3纯度测定”的实验原创题'> 一道关于“NaHCO3纯度测定”的实验原创题

摘要：提出实验复习应从教材出发，将教材中“活动探究”栏目作为命题素材进行挖掘，并对以往相关试题进行纠错和改造创新，命制了一道以“NaHCO3纯度测定”为素材的实验原创题；将其作为福建理综25题的模拟题，旨在树立正确的命题导向，促进学生分析及解决问题能力、信息分析能力和实验探究能力的培养。

关键词：中学化学；原创题；NaHCO3纯度测定

文章编号：1005C6629（2014）7C0072C03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 素材

（1）新课标鲁科版化学必修1第62页“活动与探究――碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质”归纳整理第2小题：如何鉴别一包白色固体粉末是碳酸钠还是碳酸氢钠？

（2）高三复习讲评中发现的问题：[2009年福建省厦门市高中毕业班适应性考试理科综合能力测试实验题（节选）]纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质。某兴趣小组为测定某工业纯碱（假设仅含碳酸氢钠杂质）中碳酸钠的质量分数，设计了下列三种实验方案进行探究。请填空：

方案二：纯碱样品溶液 测定沉淀质量

⑤如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂，在其他操作正确的情况下，测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际 （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

带着疑问笔者走进实验室，在0.1 mol・L-1 NaHCO3与Na2CO3溶液中滴加等体积等浓度的CaCl2溶液，结果发现两者都出现了沉淀。作为市级统考试卷流传甚广，如何进行教学纠偏一直萦绕在心头。

（3）2013届北京市朝阳区高三第二次模拟（理综）中的一道试题。

某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3，装置如图所示（气密性已检验，部分夹持装置略）：

①D中产生NaHCO3的化学方程式是 。

②请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用。

③当D中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤、干燥备用。为确定固体的成分，实验小组设计方案如下（称取一定质量的固体，配成1000mL溶液作为样液，其余固体备用）：

方案1：取样液与澄清的Ca（OH）2溶液混合，出现白色沉淀。

实验小组对现象产生的原理进行分析，认为该方案不合理，理由是 。

方案2：取样液与BaCl2溶液混合，出现白色沉淀并有气体产生。

实验小组认为固体中存在NaHCO3，其离子方程式是 。

该小组认为不能确定是否存在Na2CO3，你认为该结论是否合理？

（4）《化学教学》2003（4）47～48：孙红文.不能用加氯化物来鉴别Na2CO3和NaHCO3[1]；2010（10）76～77：李大塘.氯化钡不能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的理论分析[2]；《燃料科学与技术》2009（4）135～140：赵传文，陈晓平，赵长遂.碳酸氢钠分解的热重分析研究[3]。

2014年福建省考试院新修订的《考试说明》唯一的变化就是在题示部分将2012年省质检实验题换成了2013年北京理综卷28题，该题从教材出发，层层递进，考查了学生对实验基本仪器的选择、实验目的的描述、原理的理解，实验方案的设计、评价及分析，涉及面广，能力立意高。修订者旨在通过更换试题传达这样一个讯息，今年福建省高考实验题将从教材出发，全面深入考查学生的实验探究能力，打破以往五年高考自主命题定性分析、定量计算、误差分析三段式的“八股文”模式，引导高中实验教学走进正常的轨道。基于此，笔者选取教材中的“活动探究”作为试题命制的切入口，查阅了2009年厦门市质检曾经命制过类似的试题，发现其中存在的谬误，决心破旧立新，将相关问题研究透彻。在资料收集过程中，发现2013年北京朝阳区二模也有类似的素材，但是新意不足，在NaHCO3制备考查方面没有突出学生对实验仪器的选择及设计能力、方案2问题的设计缺乏相关实验数据的支撑，人为编造意味浓厚，因此在此基础上加以改造创新，参阅了孙红文、李大塘、赵传文等人研究论文中的相关研究数据，命制了本题。试题考查的主要内容有利用所给的实验仪器设计成套装置、实验方案评价、实验数据分析、根据信息理解反应原理、空白实验思想、根据图像信息进行化学计算以及对比实验思想，基本囊括了中学化学实验涉及到的仪器分析、原理分析、方案评价及设计、数据分析、实验思想（空白实验、控制变量、对比实验、恒重），覆盖了《考试说明》中要求的分析及解决问题能力、分析及处理信息能力以及实验探究能力。

2 原创试题

（16分）某学习小组利用下列装置进行CO2与饱和Na2CO3溶液反应制备NaHCO3。

（1）选取必要的实验装置，正确的连接顺序为

（填序号）。

（2）为确定制得的固体样品是纯净的NaHCO3，小组同学提出下列实验方案：

甲方案：将样品溶液与饱和澄清石灰水反应，观察现象[4]。

乙方案：将样品溶液与BaCl2溶液反应，观察现象。

丙方案：测定pH法。

丁方案：热重分析法。

①判定甲方案 （填“可行”或“不可行”）。

（i）样品的纯度为 。

（ii）升温速率对实验结果 （填“有较大”、“有较小”或“没有”）影响。

3 命题意图及创新点

3.1 命题意图

（1）重视对教材素材的挖掘。梳理近五年福建卷实验题，素材基本都来源于教材中的实验或者教材中的习题改编。本题素材从教材中“实验探究”栏目进行挖掘，有利于学生公平地接触到素材，有利于学生减少入题的难度，有利于检验学生对教材相关知识的深刻理解，具有很好的选拔功能。

（2）重视信息能力的培养。梳理发现近五年福建高考图表信息量呈逐年增加的态势，试题命制者试图通过设置装置图、曲线图、表格数据和流程等多样化的信息呈现方式来创设问题情境，考查学生处理化学信息的能力。本题试图通过实验装置图、表格、图像等多样化的信息呈现形式，考查学生获取信息、分析信息、转化信息的能力。

（3）重视学生对实验的真实体验。新课程改革以来，由于教材中没有明确界定演示实验和学生实验，再加上课时减少导致教师在具体的教学过程中赶进度，减少学生实验时间和数量。为了应付高考实验题，许多基层老师基本都是以试题代替实验，这样急功近利的后果是实验教学的功能极度弱化、学生操作能力急剧下降、学生实验设计能力仅仅是停留在盲目模仿的水平。本题通过对实验装置图组装的考查，就是要让真正做过实验的学生受益、真正放手让学生去做实验的老师受益，这样的试题有利于将教学引导到正确的轨道。

（4）重视定量实验的考查。本题涉及到了重量法、pH法、现代仪器分析（热重分析法）等定量测定方法，有助于培养学生的定量观。

3.2 创新点

（1）重视试题的纠错功能，引导正确的命题趋向。笔者最近几年参加福建省、厦门市质检考试命题20余次，深感中学老师命制的试题科学性缺失严重。厦门市2009年高三质检、2013年高一质检命制与本题类似素材的试题的时候谬误百出，为进行教学纠偏，笔者通过文献研究、实证研究最终形成试题，在全市范围内进行质量监控，效果显著。

（2）重视学生实验设计能力的考查。为避免出现实验应试化倾向，克服实验题模式化、同质化严重的问题，让真正做了实验的学生有所裨益。本题摒弃传统实验装置组装试题中所提供的仪器必须全部要用到的传统命制手法，学生只有对NaHCO3制备过程中可能存在的干扰因素分析透彻的情况下放弃选择浓硫酸，这样对于认真做实验的学生肯定会占据先机，避免掉入命题者设计的陷阱中。

（3）重视实验数据处理能力的考查。试题（2）②（i）重点考查从表格中提取有效数据的能力。试题（2）④（i）则要求既要关注到图像信息，又要兼顾到守恒思想的运用。

4 解题思路

（1）本小题主要考查学生设计能力。一般来说，有气体参加反应的组装顺序为：气体发生装置净化除杂装置主反应装置尾气处理装置。分析可知在Na2CO3溶液中通入CO2制备NaHCO3，杂质气体应该只有气体发生时挥发出的氯化氢气体，水蒸气对NaHCO3的制备没有干扰作用，因此正确连接顺序为③①②。

（2）①小题考查学生对实验目的的理解。如果NaHCO3固体中有杂质的话，应该只有Na2CO3，通入澄清的石灰水Na2CO3会发生反应：Na2CO3+Ca（OH）2= CaCO3+2NaOH；而NaHCO3则会发生反应：2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3+Na2CO3+2H2O，两者都会产生沉淀，因此方案不可行。（编排序号需作梳理）

③取等质量的固体样品和分析纯NaHCO3样品分别溶解于等量的水中，分别用pH计测pH（3分）

[得分点设计]说明用等量样品与纯净碳酸氢钠溶于等量水得2分；说明pH计测pH得1分

④（i）100%（2分）（ii）没有（2分）

参考文献：

[1][4]孙红文.不能用加氯化物来鉴别Na2CO3和NaHCO3 [J]化学教学，2003，（4）：47～48.

[2][5]李大塘.氯化钡不能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的理论分析[J].化学教学，2010，（10）：76～77.

[3][6]赵传文，陈晓平，赵长遂.碳酸氢钠分解的热重分析研究[J].燃料科学与技术，2009，（4）：135～140.