化学自习室移动版

在高中化学第三册（必修+选修2003年版）第六单元第二节《性质实验方案的设计》中介绍“乙二酸化学性质实验方案的设计”，探究五个方面的性质：①乙二酸的酸性，②乙二酸受热分解，③乙二酸的还原性，④酯化反应，⑤乙二酸使蓝墨水褪色。显然，教材例题的教学功能还不仅局限于此，下面通过对有关乙二酸问题的延伸改编，探讨如何挖掘教材例题的潜在价值，发挥教材例题的综合效应。

 一、考查有关元素推断 

[问题1]A、 B、C、D 四种元素， A B C的电子层数之和为5，A B能形成AB₃分子，C元素的最高正价与其最低负价的绝对值相等，D的最外层电子数是次外层电子数的3倍。

（1）写出ABCD的元素符号？

（2）某物质含有上述四种元素中的2种，其空间构型为正四面体，写出该微粒的化学式？

（3）某盐含有上述四种元素，其水溶液显酸性。它与NaOH以物质的量之比（下同）1：1反应时无气体产生，1：2时能产生气体。该盐与盐酸反应生成含2个碳原子的酸，写出该盐的化学式            。写出该盐与与NaOH以物质的量之比1：2反应的离子方程式            。用方程式解释该盐水溶液显酸性的原因？                                                 

[命题意图] 本问将元素推断、物质结构、电离平衡和重要元素化合物知识结合起来，考查学生的定性分析和定量思维能力。

答案：（1）A-N,B-H,C-C,D-O（2） NH₄^＋ 、CH₄（3）HOOC-COONH₄、NH₄^＋＋HOOC-COO^－+2OH^－=-OOC-COO^－＋NH₃↑＋2 H₂O

HOOC－COONH₄ H^＋＋NH₄^＋＋－OOC-COO^－    NH₄^＋＋H₂O    NH₃·H₂O＋ H^＋

二、考查有关滴定实验

[问题2] 草酸晶体的化学式可表示为H₂C₂O₄·xH₂O，为测定x的值，进行下列实验：

①称取w g某草酸晶体配成100.0mL的水溶液，

②取25.0mL所配溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄，用浓度为 C mol/L 的KMnO₄溶液滴定，所发生的离子方程式为：

  H₂C₂O₄＋MnO₄^－＋    (     )—— CO₂↑＋ Mn^2＋＋   (       )

回答下列问题：

（1）配平上述离子方程式。

（2）滴定时，指示剂应       （若加则写出指示剂的名称，若不加则不写），滴定终点的颜色变化为                        。

（3）当w为6.3克、c为0.5mol/L、滴定终点时消耗KMnO4的体积为10.0mL，计算x的值。

（4）若滴定时所用KMnO4溶液的浓度因久置而变小，则x的值会    （填“变大”、 “变小”或“不变”，下同），若终点读数时俯视，x的值会     。对于一定量草酸，所用KMnO4的浓度过浓或过稀均不合理，浓度过浓不合理的原因是                          ，浓度过稀不合理的原因是              _____。                                            。

（5）在滴定过程中，常常将锥形瓶的内壁用清水冲洗，原因是                       ，滴定时，常发现反应速率开始很慢，后来逐渐加快，估计原因可能是             ，欲证实该观点，简述设计实验的思想。 

［命题意图］乙二酸是具有还原性的有机羧酸，它能与高锰酸钾发生氧化还原反应，氧化还原滴定是酸碱中和滴定的自然延伸。本问将滴定实验操作、指示剂的选择、化学计算、实验误差分析和实验设计结合起来，考查学生综合分析问题能力和解决问题的能力。

答案：（1）5H₂C₂O₄＋2 MnO₄^－＋  6 ( H^＋)== 10CO₂↑＋ 2 Mn^2＋＋ 8 (H₂O )

（2）不加，无色变成紫红色，且半分钟不褪色。（3）x=2

（4）偏小、偏大、浓度过浓所消耗KMnO4体积过小，易造成误差，浓度过稀所消耗KMnO4体积过多，多次量取读数也易造成误差。

（5）将沾附在锥形瓶内壁的乙二酸冲洗下来，使其充分反应。根据上述方程式知，随着反应的进行，乙二酸的浓度逐渐减小，反应速率应减弱，而反应速率却加快，可能的原因是Mn2+起催化剂的作用——加快该反应速率。设计的实验思想可分两类，一类是加合作用：向乙二酸溶液加入含Mn2+试剂，增大Mn2+的浓度，观察反应速率是否增大。一类是阻隔作用：向乙二酸溶液加入某试剂使Mn2+沉淀，观察反应速率是否减弱。 

三、考查乙二酸分解产物的鉴别

[问题3] 乙二酸（HOOC-COOH）俗称草酸，其主要物理常数如下：

已知草酸受热分解的化学方程式为H₂C₂O₄→H₂O＋CO₂↑＋CO↑。为了验证草酸受热分解及其产物，用如图装置进行实验。有人认为该装置不合理。请你指出用该装置进行实验不合理的主要原因。如何设计实验证明有分解产物CO？ 

[命题意图] 本问是课本实验的直接改造和深化，通过信息给予的形式，考查乙二酸分解产物的鉴别，培养学生接受信息的能力和思维的严密性、精确性。 

答案：实验不合理的原因有①草酸晶体的熔点低，未分解之前就已熔化并流到试管中，不能完成分解实验。②该装置只能检验一种水解产物(CO₂)，不能检验是否有其它分解产物。③在未洗气（除杂）的情况下通入石灰水，还可能因草酸蒸气与石灰水反应生成了草酸钙沉淀(HOC－COOH＋Ca(OH)₂=Ca(COO)₂↓＋2H₂O），对鉴别产物CO₂有干扰。④生成的CO未能除去，会污染空气。⑤乙二酸晶体含有结晶水，加热后无法证明草酸的分解产物中是否含水。

要证明分解产物有CO，其原理是将CO点燃，再将其燃烧产物通过澄清石灰水看是否产生白色沉淀。故必须要防草酸蒸气的干扰（用碱液吸收），还要防CO₂的干扰（用碱液吸收，再用澄清石灰水确定气体中无CO2）。即答案：分解气体依次通过足量NaOH溶液、澄清石灰水、碱石灰干燥，再点燃后通入澄清石灰水。 

高考命题的一个特点是“既来源于教材又高于教材”，很多高考题就是教材例题创新的改编，如98年“铝锌合金与强酸反应装置”是钠与水反应装置的创新，2002年理综“氨的喷泉实验装置”是教材喷泉实验装置的创新等。这都启示我们：对教材内容要多问几个“为什么”，多想几次“还可怎么办”，要注重知识的“形成过程和生长方向”，用综合的观点建立知识网络，用探究的方式指导学习过程，尽量挖掘教材例题的潜在价值。