液pH=4，抽濾，棄去不溶性雜質。然后將濾液轉移到蒸發皿中，逐滴加入1 mol/LH2SO4，調節溶液pH=2。水浴加熱至液體表面有晶膜出現，停止加熱。加入約1.2倍體積的乙醇，冷卻至室溫，抽濾，稱重，計算產率。

注意在添加乙醇的過程中，應先加入2 mL乙醇，并充分攪拌，然后逐漸加快添加乙醇的速度，防止溶液極性突然降低而造成硫酸銅晶核大量析出。乙醇要在5 min內加完。這樣操作既可以有效阻止無定形硫酸銅粉末的產生，又可以減少乙醇在溫度較高時因揮發而造成的損失。

實驗數據如表2所示：

4 結語

根據以上數據，可以得出結論，以過氧化氫為氧化劑，并加入乙醇結晶的方法產率最高，產品外觀為藍色，晶形較完整，符合實驗預期目標。雖然該法的藥品成本略高，但整個實驗過程既不會給產品引入新的雜質，也不會造成環境污染或能源大量浪費，完全符合綠色化學理念，值得在廣大高校化學實驗課程中推廣和應用。

參考文獻

［1］ 李生英,白林,徐飛編.無機化學實驗.北京:化學工業出版社,2007:269-272

［2］ 侯振雨主編.無機及分析化學實驗.北京:化學工業出版社,2004:104-106

［3］ 朱湛,傅引霞主編.無機化學實驗.北京:北京理工大學出版社,2007:231-232

［4］ 周寧懷主編.微型無機化學實驗.北京:科學出版社,2000:186-189

［5］ 徐夫元,守天順,陳英文等.中南大學學報（自然科學版）,2007,38(3):480-485

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關鍵詞：化學實驗；常見鈉鹽；常見鉀鹽

文章編號：1005－6629(2012)2－0043－02　中圖分類號：G633.8　文獻標識碼：B

鈉和鉀同為IA族的元素，而且兩者在元素周期表中的位置相鄰，它們的單質及其同類化合物之間的理化性質都比較相似，在中學階段會用到多種鈉和鉀的化合物來進行實驗。但筆者不禁要問：為什么在中學化學實驗室常備有高錳酸鉀而不易找到高錳酸鈉?為什么中學化學實驗中常用到氯酸鉀而很少用到氯酸鈉?……

本文試通過分析鈉、鉀的化合物性質的相似性和差異性，來揭秘它們在中學化學實驗中的應用情況，以回答開篇提出的問題，供同行參考。

1、常用高錳酸鉀而少用高錳酸鈉

高錳酸鉀是中學化學實驗中應用十分廣泛的藥品。它主要用于實驗室制取氧氣、配制具有強氧化性的酸性高錳酸鉀溶液等等。高錳酸鈉和高錳酸鉀一樣是紅紫色到暗紫色的結晶或粉末，兩者化學性質相似。

高錳酸鉀的在240℃就會發生分解，比較適合于實驗室制取氧氣。但高錳酸鈉易潮解，不容易得到無水化合物，常以NaMnO4?3H2O的形式存在，因其熔點只有36℃，稍微加熱便會熔化。室溫下加熱高錳酸鈉固體時，一開始試管口應略低于試管底部，很快當固體開始熔化時又要立刻改變試管擺放方式，使試管口高于試管底部，操作較為麻煩，而這種非常規的操作不利于學生掌握固體藥品加熱的操作要領。

所以，實驗室制取氧氣時常用高錳酸鉀固體而很少用高錳酸鈉固體，但在用于強氧化劑時，通常情況下可用高錳酸鈉替代高錳酸鉀。

2、常用氯酸鉀而少用氯酸鈉

氯酸鉀、氯酸鈉的化學性質十分相似，兩者在加熱時、在酸性溶液中或用硫酸銅等作催化劑時都是強氧化劑。氯酸鉀的熔點是368℃，加熱到400℃以上時發生分解產生氧氣(有催化劑時分解溫度更低)；氯酸鈉的熔點為261℃，加熱到300℃以上時發生分解產生氧氣，似乎兩者都適合于實驗室制取氧氣。

但氯酸鈉很容易吸收空氣中的水分而潮解、進而結塊，一旦藥品結塊后取用較為不便、若結塊較大使用前還應將藥品粉碎(粉碎時若操作不當可能有爆炸的危險)，這應該是導致氯酸鈉晶體很少用于實驗室制取氧氣的主要原因。

3、常用重鉻酸鉀而少用重鉻酸鈉

重鉻酸鉀和重鉻酸鈉都是強氧化劑，兩者的其他化學性質也十分相似。

重鉻酸鉀在低溫下的溶解度極小，又不含結晶水，很容易通過重結晶法制得極純的重鉻酸鉀，故常作為分析化學中的基準試劑。而重鉻酸鈉在水中的溶解度很大，并易潮解而形成結晶水合物Na4Cr4O7?2H2O，在工業中還依據重鉻酸鉀和重鉻酸鈉在同一溫度下溶解度的差異，用重鉻酸鈉與氯化鉀或硫酸鉀進行復分解反應而制得重鉻酸鉀。因而，在實驗室中重鉻酸鉀比重鉻酸鈉應用廣泛。

4、碳酸鈉與碳酸鉀的使用

教師在講解氯離子檢驗時，往往會演示以下對比實驗：取兩支潔凈的試管，分別取等體積的氯化鈉溶液和碳酸鈉溶液，在兩支試管中分別先滴入硝酸銀溶液后，再滴入足量稀硝酸。在碳酸鈉溶液與硝酸銀溶液反應生成的淡黃色沉淀中逐滴加入過量稀硝酸時，只有部分沉淀溶解，總會剩下一些不能溶解的白色渾濁物，就算用分析純的碳酸鈉和蒸餾水配制成的碳酸鈉溶液進行實驗，也會有少許可見的沉淀物。若改用分析純的碳酸鉀代替碳酸鈉做對比實驗，生成的淡黃色碳酸銀沉淀可以完全溶解，使溶液變得澄清。這主要是因為碳酸鈉和碳酸鉀的生產工藝不同。

當前，碳酸鈉的生產工藝主要有兩種。一種是候氏制堿法：用食鹽、氨水、二氧化碳為原料，于室溫下從溶液中析出碳酸氫鈉，將它加熱，即分解為碳酸鈉，這是當前生產碳酸鈉的最主要方法。另一種是重結晶法：從自然界的一些富含碳酸鈉的水體中，通過重結晶法得到碳酸鈉。這兩種方法制得的碳酸鈉中都會含有氯化鈉，就算是分析純的碳酸鈉中也難以避免的混有少量氯化鈉。硝酸銀是一種靈敏試劑，只要有微量氯離子存在，就有明顯的渾濁現象(氯化銀的溶度積常數Ksp＝1.6×10－10)。目前碳酸鉀的生產主要采用呂布蘭法、電解法、離子交換法等，其中一些方法可制得含氯化物更少的碳酸鉀。

所以，建議在演示氯離子檢驗的對比實驗時選用分析純的碳酸鉀來代替碳酸鈉。

5、氫氧化鈉和氫氧化鉀的使用

從堿的通性來講，氫氧化鈉和氫氧化鉀具有很大程度的相似性，兩者在大多數情況下可以互換使用。而在中學化學實驗中氫氧化鈉通常比氫氧化鉀使用得多一些，主要原因是：其一，氫氧化鈉通常比氫氧化鉀便宜；再者，氫氧化鉀的固體具有極強的吸水性，在空氣中極易潮解，其吸收二氧化碳的能力也強于氫氧化鈉。所以，氫氧化鉀固體的保存條件比氫氧化鈉固體更為苛刻。這些原因導致氫氧化鉀在中學化學實驗中的應用受到一些限制。

6、硝酸鉀和硝酸鈉的使用

硝酸鉀和硝酸鈉都是易溶于水的鹽類物質。在九年級下冊(人教版，2006年版)教材中，講解溶解度這一課題時有如下的實驗：把較多量硝酸鉀溶于室溫時的水中，將制得的硝酸鉀飽和溶液升溫，集聚在溶液底部的大量硝酸鉀會完全溶解。該實驗有助于學生從感性的角度建立(不)飽和溶液的概念，為后繼課程中講解溶解度的概念及溶解度曲線埋下伏筆。

查閱教材可知，0℃時硝酸鉀的溶解度為13.3 g/100克水，在100℃時硝酸鉀的溶解度為246 g/100克水，溶解度幾乎增大了20倍，而硝酸鈉的溶解度受溫度影響相對較小，不宜用于上述實驗。

所以，教材中選用硝酸鉀作為代表性的物質來說明一些物質的溶解度受溫度影響很大。

7、氯化鈉和氯化鉀的使用

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一、物質制備類化工流程題

物質制備類化工流程題常以某種物質（目標產物）的制備為基礎，涉及原料的預處理、物質的制備原理、產品的分離及提純等具體步驟，兼顧考查元素及其化合物、化學基本概念和基本理論、化學實驗等知識，具有綜合性強、知識覆蓋面廣、思維容量大等特點。一個完整的物質制備類化工生產流程一般包括以下具體內容：

二、物質提純類化工流程題

物質提純類化工流程題以物質的分離、提純為基礎，涉及蒸發濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶、蒸餾、萃取、分液、重結晶、洗滌、干燥等基本操作，突出考查化學實驗基本方法在物質的分離、提純中的作用。物質提純類化工生產流程一般包括以下具體內容：

三、含量測定類化工流程題

含量測定類化工流程題以物質的制備為基礎，與物質的分離及提純、物質的檢驗及含量測定等相結合，在考查元素及其化合物、化學實驗基本操作等知識的同時，強調化學定量實驗操作及實驗數據處理方法在化工生產中的作用。含量測定類化工生產流程一般包括以下具體內容：[LL]

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一、考題重現

三、解題總結

經過對本題的分析，可知解答實驗題首先要了解實驗目的、原理、步驟，通過對步驟的分析要明確每步的條件是什么，需在什么儀器中進行，學會觀察、分析、解釋一些細節與現象，能通過化學實驗收集有關數據和事實，并科學地進行分析和處理。進而使學生能力得到提升——能進行簡單的化學實驗設計，化學實驗設計能力是學生應用已具備的化學知識和實驗技能構思解決問題方案的本領，它是實驗的最高層次，具有較強的綜合性和創造性。特別是簡單離子檢驗的方案設計，比如說：要檢驗含有S2-，SO32-，CO32-離子的堿性溶液中是否含有SO42-的方法是____。考生容易按習慣性思維答成：取少量待測液于試管中，先加過量的鹽酸，無現象，再加過量的BaCl2溶液，若產生白色沉淀，則有SO42-，否則沒有，結果可想而知了。所以，要指導學生綜合運用所學知識，幫助其認識實驗設計的基本原理，了解實驗設計的一般思路和方法，設計初步實驗方案，再根據情境進行評價和優化，以培養學生實驗設計和評價的能力。總之，解題方法可以概括為“一個了解”：了解實驗目的、原理和步驟；“五個學會”：學會控制條件、學會使用儀器、學會觀察分析、學會解釋細節與現象、學會設計實驗方案。

四、拓展延伸

此題中命題者給我們留下了許多可挖掘的隱秘的內容，下面按流程來挖掘拓展延伸：

1.將市售ZnO研磨成粉的目的是_____。

答案：增大接觸面積，加快反應速率。

2.研磨是在_____中（填“儀器名稱”）進行的。

答案：研缽。學生會說但不會寫，容易錯。

8.（2011浙江）一般情況下，下列哪些因素有利于得到較大的晶體：____。

A.緩慢冷卻溶液 B.溶液濃度較高

C.溶質溶解度較小 D.緩慢蒸發溶劑

答案：AD，蘇教版《實驗化學》第14頁。

9.（2011浙江）抽濾所用的濾紙應略____（填“大于”或“小于”）布氏漏斗內徑，將全部小孔蓋住。燒杯中的硫酸鋅晶體轉入布氏漏斗時，杯壁上往往還粘有少量晶體，需選用液體將杯壁上的晶體沖洗下來后轉入布氏漏斗，下列液體最合適的是____。

A.冷水 B.飽和NaCl溶液

C.70%乙醇水溶液 D.濾液

答案：小于，D，蘇教版《實驗化學》第95頁。

10.（2010浙江）步驟⑤抽濾完畢或中途停止抽濾時，應先_____，然后___。

答案：拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管；關水龍頭。蘇教版《實驗化學》第15頁。

11.（2010浙江）若步驟⑤要進行洗滌，則最適合的洗滌液是_______。

A.95%乙醇 B.蒸餾水

C.飽和氯化鋅溶液 D.飽和硫酸鉀溶液

選擇該洗滌液的原因是______。

答案：A，為了洗掉晶體表面的雜質離子，防止晶體溶解，影響產率。

12.步驟⑤洗滌沉淀時，要使洗滌液緩慢通過沉淀物該如何操作？

答案：關小水龍頭，蘇教版《實驗化學》第15頁。

13.對上述產品進行提純采用______操作。重結晶時，一般將粗產品在適量_____中溶解。

答案：重結晶；沸水；總結歸納物質分離提純的方法。蘇教版《實驗化學》第3頁。

14.若用蒸餾水洗過的移液管直接移取待測液，則所測的結果____（填“偏高”或“偏低”或“無影響”）。

答案：偏低。

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一、把握好高考化學實驗的考試方向

首先是對化學儀器的考查。近5年，全國各省市對實驗儀器的使用考查了9次，對化學實驗基本操作考查了13次，對實驗基礎綜合考查了14次。其考查的形式通常有兩種：一種是常見儀器的選擇、使用與操作相結合；另一種是以探究物質的性質、檢測物質中某組分的存在為背景來選擇實驗儀器和操作方法，同時進行某物質中某成分的定性檢驗及定量計算。在今后的高考中，仍然會以中學化學所涉及的重要的物質的性質為知識載體，來突出表現化學實驗操作的規范性；并保持運用實驗現象對物質性質進行探究、運用實驗數據對物質含量進行測定等的命題趨勢。

其次是對物質的分離、提純、檢驗的考查。近5年，全國各省市對物質檢驗、分離和提純及其相關的綜合性考查一共有22次。其考查的內容主要有三種：一是利用物質的特征性質和實驗現象相結合，考查物質的檢驗；二是利用介入試劑的化學方法考查物質的提純；三是以制備物質的實驗為載體，或結合物質的物理性質來進行物質的分離和提純的考查；結合物質的化學性質進行物質的提純的考查。特別是以自然界中礦石材料或工業生產中產生的廢渣或者有機合成為知識背景，設計物質的分離或提純的線路，突出表現化學學科在物質的制備中的運用。

再次是對實驗方案進行評價。對幾個實驗方案的正確與錯誤、嚴密與不嚴密、準確與不準確做出判斷。要考慮是否合理、有無干擾現象、經濟上是否可行、對環境是否有污染等。科學性和可行性是設計實驗方案的兩條重要原則。實驗原理是否合理，實驗操作是否安全合理，實驗步驟是否簡單方便，實驗效果是否明顯等要從可行性方面對實驗方案做出評價。比如，從“綠色化學”角度對實驗方案做出評價。“綠色化學”要求設計更安全的、對環境更友好的合成線路，降低化學工業生產過程中對人類健康和環境的影響，減少廢棄物的產生和排放。

二、以實驗儀器為出發點，把握好實驗知識的整合及歸納

中學階段化學實驗儀器種類繁多，用途廣泛，如何讓學生更好地熟悉這些實驗儀器呢？首先，構建實驗儀器的分類系統。比如，常見的加熱儀器有試管、燒瓶、燒杯、坩堝、蒸發皿等；計量儀器有量筒、容量瓶、滴定管、移液管、天平、溫度計等；分離提純儀器有漏斗、長勁漏斗、分液漏斗、洗氣瓶、干燥管等；其他還有酒精燈、集氣瓶、膠頭滴管等。然后，規范化學實驗的基本操作。比如，試劑的存放、取用、配制及試紙的使用方法；儀器安裝的先后順序；儀器的洗滌、氣密性的檢驗、加熱等操作；分離提純的操作有過濾、滲析、分液、蒸發、結晶（重結晶）、蒸餾、萃取、分液、鹽析等。

通過構建這些知識網絡，平時可以讓學生自己設計簡單的實驗，以便更好地掌握這些實驗技能。讓學生從儀器的感性認識上升到理性認識，由被動學習變為主動學習。

三、強化實驗訓練，加強題目的有效性

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1 問題提出

進入21世紀以來，核心素養被視為課程設計的DNA，核心素養強調的不再是知識和技能，而是獲取知識的能力，核心素養將是素質教育再出發的起點。“實驗探究與創新意識”素養是高中化學學科提出的五項核心素養之一。在我國化學學科教學傳統中，歷來重視化學實驗，化學課程對實驗教學的要求經歷了從把“實驗作為一種技能”到“實驗作為一種能力”再到新課程把“實驗作為科學探究的重要方式”“實驗能力是科學探究的必備能力”的演變[1]。化學實驗過程中，操作、觀察和思維三者始終聯系在一起，彼此相互影響、相互制約。化學實驗能力是操作能力、觀察能力和思維能力的有機結合，其中實驗思維能力是化學實驗能力的核心，更是“實驗探究與創新意識”素養的核心。

楊玉琴[2]從定量和定性兩個角度對高中生“實驗思維能力”的分析研究表明：高中生對實驗儀器和基本操作的認知能力較高，具備了對實驗事實加工和處理的基本能力，但對實驗原理的理解和運用能力還不高，實驗方案的設計和評價能力較弱。高一和高二的學生并不存在顯著性差異，高三學生明顯地高于高一和高二。隨后，余秀娟[3]統計了教師在實驗教學中促進學生不同實驗能力水平發展的教學行為所占時長，“實驗原理和實驗方案設計”占總實驗教學時長的45.7%，“化學事實的收集加工和處理”以及“實驗評價及其優化”分別占15%左右。從以上研究事實中不難發現：教師雖然把“實驗原理和實驗方案設計”的教學作為實驗教學的核心，由于大多數教師直接運用科學語言闡釋實驗原理并給定實驗方案的教學方法，其教學效果令人擔憂；同時，教師還沒有引起對實驗方案的評價及優化的高度重視，導致學生在這方面的能力尤為薄弱。

從定性的描述進入到定量的分析和計算階段，是人類對自然事物的認識越趨深刻和精確的標志。定量實驗分析是常用的化學分析方法，定量實驗是以定性實驗為基礎的研究，利用專用儀器和化學反應計量關系來分析研究對象所含成分的數量關系或性質間的數量關系，并用“數量”或“模型”描述研究結果。從定量實驗中得到有效數據是對化學原理和理論最充分的印證和說明。定量實驗的教學內容不同于定性實驗，包括實驗原理、化學計量關系、專用儀器、藥品用量、數據處理及誤差分析等內容，要順利完成定量實驗需要學生具有較高水平的實驗思維能力。

清[4]等3人對高二年級學生“定量”概念的問卷調查結果顯示：能了解“定量”和“定性”差別的學生僅占27%，大部分學生都處于不確定和不了解的狀態。筆者認為，要讓學生能直觀地感受“定量”的價值所在，首先需要積極開展定量的探究性實驗，為學生搭建“定量”學習的平臺；其次從“量”的角度出發設計實驗，以“精準”為準繩，圍繞“定什么量”、“如何定量”以及“如何精準定量”逐漸展開，讓學生在實踐活動中發現“定量”對于實驗及學科本質的重要性，主動建構“定量”概念，逐漸形成“定量”的科學思維和習慣。

2 本單元內容分析及教學價值

“學習幾種定量測定方法”的教學內容選自滬科版高二化學教材第十章，本單元分三節，共有三個定量實驗，依次包括：測量1mol氣體的體積、結晶水合物中結晶水含量的測定、酸堿滴定，因不同的實驗目的、不同的實驗對象、不同的實驗原理代表了定量測量中三種基本的實驗方法，即氣體體積法、重量法和容量法。三個定量測定的化學知識內容沒有直接的邏輯關系，科學方法也是并列的，從學生已有的知識和經驗看，學生對氣體體積法和容量法都不熟悉，相比之下重量法比較容易接受，難度不太大，學生參與度較高，更易產生成就感，從而增加進一步學習其他定量測定方法的興趣、信心，并積累一定的經驗。因此，實際教學中把“結晶水合物中結晶水含量的測定”調整為本章的第一節，第二節為“測量1mol氣體的體積”，“酸堿滴定”為第三節。

化學實驗作為一種能動的實踐活動方式，一方面是化學理論產生的源泉和檢驗標準，另一方面又需要一定的化學理論做指導。它不僅是一種感性認識過程，更重要的是一種理性思維的過程，本質上是理性思維的物化。定量實驗一直被學生視為化學學習中的難點，主要表現在遇到定量實驗問題找不到解決的思路。在選擇反應原理、選擇實驗儀器、確定實驗步驟、進行實驗數據諸方面都有困惑。究其原因，主要是沒有掌握定量實驗的一般本質、形成正確的思維順序，而且思維習慣的培養不是一蹴而就的，不可能僅通過一兩次課就完成。初步建立起處理定量實驗問題的一般方法和思維模型，不僅是本單元的教學目標，也是定量實驗的教學價值所在，可以提升對定量實驗的設計及處理能力。

3 本單元學情分析

（1）學生的知識基礎：高二學生已經具備了這三個定量實驗涉及到的化學知識，掌握并理解結晶水受熱分解的本質、金屬與酸反應產生H2、中和反應實質和酸堿指示劑變色范圍等等。這些便于為學習設計合理的認知梯度。

（2）學生的實驗基礎：高二學習已經具備一些綜合實驗的操作技能基礎，如物質分離與提純中的“海帶中提碘”和“粗鹽提純”，在“一定物質的量濃度溶液的配制”的實驗中初步理解了“精確性”對于定量實驗的重要意義。這些為定量實驗方案設計中實驗步驟的優化和操作的規范性奠定了基礎。

（3）學生的認知特征：據皮亞杰的認知發展論可知，高二學生的抽象邏輯思維趨于成熟，各種思維成分趨于穩定狀態。經過一年的學習，高二學生各種推理能力、從具體到抽象又從抽象到具體的辯證邏輯思維均得到了較好的發展。

4 教學策略

本單元教學旨在形成定量實驗的一般思維程序，作為學生解決問題的思維指導。定量實驗的理論基礎包括反應原理、裝置原理和操作原理，以“實測量”為實驗的核心，以“精準”為準繩，將三種原理進行整合，實驗方案設計的模型如圖1所示。教學中，依據“化學原理”進行“實驗方案設計”可以實現抽象思維向表象思維的轉化；再將實驗方案具體化，如設計實驗步驟、確定實驗儀器和藥品，可以實現表象思維向具象思維的轉化；在經歷了對綜合問題的解構分析之后，再從整體上認識部分的組合關系和組合方式，將理論分析和實踐經驗結合在一起，實現具象思維向抽象思維的升華。

4.1 反應原理及“實測量”的分析策略

在教學中，面對“一瓶標簽模糊的NaOH溶液，如何測定其物質的量濃度？”的問題情境時，解決這一問題的途徑并不是唯一的，為什么不用其他方法要采用書上現成告知的方法，如果不把這些“為什么”搞明白，即使通?^教師的講授使學生對“酸堿滴定原理”的本身理解了，但由于學生未親歷知識是如何產生以及如何被使用的，對原理的理解停留在表面，不利于學生以后對知識的遷移內化。

案例1 “酸堿滴定”實驗原理和實測量的確定

師：一瓶標簽模糊的NaOH溶液，如何測定其物質的量濃度？若需要利用化學反應，選擇何種適宜的反應試劑？分析實驗中需要測定哪一種物理量？

生1：利用物質的量濃度的定義式c=n/V，其中n=m/M。取一定體積的NaOH溶液，蒸干溶液。實測量為NaOH固體的質量。

生2：利用化學反應：2NaOH+MgCl2Mg（OH）2+2NaCl，取一定量NaOH溶液與足量MgCl溶液充分反應，采取過濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量、恒重操作。實測量為MgO固體的質量，根據比例關系轉化成NaOH固體的質量。

師：從實驗的精準度出發，分析、判斷上述三種方法是否可行。

生1：“粗鹽提純”就是采取了蒸干溶液后稱量固體，該測定方法的實驗精準度較高。

生2：從實驗的精準度進行考量，“結晶水合物中結晶水測定”增加了“恒重操作”這一關鍵操作，也對“過濾、洗滌”作了規范的操作要求。

師：蒸干溶液稱量固體或轉化成沉淀而稱量都屬于重量分析法，這兩種方法的關鍵操作在已學的兩個定量實驗中已經明確。

師：學生提出“用已知濃度的鹽酸測定未知濃度的NaOH溶液”的實驗測定量是消耗的已知濃度的鹽酸體積，如何提高實測量的精準度呢？

生1：提高量取鹽酸體積的儀器精度。

生2：確保鹽酸與NaOH溶液剛好反應。

設計意圖：知識的意義是學習者個人化的、深層次理解的結果。物質含量的測定方法多種，每一種測定方法都有對應的化學反應、化學計量關系及實測量。案例中引導學生從化學反應、化學計量關系兩個方面對實測量進行分析，幫助學生建立理論分析定量實驗原理的一般方法和模型，然后引導學生從實驗的精準度考量，辯證分析，選擇精確度相對較高的實驗原理作為定量實驗中操作原理和儀器原理設計的依據。實驗原理的闡釋無疑是實驗教學中的重點和難點，應該讓學生“知其然并知其所以然”。

4.2 儀器原理及專用儀器的設計策略

借助專用儀器進行測量是定量型實驗的重要手段和方法。傳統教學中大多數教師僅對儀器的用途和操作方法作簡單介紹后，通過實驗中反復練習達到熟練使用，這只是一種“實驗技能”而不是一種“實驗能力”。儀器直接影響著采集數據的精準性，如何選擇實驗儀器，將實驗誤差控制得更小、使實驗結論更準確，則是一種“實驗能力”。

案例2 “酸堿滴定”專用定量儀器“滴定管”的設計

師：可以用什么儀器來準確量取NaOH溶液和鹽酸溶液的體積呢？

生：量杯、量筒。

師：分析這兩種儀器的精準度。

生：量杯的內徑大，數據粗略；量筒的精確度隨容量而變，10mL量筒估讀至0.1mL，精確度并不高。

師：提高儀器的精準度，對儀器如何改進？

生：儀器內徑變細。

師：用內徑變細的儀器可以用來量取未知濃度的NaOH溶液，那么用膠頭滴管滴加的被消耗的鹽酸體積如何測定呢？

生：把膠頭滴管改成有刻度的。

師：該儀器具有哪些功能？

生：量取體積；滴加，需用活塞控制滴加速度和及時停止滴加。

師：畫出滿足上述條件的儀器形狀。

……

師：如何使用該儀器量取液體體積？

……

設計意圖：案例中學生勾畫出的儀器基本具備三個功能，但是如何標注刻度出現了分歧，零刻度靠近上端還是下端，教師沒有將結論直接告訴學生，而是繼續提出了“如何使用該儀器量取液體體積”，引導學生從儀器的實際使用中找到答案。化學儀器的形狀是多種多樣的，但每一種儀器的產生必然出于某種需求，而不是憑空想象而來的，這為學生今后選擇化學實驗儀器乃至設計儀器裝置提供一種思維的指向，同時，削弱書本的“權威”性為學生的創新性思維提供了可能。

4.3 操作原理及操作步驟的優化策略

操作原理是指為準確實現實驗原理采用的操作步驟和專用儀器使用要求配套的操作步驟。傳統教學中往往采用教師“全盤托出”后，再逐項分析講解操作步驟和注意事項，學生“照方抓藥”練習操作。學生主要以機械記憶記住實驗操作步驟，基本無法說清這些實驗操作步驟的必要性，更談不上隱含在實驗操作中“精準定量”這一線索。

案例3 “結晶水合物中結晶水的測定”操作步驟

師：實驗需要測定m晶體、mCuSO4粉末，請設計實驗步驟？

生：稱量晶體質量、加熱、冷卻、稱量CuSO4粉末質量。

師：提高測定量的精準度，加熱應選擇哪一種容器？

生：試管長，加熱產生的水蒸氣遇冷易聚集于試管口，水蒸氣不易排盡；燒杯耐熱溫度不高，一般不用于固體加熱；蒸發皿用于液體加熱。

師：該加熱儀器應該滿足哪些條件呢？

生：使固體分解，需要耐熱；利于水蒸氣排盡，應身短、口大。坩堝符合要求。聯想起在海帶提碘實驗中用于灼燒海帶干。

師：提高測定量的精準度，加熱時，需達到多少溫度？用哪一種熱源？

生：根據資料可知，硫酸銅晶體加熱到102℃時開始失水，150℃完全失水，650℃分解為黑色CuO。加熱溫度應控制在150～650℃。酒精燈的加熱溫度可達400～500℃，可選擇酒精燈。

師：提高測定量的精準度，加熱多長時間為宜？

生：藍色晶體變為白色粉末，不再有水蒸氣逸出。

師：外觀上變為白色粉末，能確認已完全失水嗎？

師：提供一組“硫酸銅晶體加熱過程中的外觀變化”的圖片，你看到了什么？得到什么啟發？

生：??晶體外觀變為白色時，?碎后，發現還有一些藍色顆粒。

生：在稱量晶體前，需對晶體進行研磨（增加了步驟“研磨”）。

師：不同個體的肉眼觀察，必然存在著誤差。只有“量化”才能達到精確。

師：提高測定量的精準度，描述“加熱”應怎樣具體操作？

生：將坩堝以45℃放在泥三角上，用酒精燈加熱，用玻璃棒輕輕攪拌，直到藍色晶體完全變成白色粉末，且不再有水蒸氣逸出。

師：獲取哪些量才能確認晶體失水完全？如何操作？

生：將稱量后的CuSO4粉末進行“再加熱、再冷卻、再稱量”，直到連續兩次稱量的質量差不超過0.001克（電子天平的最小感量）。

師：對固體再加熱、再冷卻、再稱量，直到連續兩次稱量的質量差不超過0.001克，這個操作稱為“恒重操作”。

設計意圖：學生的學習是同化、順應的認知建構過程和“平衡-不平衡-新的平衡”的認知發展過程。對于“測定m晶體和mCuSO4粉末的實驗步驟”，學生已有知識只能解決部分步驟即“稱量晶體、加熱、冷卻、稱量CuSO4粉末”，隨著“加熱需達到多少溫度？如何確認已完全失水”等問題的層層推進，學生的認知發生了沖突，激發起學生主動思考；教師的提示“提高測定量的精準度”、“量化才能精確”，幫助學生建構起新的認識，促使學生對已有的實驗步驟有所反思，適當調整乃至形成一個優化的、完整的實驗步驟。

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一、點滴板可用于學生分組實驗時藥品的分發

在學生分組實驗中，固體藥品的分發既繁瑣，工作量又大，使用廣口瓶分發既不方便又浪費嚴重。以我校為例，每次實驗28組，一組藥品要用28個廣口瓶，如果有五組就要用140個廣口瓶，使用的廣口瓶數量多存放不方便，另外，逐個逐組分發工作量大，強度大而且容易發生錯發、漏發現象。如果采用點滴板分發固體藥品，則能最大限度降低勞動強度縮短勞動時間，有效地提高工作效率，分發前便于清點，每次實驗有幾種固體，點滴板的一個孔穴放一種固體藥品，藥品是否配齊，一目了然。

可用點滴板發放的固體藥品一般是化學實驗中要求的最少量，大約0.5克左右，藥品有硝酸鉀、氯化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氯化鈉、結晶硫酸銅、二氧化錳等，金屬中有鉀、鈉、鎂條、鋁片、鋅粒、鐵絲，還有棉線、純毛線、紙片、木炭、脫脂棉、濾紙片、馬鈴薯、豆腐、面包片以及各種試紙如：PH試紙、淀粉碘化鉀試紙、紅色石蕊試紙、藍色石蕊試紙等等。凡是用量不大的藥品都可以使用點滴板分發。點滴板用于藥品分發，方便快捷。

二、點滴板可用于多個微量的化學實驗

1.氨氣分別與濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸的反應。

點滴板的三個孔穴中分別放入濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸，讓生成的氨氣分別靠近三個孔穴，可以看到濃鹽酸、濃硝酸的上方有白煙，濃硫酸上方無現象，可以證明濃鹽酸、濃硝酸有揮發性，而濃硫酸沒有揮發性。該反應利用點滴板進行反應，所用藥品少污染小，且現象明顯。

2.物質溶液的PH值測定。

點滴板的6個孔穴中分別放入醋汁、橘子汁、醬油、肥皂液、蛋清液、牛奶，在相對應的孔穴中分別放入一小塊PH試紙變色后立即用標準比色卡進行比較，PH值大小清晰可見。該反應利用點滴板進行反應現象明顯，顯然要比用試管方便。

3.鹵素單質與其化合物之間的置換反應。

氯水分別與氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯化鉀、溴化鉀、碘化鉀的反應。將氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯化鉀、溴化鉀、碘化鉀分別放入點滴板的6個孔穴中，分別加入兩滴新制氯水，可以看到氯化鈉、氯化鉀中無現象，溴化鈉、溴化鉀中顯淺黃色，碘化鈉、碘化鉀中顯橙色。反應證明氯氣的氧化性比單質溴、單質碘的氧化性強的性質。同樣，按照上述方法在上述溶液中加入溴水，可以看到氯化鈉、氯化鉀中無現象，溴化鈉、溴化鉀中無現象，碘化鈉、碘化鉀中顯橙色。同樣按照上述方法在上述溶液中加入碘水，可以看到氯化鈉、氯化鉀中無現象，溴化鈉、溴化鉀中無現象，碘化鈉、碘化鉀中無現象。像這類比較同主族性質遞變的反應使用點滴板作反應容器，反應現象一目了然，對比明顯，使學生很容易記憶，而且印象深刻。同類反應都可用點滴板。

4.金屬與酸產生氣體的反應。

例如，鎂條、鋁片、鋅粒、鐵絲等金屬分別與稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸的反應。鎂條、鋁片、鋅粒、鐵絲等金屬分別于放入點滴板的孔穴中，在分別加入稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸，就可看到有氣泡產生。這些反應可以用來比較金屬活動性，檢驗金屬或檢驗酸，方便快捷，尤其是在同時檢驗多種金屬或多種酸時，更能體現出使用點滴板方便快捷的優點。

5.濃硫酸與稀硫酸性質的檢驗。

在點滴板的孔穴中，分別加入紙片、木屑、和藍色含有五個結晶水的硫酸銅，分別加入兩滴濃硫酸，可以看到紙片變黑、木屑變黑、藍色含有五個結晶水的硫酸銅變藍。同樣在點滴板的孔穴中，分別加入紙片、木屑、和藍色含有五個結晶水的硫酸銅，分別加入兩滴稀硫酸，可以看到紙片不變色、木屑不變色、藍色含有五個結晶水的硫酸銅仍為藍色。可以證明濃硫酸有強氧化性而稀硫酸沒有。對比明顯，現象明顯。

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（1）發現和提出實驗問題的能力較差。目前，高中生在進行化學實驗過程中所表現出的發現問題以及提出問題的能力不足。筆者認為其主要原因是學生的批判性思維能力較差以及化學教師在進行實驗課時對學生發現問題以及提出問題的引導和培訓不足。

（2）猜想與假設實驗問題結論的能力不足。目前高中生普遍存在對化學實驗的猜想與實驗問題結論的假設能力不足。多數學生只能根據元素守恒以及之前學過的知識進行猜測和假設，而不能根據各種化學反應的發生條件以及實驗結果進行猜測和假設。

（3）設計實驗問題解決方案的能力不足。高中生的實驗問題解決能力不足主要表現在以下幾個方面：第一，實驗過程中學生無法正確選擇合適的藥品和實驗儀器，主要是對儀器的規格以及實驗藥品的使用量無法做到合理的判斷，再者就是對輔助儀器以及材料經常出現遺漏；第二，對實驗條件的控制意識不足；第三，學生的環保意識薄弱，對實驗產生的尾氣以及廢液的處理不到位或者是沒有對尾氣進行處理；第四，對實驗方案的制訂和選擇過程無法做到科學合理的測評和對比，只是強調實驗能夠達到預期的目的，沒有做可行性研究。再者，由于學生的實際實驗的機會較少，因此對實驗過程中的條件控制不周全，以及實驗的合理性、簡約性不到位。

（4）形成實驗結論的能力不足。由于高中生平時對化學實驗的培訓主要是為了應付考試，對實驗結論一般具有單一性，這就導致學生的思維能力以及多方面思考能力不足，進而導致形成實驗結論的能力不足。

（5）應用實驗方法與結果的能力不足。高中生還沒有足夠的能力將試驗方法以及結果應用到類似的實驗研究當中，無法將試驗結果用于解決其他化學問題。這表明學生對實驗結果及方法的遷移能力不足，思辨能力以及分析水平不足，無法對實驗方法和實驗結果進行多角度的分析、評價及應用。

（6）評價與反思的能力不足。許多學生在考試過程中的成績很理想，就認為自己的實驗能力、猜想與假設水平、發現問題以及提出問題的水平很高，對自己有一個過高的評價，其評價以及反思能力不高。

二、提高高中生化學實驗技能的應對措施

通過上文對高中生的實驗技能的現狀分析，發現目前高中生的發現和提出實驗問題的能力、猜想與假設實驗問題結論的能力、設計實驗問題解決方案的能力、形成實驗結論的能力、應用實驗方法與結果的能力不足以及評價與反思的能力都不足。為了有效提高高中生的實驗技能，筆者提出以下幾條解決措施。

（1）通過分析一個典型實驗來達到闡明一類實驗規律的目的。眾所周知，化學實驗中的每一類實驗的實驗原理、實驗儀器、用品、實驗技巧等都是有規可循的，完全掌握一個實驗就應具備舉一反三的能力，能夠對同種類型的實驗規律進行總結。所以，在進行一類實驗的第一個實驗時，教師應該對實驗的原理以及內容向學生做詳細的介紹，并且親自指導學生完成實驗。實驗過程中應該進行認真的分析和對比，通過分析探討總結出此類實驗的規律和技巧。實驗過程中，教師首先要讓學生對實驗原理以及相關的基礎知識有深刻的認識，旨在讓學生對混合物的各類組成物質的溶解度進行掌握，對組成混合物的各類物質之間是否能夠發生化學反應，以及發生反應所需的條件有清楚的認識；其二，要求學生掌握實驗技能，掌握各類實驗儀器的性能以及使用方法，掌握各種化學物質的溶解方法、過濾方法以及結晶再結晶的方法。

（2）明確選擇儀器的原則，正確選用儀器。為了確保化學實驗能夠順利完成，學生必須具備選擇正確的實驗儀器的能力。筆者結合多年的化學實驗教學經驗，對如何提高學生的儀器選擇水平進行了簡單的介紹。

①根據反應物和生成物的性質、反應條件選擇儀器。我們知道化學實驗的反應條件包括：常溫、加熱、加壓、催化劑、光和電等。實驗過程中應該根據化學反應的實驗條件、反應物的化學性質來選擇合適的實驗儀器，并應該根據不同實驗的反應速度選擇安全、合理、有效的實驗儀器。②分析典型實驗，培養學生的實際操作技能。為了保證化學實驗安全有效地開展，并且保證實驗的正確性，教師應該對學生的實際操作能力進行培訓。筆者除了從實驗的原理、操作內容以及要求進行培訓之外，還通過對典型案例的剖析，來提高學生的實際操作技能。主要從儀器的選擇、連接和固定的方法，裝置的氣密性檢查，藥品的取用，加熱方法，氣體的凈化和干燥，氣體的收集和放置以及裝置的拆卸七個方面進行培訓。

通過對典型實驗的剖析，將實驗的要點以及操作技巧對學生進行詳細的講解，將具體的操作步驟及技巧進行分析，將其總結為簡單扼要、容易記憶的口訣，能便于學生理解和記憶。筆者通過多年的教學實踐發現，讓學生獨自進行實驗，可以讓他們在實驗過程中發現新的實驗，并對實驗過程進行改進和優化。

（3）根據實驗內容，處理好演示實驗。演示實驗對于化學實驗課有著重要的作用，除了為學生起示范作用，還是培養學生的觀察能力、分析思考能力以及解決問題的綜合能力的有效途徑。學生可以通過演示實驗來進一步深化其知識體系。演示實驗通常包括難度較大的實驗以及實驗技能要求較低的實驗。第一類實驗由于其實驗裝置較為復雜、實驗步驟繁雜或者是實驗藥品有毒等，需要由教師進行演示，來規范實驗的操作步驟。第二類實驗，教師可采取邊講解邊實驗的教學模式，便于學生理解和掌握。

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【關鍵詞】化學工藝流程圖題； 解題； 復習教學

縱觀福建省（理綜2009、2010、2011、2012、2013這幾年的第24題）和其它幾個省份近幾年的高考題都有化學工藝流程圖題。這類題目是近幾年高考化學部分新出的一種比較流行的題型，與早些年的高考題比較這種題目取代了以前的無機框圖題。這類題對學生來說綜合度高，涉及的知識面廣，陌生度高，閱讀量大，信息多，對學生的思維能力要求高，因此造成部分學生很怕該類題目。下面結合一些題例，談談對此類題目的求解及復習的一些看法。

1化學工藝流程圖題的結構特點

化學工藝流程圖題顧名思義就是將一些化工生產過程中的生產流程用框圖（或生產裝置）形式表示出來，并根據生產流程中與高中相關的化學知識進行分解設問，形成與化工生產緊密聯系的化工工藝流程圖題。

化學流程圖題有這幾個特點：一是這類試題一般源于實際的生產問題，以解決生產中與化學相關的實際問題作思路進行設置問題，使問題情境真實，考查學生理論聯系實際，學以致用的能力；二是試題所含內容豐富，涉及的化學基礎知識方方面面如中學階段所學的元素及其化合物知識以及物質結構、化學用語、元素周期律、氧化還原反應、化學平衡、電解質溶液、電化學、溶度計、PH計算、實驗操作等知識，能考查學生化學雙基知識的掌握情況和應用雙基知識解決化工生產中有關問題的遷移推理能力；三是試題新穎內容陌生，一般文字較多，閱讀量大，能考查學生的閱讀能力、分析判斷能力、邏輯推理能力和資料的收集處理能力。

化學工藝流程圖題的結構一般分材料信息、框圖和問題三部分。材料信息部分描述化工生產或化學實驗的目的，簡單介紹化工生產或化學實驗所需的材料；框圖部分則用流程圖形式把化學實驗中物質的制備和分離提純的流程表示出來，或將原料到產品的主要生產流程表示出來；問題部分主要以生產流程或化學實驗中所涉及的化學知識設置出一系列問題。

2化學工藝流程圖題的類型及常考考點

現以2009-2012年福建省高考理綜卷化學部分第24題分析。2009福建理綜24題是以從鋁土礦（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質）中提取Al2O3為背景知識設計流程，主要考查了流程的理解、幾種氧化物（Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO）的相關性質、檢驗Fe3+的方法、溶度積常數的運用等內容。2010福建理綜24題是以工業上用菱鋅礦（含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等雜質）生產硫酸鋅為背景知識設計流程，主要考查了流程的分析、原料的處理（研磨）、氧化還原反應的配平、表格數據的分析、溶度積常數、結晶分離操作、守恒關系求質量分數等內容。2011福建理綜24題是以由鈦鐵礦（主要成分是FeTiO3）制備TiCl4為背景知識設計工藝流程，主要考查了題目信息的提取、流程的分析、膠體的知識、熱化學方程式的書寫及蓋斯定律的運用、綠色化學的理念、溶度積與化學平衡常數的綜合運用、表格數據的分析等內容。2012福建理綜24題與前幾年相比有所變化，題目設計分為兩部分，第一部分是考查電鍍的相關知識，第二部分是以酸浸法制取硫酸銅為背景知識設計工藝流程，但與前幾年相比流程簡化了，主要考查了流程的分析、氧化還原反應與離子方程式書寫的結合、化學平衡常數的相關知識等內容。

通過對2009-2013年福建省高考理綜化學部分及其它一些省市相關類型題目的分析，歸納以下化學工工藝流程圖題的類型和常考考點：

2.1化學工藝流程圖題的類型。

2.1.1一種為以“從混合物中分離、提純某一物質”為目的的題目類型。這一類型的題目通常要求學生要能從題目中找出要得到的主要物質是什么，混有的雜質有哪些，分析當加入某一試劑后，能與什么物質發生反應，生成了什么產物，要用什么樣的方法才能將雜質除去。

2.1.2一種為以“利用某些物質制備另一物質”為目的題目類型。這一類型的題目通常要求學生要明確題目的目的是制什么物質，要能從題干或問題中獲取有用信息，了解產品的性質。

2.2化學工藝流程圖題的常考考點。

2.2.1考查對原料（樣品）的處理：如對原料（樣品）研磨（或粉碎）、煅燒（或焙燒）過程的信息利用（加氧化劑、還原劑、改變結構等），溶解原料（或）樣品所需試劑的選擇及含義（酸浸、堿浸或水溶）、浸出率問題等；

2.2.2考查與反應相關條件的選擇與控制：如加快或減慢反應速率（反應條件溫度、濃度或催化劑對速率的影響）、反應溫度（低于、高于或介于某些溫度之間）的選擇、反應時間的選擇（保溫一段時間）、調節溶液pH的目的（促進水解、抑制水解、除過量試劑達到分離除雜等目的）、催化劑的選擇及探究等；

2.2.3考查元素化合物知識：如常見金屬單質（活潑、不活潑、特性）、酸（強酸、弱酸）、堿（強堿、弱堿）、鹽（溶解性、氧化性、還原性、穩定性）、氧化物（酸性、堿性、兩性）、物質特性等相關知識的考查。

2.2.4考查化學原理應用：如氧化還原原理（配平，物質的氧化性、還原性與價態、生產目的的關系，電子得失的相關問題）、水解原理（平衡的移動、相關現象的解釋）、電化學（原電池、電解）、沉淀溶解平衡（溶度積、沉淀的轉化）、飽和溶液與晶體的析出等；

2.2.5產品處理的考查：如結晶分離方法的選擇與操作（ 蒸發結晶、冷卻結晶、趁熱過濾等）；物質的循環利用的利與弊；副產品與循環利用的物質及它們的區別；定量計算及誤差分析；

2.2.6考查與環境相關的問題：如減少污染、“綠色化學”理念。

2.2.7考查與生產實際相結合的問題：如生產設備的簡易、生產工藝簡便可行、生產成本的控制等問題。

3化學工藝流程圖題的解題方法思路

通過對化學工藝流程圖題的特點結構、形式、類型及常考考點的分析，對化學工藝流種圖題的解題有以下的方法思路。

3.1對題目（包括材料信息、框圖、問題）進行全面的整體的閱讀。我要求學生在閱讀中首先要明確題目的目的，如是為了“從混合物中分離、提純某一物質”還是為了“利用某些物質制備另一物質”。其次，在明確目的前提下，從材料信息或問題中獲取有用的信息、關鍵的字眼，了解產品的性質，幫助解題。如果產品具有某些特性，則意味著要采取必要的措施來避免在生產過程中產生其他雜質。具體來說有可能會出現以下幾種情況：

3.1.1如果生產過程中的物質能與空氣中的成分發生作用的話，則要考慮在制備過程中將影響的物質如CO2、H2O等水除去，還要注意防止它們進入裝置中。

3.1.2如果產物是一種會水解的鹽，則要考慮水解的因素。如制備FeCl3、AlCl3等物質，蒸干其溶液得到Fe（OH）3、Al（OH）3，而如果再進一步灼燒的話得到它們的氧化物。再如類似于帶結晶水氯化鎂這樣的物質，在脫結晶水的過程中就要讓它在氯化氫氣體的氛圍中進行加熱脫水。

3.1.3如果在生產的過程中出現一些像NaHCO3、H2O2、KMnO4、Ca（HCO3）2等這些受熱易分解的物質或者產物，則要注意對溫度的控制。

3.1.4如果產物的性質具有較強氧化性或還原性，則要考慮與其發生氧化還原反應的物質的影響，如有Fe2+、SO32-等較強還原性離子產生或存在時，要考慮具較強氧化性物質的影響。

3.1.5如果有給出物質的溶解度，應注意選擇合適的結晶分離方法。如NH4NO3、KNO3等溶解度受溫度的影響比較大的物質，在蒸發過程中比較難析出來，要用冷卻法使它結晶。而有的物質溶解度受溫度的影響比較小，如NaCl、KCl等，還有少數物質的溶解度隨溫度的升高反而減小，如Ca（OH）2要使它們結晶析出時，則要用蒸發濃縮的方法。再如有些多種物質在一起時就要采用升溫冷卻結晶法，有的卻用蒸發濃縮結晶法，有的還要注意進行趁熱過濾。

3.2讀懂流程框圖，明確框圖中一些圖形步驟的含義。在化工流程圖中，箭頭指向的是投料（即反應物）、出去的是生成物（包括主產物和副產物）、箭頭方向有時還意味著物質的循環利用。在讀流程圖時除了從形式上去認識流程外，我讓學生從這幾個方面去了解流程：①參加反應的物質有哪些②這些物質都發生了怎樣的變化（反應）③該變化產生了什么樣的后果，該變化起到了什么作用。要充分認識到一點：流程中的一切反應或操作都是為獲得產品而服務的。

3.3注意結合化學反應原理進行分析。化學工藝流程圖題還會涉及常見的化學反應原理，例如化學反應與能量變化、化學反應的方向和限度問題、電化學原理、水解原理、溶度積沉淀轉化的問題等等。如在許多的流程題中，經常會看到溫度、濃度、壓強等外界條件的出現，而不同的工藝流程對物質反應的外界條件有不同的要求，其所起的作用也不一樣，但卻是能否達到實驗目的的關鍵所在。對此類反應條件的分析我從以下幾個方面著手：①條件改變對反應速率有何影響？②條件改變對平衡轉化率有何影響？③條件改變對綜合生產效益有何影響？再如題目中也經常出現pH的相關數據，就要注意給合沉淀溶解平衡、溶度積及pH定義進行相關問題的分析求解。

3.4注意實際工業生產要求及環境保護。一個工業流程必須符合綠色化學理念，其中包括環境污染問題、原子的經濟性、節約能源（包括使用催化劑）、原料應該是可以再生的（或者可以循環使用）、工藝的安全性等內容。我在讓學生答題的時候，就從這幾個方面進行相應的分析。

3.5注意回答問題時的文字敘述。答題中規范科學的敘述也是學生必需掌握的一項基本功，也是考試中的一項要求。對于化學工藝流程圖題，我讓學生小結整理了以下幾種常見重要的文字敘述。

3.5.1從溶液中獲得晶體的敘述：蒸發濃縮-冷卻結晶-過濾-洗滌。

3.5.2沉淀洗滌的敘述：往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復操作2-3次。

3.5.3在回答除雜步驟的問題時，應該注明“是為了除去（具體）雜質”，而不應只寫“除雜”這樣簡單的回答等。

4化學工藝流程圖題的復習思路

從化學工藝流程圖題的分析中可以看出，雖然給的問題陌生感較大、變化多端，但它的落腳點還是化學學科基礎知識、基本技能的綜合運用，因此在復習時還是應回歸對化學學科基礎知識、基本技能的掌握。為此，我在具體的復習中對一些方面進行了歸納總結。

4.1復習時注意使元素化合物知識形成網絡，同時歸納總結一些物質的特性。如歸納出重要的幾種連續反應、幾種重要的三角轉化關系、常見離子的檢驗等。

4.2注意化學反應原理的理解掌握，這些知識經常出現在化學工藝流程圖題中而且起著非常重要的作用。如電化學，氧化還原反應（氧化性還原性、配平、電子轉移的計算）、溶度積、水解平衡、化學反應速率、化學平衡等化學理論基礎知識及其綜合應用。

4.3注意幾種實驗操作的理解掌握。如化學工藝流程圖題經常出現的結晶問題、洗滌問題、除雜問題、沉淀是否完全問題等。

4.4整理積累相關的化工生產知識如氯堿工業、硫酸工業、合成氨工業、海水提鎂溴工業等，這有助于培養學生分析流程的能力。

4.5加強文字表述的訓練，等等。

總之，只要平時復習時教會學生善于歸納、總結，認真審題，善于從題目或問題中獲取信息來幫助自己解題，同時注意在平時的學習中要熟記以上的一些知識，同時文字表達時做到規范，我相信可以突破這個難關。

參考文獻

[1] 2009-2013年普通高等學校招生全國統一考試（理科綜合）（福建卷）.

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救援化學實驗PBL教學法的應用

1.PBL教學法有助于學員建構知識體系。設計緩沖溶液實驗時,要求學員配置與體液相似的緩沖溶液并檢驗酸性和堿性物質對其影響。學員通過復習理論、查閱資料,設計出與人體血液相近的緩沖溶液,加入不同量的酸、堿,或用不同量的水進行稀釋,再用酸度計測量pH值的變化。學員處理實驗數據后,理解了緩沖溶液的概念、組成和作用原理,了解到血液作為緩沖溶液,由于其中各種緩沖對(主要是H2CO3/HCO3-)的作用,能抵抗代謝過程中所產生的和隨食物或藥物進入人體內的少量酸性或堿性物質,使正常人體血液的pH值保持在7.35(7.45之間;也知道這種緩沖作用是有限的,若緩沖容量降低或大量的酸性堿性物質加入,緩沖作用就減弱或消失,使血液的pH值發生較大變化,人體就會酸中毒或堿中毒。

2.PBL教學法有助于培養學員解決問題的能力。LBL的熔點測定實驗是一個純凈物或混合物的熔點測定,只有毛細管測熔點這一基本操作。將該實驗改為:合成乙酰水楊酸并測定其熔點。學員通過查閱相關文獻資料并用正交法探究反應條件,設計出比較理想的合成路線。生成物用冰水浴冷卻結晶、抽濾、重結晶、干燥,最后用毛細管法測熔點。產率最高達78%,熔點距最小的為0.9e,驗證其純化效果較好。通過實驗,學員掌握了毛細管測定熔點的方法,明白了用熔點鑒別純凈物與混合物的原理。自己設計合成方案并實施,鍛煉了他們的創新能力,提高了他們發現問題、分析問題、解決問題的能力。

3.PBL教學教學法有助于培養學員自主創新能力。將驗證實驗改為鑒別有機化合物的分析實驗。設計所需檢驗的各組試樣,試樣瓶上無標簽,只有序號。要求學生查找資料,利用常用試劑和實驗現象明顯,操作簡便的經典方法,設計出操作方案,把各種化合物鑒別出來。驗證有機含氧衍生物性質時,設計的問題是用經典化學方法鑒別正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、苯酚、乙醚、甲醛、乙醛、丁醛、丙酮、苯乙酮、2-丁酮、甲酸、乙酸、乙二酸。學員通過復習理論知識,自己設計檢驗方案,實驗效果非常好,試樣分析正確率達到了96%。由于用所學理論知識解決了實際問題,發揮了學員的主觀能動性,使其自主學習能力得到提高,學習熱情得到激發。

救援醫學化學實驗實施LBL和PBL聯合教學的思考

1.實施LBL和PBL聯合教學能提高學員綜合素質。對08、09級學員的化學實驗實施LBL和PBL聯合教學法后,就教學效果進行了問卷測評,問卷調查結果見表1和表2。對實驗組和對照組都進行了實驗理論和操作考試,考試成績見表3。由表1可見:在救援醫用化學實驗中實施LBL和PBL聯合教學,學員可系統學習實驗操作技能,激發了學習熱情,提高了動手操作能力。在建構知識體系的同時,學員可學會獲取并評價有關信息的方法,又培養了自主創新能力和團結協作精神,綜合素質得到提高。