以考察學生綜合運用化學知識解決問題而出現的開放題,可以說異彩紛呈.在條件的不確定、答案的不唯一、所求多元化的情境中,著重於分類思想、演繹推理、發散思維的考察.此題型過去經常活躍在普通填空題的某一小問中,答案儘管開放但比較簡單,多數僅憑記住課本知識就可作答.
例2(2016年湖北省宜昌市中考題)設計方案是實驗探究的保證,感悟方法是探究的根本目的.某合作學習小組開展了如下探究.實驗一:檢驗氫氧化鈉溶液中是否含有氫氧化鈣.
【分析】 從組成上看,氫氧化鈣和氫氧化鈉都屬於鹼,它們在水溶液中都能解離出相同的____(填符號),所以具有相似的化學性質.但由於解離出的Na+,Ca2+不同,所以性質也有不同.設計實驗時可加入能解離出CO32-的試劑,利用CO32-與Ca2+結合產生白色沉澱這一特殊現象予以檢驗.
【設計方案並實驗】 見表1.
表1
寫出上述方案出現白色沉澱的一個化學方程式____.
【方法感悟】在檢驗物質時,要分析物質的組成和____,據此選擇加入恰當的試劑,最後根據不同現象得出結論.
【延伸探究】 實驗二:有一包白色固體,可能含有氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉和硝酸鋇中的一種或幾種,為探究其組成,某合作學習小組設計方案並進行了如下實驗(見圖2):
圖2
(1)上述實驗中,過濾操作用到的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒和____.
(2)小晶同學通過上述實驗推知:白色固體樣品中一定不含有____.
(3)為確定白色固體樣品中可能存在的物質,小燕對沉澱C進行實驗,見表2.
表2
(4)小虎同學認為白色固體中還有物質不能確認其是否存在,其理由是(用化學方程式表示)____.如要確認,只需將上述實驗方案中所加的一種試劑改為____即可.
解析:解答本題,必須熟練掌握酸鹼鹽的化學性質,掌握複分解反應發生的條件或離子共存的條件,注重通過分析實驗現象得出結論,整體駕馭實驗,弄清楚產生現象的本質原因.
對於實驗一,第一個空顯然填OH
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.第二個空聯想氫氧化鈣的化學性質並結合實驗設計的要求,則加入的物質應該是碳酸或溶於水的碳酸鹽,答案可為碳酸、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銨中的任意一種.這些物質及其二氧化碳和氫氧化鈣反應都會產生白色沉澱碳酸鈣,至此第三個空答案不唯一,化學方程式略.第四個空填組成或結構或性質或化學性質都對.
對於實驗二(第1問答案顯然是漏鬥),共分三個步驟,每一步出現的現象必需前後聯繫起來考慮才能得出正確的結論.
第二步加氯化鋇得到沉澱C,推出溶液A中或樣品中一定含有碳酸鈉、硫酸鈉中的一種或兩種,沉澱C則是碳酸鋇或硫酸鋇中的一種或兩種.由表2現象可知,沉澱C就是碳酸鋇,加入過量的藥品是鹽酸或硝酸(絕不是硫酸),由此說明樣品或溶液A中必含碳酸鈉,不含硫酸鈉.
請注意第二步加入的氯化鋇是過量的,導致碳酸鈉完全反應掉,可第二步加酚酞過濾後溶液B仍呈紅色,由此說明樣品或溶液A中還一定含氫氧化鈉.既然樣品一定含碳酸鈉和氫氧化鈉,則一定不含硝酸鋇.否則它和碳酸鈉反應產生沉澱,這和第一步樣品中加水溶解得到無色溶液A相矛盾.注意,第一步現象是得到無色溶液A,其它現象沒說則默認為沒有.
由第三步操作可知,沉澱E是氯化銀,說明溶液B中含有氯離子,氯離子究竟源自何種物質本實驗無法確定.換句話說,加入的氯化鋇幹擾了對原來氯化鈉的檢驗,故無法確定原白色固體中是否含有氯化鈉,其理由用化學方程式表示(不唯一)略.如要確認原來是否含有氯化鈉,只需把第二步加入的過量氯化鋇改為硝酸鋇即可.