2023年的高考已经落下帷幕。在已经获得的两套高考化学试题中,我们能发现三种“回归”:
(资料图片)
回归经典、回归实验和回归理性。
纵观自然科学与自然哲学发展史,科学实验的倡导与践行者如星光闪耀:毕达哥拉斯、亚里士多德、培根及其后来者。而真正“把所有科学结论都建立在科学实验的基础上,并对这一工具理性本身进行哲学反思,以此创造出一种理想化方法,使实验成为科学研究中的基本手段”,应归功于伽利略。
所以,让我们来一起学习伽利略对于实验的经典论断:
1.只要一次单独的实验或与此相反的确证,都足以推翻这些理由以及许多其他可能的依据;
2.科学理论正确与否,不是单凭逻辑推论,而必须回到特定的论证、观察和实验中去;
3.一切推理都必须从观察和实验得来;
4.世界是一本以数学语言写成的书。
17世纪,英国科学家波意耳把“点金术”终结,主张建立在大量实验观察基础上,对物质的化学变化进行定量研究,从而让化学以独立的科学面世。
18世纪,法国化学家拉瓦锡于动荡不安的年代,将化学真正推向“定量化学时期”。
1831年德国化学家李比希提出一种测定有机化合物元素含量的“元素分析法”,用以确定有机物中碳元素和氢元素比例。这已经是李比希第二次出现在高考化学题目中了!
让我们尝试从实验角度,来品味2023年高考化学的“三种回归”。
解析:
常见的两种酸性气体的制备与检验,回归到基础实验。两种常见的有机物的分离提纯方法,实际上既有性质考查,又有分液操作的考查。D选项气体测量方法,不应该奇怪,在今年的四省联考第9题已经出现一次,算不上强烈暗示,也算是极其重要。
解析:
将实验室内试剂的变质与化学方程式正误判断结合起来考查,已经不新鲜了。
A.硫酸亚铁变质生成“棕黄色沉淀”可能是Fe(OH)3吸附三价铁离子而形成的,不可能出现Fe(OH)2;
B.硫化钠溶液浑浊颜色变深,应该是生成硫单质;
C.溴水颜色褪去的原理与氯水褪色类似,生成HBrO分解得到无色的HBr;
D.胆矾失水变成白色的无水CuSO4(高考连年考查)。观察实验,结合物质性质,探索变化的本质,并用科学的语言符号表达出来。
解析:
A.铁与浓硝酸在常温下会发生钝化,实验过程又出现了新的变量,不能比较稀硝酸与浓硝酸的氧化性;
B.浓硝酸会将生成的BaSO3氧化成BaSO4,不能判定样品中含有硫酸根;
C.Cu-Ag组成原电池,Cu作负极,Ag作正极,可证明Cu与Ag的金属性强弱;
D.苯中无双键,何来有加成?水层颜色变浅是因为苯“萃取”了溴水中的溴。如C选项中严谨正确地设计实验,避免设计出如A和B有错误的实验。只有掌握物质的性质,才能准确推断实验现象。
解析:
(1)先通入一段时间O2,排尽装置中的空气;检查装置气密性;b、a;(空气中也有水蒸气与CO2,故需要用O2排尽空气防止干扰;有气体通过的装置,一定要检查气密性;如果先点燃a,可能会使部分CO没能被CuO继续氧化,造成CO2测定结果偏低,故先点燃煤气灯b);
(2)排出装置中气体和氧化有机物;
(O2的作用要全面考虑。除了氧化有机物以外,O2还能使反应生成的气体进入后续装置中;通过化合价升降法或者观察法配平CuO与所选有机物的反应方程式)
(3)A;C;因为碱石灰既会与H2O反应又会与CO2反应;
(4)先熄灭煤气灯,待装置恢复至室温后再停止通入氧气。(高考连年考查。防止因温度下降而引起气体回流,使U型管测量气体质量偏低)
(5)C4H6O4
解析:
(1)油(结合安息香的熔沸点数据可知,反应必须在100℃以上进行);
(2)球形冷凝管;a;
(3)防止沸腾使安息香固体飞溅(从实验安全角度思考);
(4)FeCl2;可行,O2在水中氧化FeCl2生成的FeCl3,能够继续氧化安息香得到二苯乙二酮。(考虑物质之间的联系。文献报道,O2在固体载体催化剂作用下能直接氧化安息香,但本题情境为有水环境,应考虑O2与FeCl2的氧化还原反应。);
(5)Fe3+水解。(反应体系维持酸性环境,抑制弱碱阳离子水解);
(6)a(二苯乙二酮不溶于水,安息香溶于热水,故可用热水除去产品中的安息香);
(7)b(安息香与二苯乙二酮相对分子量接近,理论上投入2.0g安息香可约可得到2.0g产品,而实际产量为1.6g,故产率约为80%)
本题与全国乙卷26题一样,创造出了真实的实验操作情境,针对具体物质和操作的合理性进行判断。本题中既有对熟悉物质Fe3+、乙酸和氧气性质的考查,也有对陌生物质性质信息的提取应用,弱化了产率计算的强度,做到了实验主题的突出。
(本文题图来自公众号Chemguy,在此致谢!)
一切推论必须从观察和实验得来!
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