『壹』 中學生學習化學的幾種常見方法
化學課的學習主要概括八個字:四先四後,錯題檔案。
一.「四先四後」有以下幾個階段:(1)先預習後聽課;(2)先復習後作業(3)先思考後發問(4)先聽課後筆記等幾個階段。
預習階段:概括起來就是「讀、劃、寫、記」。
「讀」,要有課前預讀的習慣,能根據預習提綱帶著問題讀懂課文,歸納含義;「劃」,要劃出重點、要點、關鍵詞、句。在課本上圈圈點點。「寫」,把自己的想法、疑點寫下來,帶著想不通的,不理解的問題去聽課,「記」,要把重要的概念、定義、性質、用途、製法多讀幾遍,記在腦子里。古人說,疑者看到無疑,其益猶淺,無疑者看到有疑,其學方進。
教師要教給學生怎樣發現問題,怎樣提出問題,不斷解決問題,認識能力就會提高,在預習中不僅要求學生能回答老師提出問題,能質疑問題,而且要指導學生逐步學會確定學習目標、學習重點,安排學習過程,掌握正確的學習方法。
聽課階段:
課堂聽講,在中學時代是學生獲取知識的主要來源。因為在課堂教學中,老師要啟發學生的思維,系統地講解化學概念和規律,指導學生或演示實驗、組織討論、探索新知識,解答疑難問題,點撥思路,糾正錯誤,並在科學方法的運用上作出規范。因此在課堂上學生一定專心聽講,開動腦筋,在老師的誘導下,對所學知識深入理解。同時還要學習老師分析問題、解決問題的邏輯思維方法,這樣可以使學生在學習中少走彎路。
學生在課堂上聽講,還要做到邊聽、邊想、邊記。主要精力放在聽和講上,必要時也可標標,劃劃或寫寫。
1 聽好課的三要素:
(1)恭聽:上課聽講要有明確的學習目的和嚴肅的學習態度,全神貫注,做到眼、耳、手、腦並用,自覺遵守課堂紀律,高度集中注意力,才能提高聽講的效率。
(2)思維:聽課時要積極開動腦筋思維,注意聽老師解決問題的思路、方法和解題的規范要求。思索老師從現象、事實到結論的分析、歸納得到結論的過程,或演繹、推理的過程,以及說理論證過程或操作過程、裝置原理。其關鍵是要發展思維能力,理解所學的內容,而不是只記結論。
(3)記憶:思維的同時也在進行記憶。記憶要及時,並注意反復鞏固,記憶也要講究方法。
2 聽講的方法:聽講方法主要包括檢查復習、講授新課和總結鞏固這三個環節的學習。和其它學科一樣,聽化學課應全神貫注,做到眼到、心到(即思想集中)、耳到和手到,關鍵是心到,即開動腦筋,積極思維,想懂所學內容,根據化學學科的特點,這四到各有其特點。對於眼到,除以演示實驗等直觀教學看得全面外,重要的是在教師指導下,分清主次現象,能迅速捕捉一瞬即逝或現象不夠突出和不夠明顯,而又屬於反映物質及其變化的本質屬性的現象。這就要求能高度集中注意力,同時要記住這些現象。不論好看有趣與否,都有要有明確的學習目的和學習態度,自覺提高和發展觀察能力。關於耳到、心到,著重點是開動思維器官,聽清和思索教師從現象、事實到結論的分析、歸納得出結論的過程,或演繹推理過程,以及說理、論證過程和操作及裝置的原理等,也就是那些屬於理解的內容。切實克服和改變不注意聽和想的過程,而只記住結論的不正確的學習方法。耳到、心到的關鍵是發展思維能力,理解所學的內容。當然,在此前提下該記住的內容,還是要記住的。手到,主要的是按要求和規范,認真進行實驗操作,掌握實驗技能。至於筆記,要學會記要點、記提綱,不要因記筆記而影響看、聽和想。在檢查復習時,要認真思考老師提出的問題,注意聽同學的回答,看同學的操作。不要因沒有檢查到自己而不認真想、不注意聽和看。當同學的回答、操作與自己的認識不一樣時,更要想一想有無道理。總結鞏固階段,主要是會小結歸納,使一堂課所學的內容在頭腦中條理分明有個系統,同時回憶看或所做的實驗。
復習階段:
復習是化學教學的重要組成部分,也是重要教學環節之一,是學生進一步獲得知識,發展智力,培養能力必不可少的教學程序。在復習過程中,要針對知識、技能上存在的問題,根據大綱要求和教材的重點,對知識進行整理,使分散的知識點串成線成網,使之系統化,結構化。
1 復習的種類:復習的種類、方法各一,但復習的種類,大致可分為新課中的復習、階段復習和學年總復習三種。
(1)新課中的復習:這種復習是把新課有聯系的已學知識在新課教學中進行復習。目的是「溫故知新」。從已知引出未知,由舊導出新,降低新課的教學難度。這可採用課前提問,或邊講新內容邊復習舊知識的方法。
(2)階段復習。這種復習一般分為單元復習、每章復習和學期復習。①單元復習就是馬每章按內容劃分為幾個單元,每一單元講完後復習一次。如第一章可分為一至三節和四至八節兩個單元。②每章復習是在上完了一章內容後進行的。它的作用是把整章進行歸納、綜合並進行一次小測試。其方法可根據每章後面的「內容提要」有所側重地進行,並結合學生實際,做每章後面的復習題或選做適量的課外練習題進行消化、鞏固。③學期復習是在學期期未考試前集中兩周時間,把一學期學過的知識進行一次綜合復習。通過復習及學期考試檢查,將暴露出來的問題通過寒暑假作業彌補,為學習後面的知識打好基礎。以上各階段復習,按課本的順序進行為宣。這樣可以充分發揮課本的作用,便於學生掌握。
(3)學年總復習。它是在上完全冊教材後進行的,不受章節或階段知識的限制。通過總復習,使學生掌握的知識比較系統化、條理化,有較好的綜合運用的能力。學年總復習一般可分為系統復習和綜合訓練兩個階段。
2 復習的基本步驟:
(1)在每次復習前必須要有計劃做好復習准備。例如,一個晚上自學兩小時,就應根據一天學習的學科和學科的性質,做科學安排,即內容相似的不要前後相連復習,應間隔復習。這是因為從心理學上講,相似的學科相連復習往往引起干擾,降低復習效果。
(2)復習時最好先回憶,或根據聽課所記要點,進行回憶當天學習了哪些內容,主要教材是什麼,進行了哪些實驗,等等。然後再復習課文。在這個時候,可根據回憶,有困難或不明確的地方多復習,理解了沒有問題的少復習,這樣既可節省時間,而且可集中力量來弄通困難教材,掌握重點。最後,再合上書本思考一遍,特別要明確教材的重點、難點部分,然後才做作業。
(3)化學是以實驗為基礎的一門學科。因此,在復習時,要十分注意這一特點。對每一項實驗,必須注意它的變化、現象,儀器裝置、操作手續,從現象到本質去認識它、理解它。同時,在復習時必須對所做過的實驗已觀察到的變化,從現象到本質地進行回憶、復習,並且還要注意實驗裝置及操作手續。
3 復習的操作方法:復習是對知識的識記、掌握、鞏固、深化、提高和遷移的過程。通過復習進行總結,歸納章節內容,列出知識之間的相互聯系,有助於知識的條理化、系統化,有助於學生邏輯思維能力及綜合能力的提高。根據不同的內容,可選擇不同的方法:
(1)實例法:對物質的性質、製法、存在、用途必須有機地聯系起來進行復習。通過實例,認識物質的製法、用途、存在決定於它的性質,它們之間是有機的內在聯系的。因此,在復習某一物質的性質的同時,應根據此性質認識它的製法與用途,聯系它的存在。同樣,復慣用途與製法,也必須充分了解它們所根據的是該物質的哪些性質。如復習銨鹽與鹼反應放出氨氣的特性時,便應注意聯系氨的實驗室製法。因為氨的實驗室製法,就是根據銨鹽這一特性。
(2)對比法:化學知識點之間存在異同,復習時若能進行一些對比分析,可加深理解和記憶。元素間、化合物間、同族元素與異族元素間,以及一些概念不同,復習時均可進行對比。對比的方法不僅加深、擴大、鞏固新舊知識,同時也是培養學生分析、綜合及概括能力的過程。如物質的溶解度和溶液的百分比濃度,可以從定義、條件、范圍、計算公式等方面來對比分析,找到聯系與區別,以便靈活運用。
(3)聯想法:復習時要善於將前後知識進行聯想,使之系統化如復習H2的性質時,可聯想到H2的製法、用途,有關的實驗現象、裝置,注意事項等。聯想法是復習化學一種行之有效的方法。
(4)歸納法:歸納是一種重要的復習方法,它把零散的知識,復雜的內容整理成提綱或圖表。如氧化物、酸、鹼、鹽之間,通過學習就可摸索出它們相互間的轉化規律,歸納成圖表,成為全章及全書的知識概括和小結。
(5)聯系實際法:要反復通過實例,聯系實際,究竟聯系什麼和如何聯系,逐步學會聯系實際。化學實驗是化學教學聯系實際的重要方面,按上面所述,重視復習實驗,對生產和社會主義建設,對生活中的各種事物和現象,要結合教學加以聯系,使學生逐步學會聯系。
完成作業:
化學學科的課後作業及解題過程也有其自己的規律:(1)認真審題,明確要求。首先要認真理解題意,弄清題目給出什麼條件,需要回答什麼問題,也就是明確已知和求解。(2)回憶知識點,確定解題方案。在審清題意的基礎上,回憶有關的化學概念,基本理論,計算公式等化學知識,設計一條解題途徑,制訂出解題的方案。(3)正確解題,完美答案。把解題的思路一步步表達出來,注意解題的規范性和完整性。解題結束時,要注意反復檢查,以提高解題的正確率。(4)展開思路尋找規律。這是最後一環,也是大多數學生最容易忽視而至關重要的一個步驟。一道題目做完以後,要結合己做好的題目聯系前後的思路,從中悟出帶規律性的東西來,就會事半功倍。反之就是做無數道練習題,也達不到鞏固知識、訓練技巧、提高能力的目的。
二.建立錯題檔案
每次考試結束或學習中對出錯的題要建立錯題檔案,包括錯的題,錯因,更正,舉一反三,當時情景等認真總結。
化學學習的過程是由一系列階段組成的,階段與階段之間,既有聯系又有區別,學生在學習時應掌握好各階段和各層次間的協調,只有這樣才能學好化學,用好書本知識,才能更好地理論聯系實際,將化學學習好,為我所用。
『貳』 化學方法
在地球表面的各類水體中,湖水化學性質的變化幅度最大;而且古湖水的化學性質對於生烴條件關系極大。因此,化學方法在古湖泊研究中佔有特殊地位。古湖泊研究中的化學方法,包括同位素化學、無機化學和有機地球化學三方面。
(一)穩定同位素化學
穩定同位素地球化學方法早已是大洋地層學和古海洋學研究中不可缺少的一種手段(同濟大學海洋地質系,1989)。近年來,該方法在古湖泊學研究中的應用亦越來越受到重視,且有從第四紀古湖泊學研究向第三紀古湖泊學研究推廣應用之趨勢(劉傳聯,1993)。
古湖泊學研究中的穩定同位素分析以氧(18O/16O)、碳(13C/12C)、鍶(87Sr/86Sr)三種同位素最為重要,分析材料可以是生物化石殼體,也可以是碳酸鹽岩。穩定同位素分析在古湖泊學研究中的應用十分廣泛,可以研究古湖泊水體的物理特徵(如湖泊的封閉和開放性、湖水面變化)、化學特徵(如古鹽度、硫酸鹽含量與鹼度)和生物特徵(如古生產力),也可以研究古湖泊的氣候條件。泥頁岩中有豐富的古生物化石,又含有碳酸鹽礦物或者與碳酸鹽岩共生或互層,這為進行同位素分析提供了素材。
1.氧、碳同位素
利用湖相沉積中化石或碳酸鹽岩氧碳同位素的相關性可以研究生油湖泊的封閉性和開放性。通過對現代不同類型湖泊中碳酸鹽氧、碳同位素進行大量測試後發現:開放型淡水湖泊中,原生碳酸鹽δ18O和δ13C之間不相關或略呈相關,而且δ18O和δ13C均為負值,其投點落在第三象限,如瑞士Greifen湖、美國Henderson湖和以色列Huleh湖;而封閉型鹹水、半鹹水湖泊中,δ18O和δ13C之間呈明顯的相關關系,相關系數(r)一般大於0.7,封閉性越強,相關系數越大,且δ18O正負均有,δ13C則基本屬正值,其投點落在第一、四象限,如美國大鹽湖(r=0.87)、圖爾卡納湖(r=0.86)、Natron-Magadi湖(r=0.84)。
上述規律出現的原因是,開放型湖泊中,水體快速更替,停留時間短,湖水同位素的演化微乎其微,其氧、碳同位素更多地反映了注入水的同位素特徵,因此在其中形成的原生碳酸鹽氧和碳同位素組分的變化各自獨立。封閉型湖泊中則不然,由於水體停留時間長,蒸發作用對湖水的化學組成起決定性的作用。隨著蒸發作用的增強,較輕的16O和12C優先從湖水表面逸出,造成湖水中的18O和13C含量增加,使得湖水的δ18O和δ13C較注入水明顯偏正。同時由於這種演化作用對於氧、碳同位素是同步的,所以兩者呈明顯的共變趨勢,反映在其中形成的原生碳酸鹽同位素成分上,δ18O和δ13C呈明顯的相關性。
這一規律已成為判斷第四紀古湖泊或更老湖泊封閉性的標志之一,並已有許多成功的例子。如對迦納Bosumtwi湖晚更新世—全新世沉積、對東非Kivu湖晚第四紀沉積、對西班牙Cenajo盆地中新世沉積和蘇格蘭Orcadian盆地泥盆紀沉積的研究等。
在水文條件封閉、水體停留時間長的封閉湖泊中,蒸發作用是控制氧同位素的決定因素。隨著蒸發作用的增強,使湖水的δ18O值增加,反映在其中生活的介形蟲殼體上,δ18O值也增加。所以,可以根據介形蟲殼體δ18O值的變化,可以恢復蒸發/降雨古氣候條件的變化。在封閉湖泊中,蒸發/降雨條件的變化必然引起古湖水面的波動。蒸發量大於降雨量,湖水面降低,反之則湖水面升高。所以,據介形蟲殼體δ18O值的變化同樣可以再造古湖水面的變化情況。
利用湖相沉積中化石或碳酸鹽岩碳同位素變化還可以恢復古生產力的變化。湖相原生碳酸鹽的碳同位素組分與其生活水體中溶解無機碳的碳同位素組分平衡。而影響湖水溶解無機碳碳同位素組分的一個重要因素就是湖泊的生產力。Stiller等(1980)曾提出湖泊溶解無機碳(DIC)的碳同位素組分生產力控制模式。按該模式,在穩定分層條件下,當浮游植物勃發、生產力高時,浮游植物通過光合作用吸收較多的12C,使表層水體中溶解無機碳儲庫中13C含量相對增加,從而使表層水體中形成的原生碳酸鹽的δ13C值偏高;而隨著12C富集的有機質不斷下沉,使得湖下層生活的底棲生物殼體的δ13C值逐漸降低。
這是深水分層湖泊的模式,對於淺水、不分層的湖泊來說,則有極大的不同。當湖水生產力高,造成水體中DIC儲庫中13C含量增加時,生活在其中的介形蟲也是「受益者」。其殼體的δ13C值也應是增高,而不是降低。
利用沉積物中有機質碳同位素的變化可以判斷出沉積物中有機質的來源。湖泊沉積物中的有機質有兩個來源,即陸生植物和水生植物。陸生植物按照光合作用固碳方式和初級產物的碳原子數不同可分出C3植物、C4植物和CAM植物。陸生植物中,絕大多數喬木和灌木是C3植物,草本植物主要是C4植物。
C3植物和C4植物以不同的生物化學方法固定CO2,它們具有完全不同的δ13C值。C3植物的δ13C值值變化范圍較大,在一般的情況下,它們的δ13C值大約在-22‰~-34‰之間,而C4植物的δ13C值的變化在-20‰~-9‰之間。
浮游植物利用與大氣CO2保持平衡的水中溶解CO2作為光合作用的碳源,其δ13C值與陸生C3植物的δ13C值接近,最大可偏負至-35.5‰。
所以,根據沉積有機質的碳同位素特徵可以判別有機質的物源。
2.鍶同位素
現代研究表明,生物碳酸鹽骨骼中的87Sr/86Sr比值與其生活的海水保持平衡,地質歷史上海水的87Sr/86Sr比值在不斷變化,但任一時期全球海水的87Sr/86Sr比值則是均一的(Elderfield,1986);同時人們還發現由於河、湖水中的鍶與海水中的鍶來源物質的不同,造成河、湖水的87Sr/86Sr比值明顯高於海水,如現代海水的87Sr/86Sr比值為0.709,河水中的87Sr/86Sr比值為0.711(Wadleigh等,1985)。另外,海水中鍶的濃度也與河、湖水相差懸殊,如新生代海水中鍶含量在102~103 mg/L之間(DePaolo等,1985;Koepnick等,1985),河、湖水中鍶含量多在100~102μg/L之間(Wadleigh等,1985),兩者相差3個數量級。如果海水與湖水相混(即使少量海水),水體仍反映海水87Sr/86Sr比值。所以,這樣就為利用87Sr/86Sr比值來判別「海相」、「陸相」奠定了理論基礎,無論正常海相還是與海水有關連的海陸過渡相化石都應呈現其生活時期海水的87Sr/86Sr比值(劉傳聯,1993)。
(二)無機化學
CaCO3含量分析、Sr、Ca、Mg等微量元素含量分析和常量元素分析是古湖泊學研究中常用的方法。由於介形蟲化石是湖相沉積中最常見的微體化石,對其微量元素的分析顯得格外重要,這里特別做一簡介。
介形蟲在蛻殼過程中,從其生活的水體中攝取化學成分建造新殼體(Turpen等,1971),因此,介形蟲殼體中的化學成分應記錄了水體的化學特徵。十多年,許多學者致力探索介形蟲殼體化學成分與水環境參數之間的關系,迄今報道最多的是關於介形蟲殼體中Sr/Ca和Mg/Ca摩爾比值的環境意義,而對其他微量元素的涉及尚少。Chivas等(1983,1985,1986)通過對澳大利亞鹽湖中介形蟲調查和室內飼養,指出介形蟲殼體的Sr/Ca和Mg/Ca比值與其生活水體中相應的元素比值呈定量的正相關。由於澳大利亞鹽湖中的Sr和Mg含量隨鹽度的增加而增加,因此,介形蟲殼體中Sr/Ca和Mg/Ca比值具有明顯的鹽度意義。盡管還存在不同的爭議(如Teeter等,1990),一些學者已應用這種關系,在古環境研究中把介形蟲殼體的Sr/Ca和Mg/Ca比值當作古鹽度的一個標志(Gasse等,1987;De Deckker等,1988;Anadon等,1990;Lister等,1991;Holmes等,1992;張彭熹等,1989,1994)。
對介形蟲殼體中其他微量元素的研究尚少見。Carbonel等(1988)報道了介形蟲殼體中的鹼土金屬含量與水體鹽度呈正相關,並且指出殼體中Ca、Mg含量隨水體由少營養向真營養的發展而減少了,而P、Mn、Fe的含量增加。Bodergat等(1985,1991)研究了地中海海岸帶介形蟲,指出介形蟲殼體在少鹽水中富含Si、Al、Fe、Mn和Ba,在超鹽水中以P、Sr和Li為特徵;殼體中S的含量與水體中有機質有關,殼體中P的含量則反映了水體中有機磷的含量。
總之,對介形蟲殼體化學元素的研究起步不久,對它們的環境意義尚遠不夠了解。盡管如此,無機沉積物元素地球化學和湖泊學兩者的研究成果,可以借鑒來解釋介形蟲殼體中諸多元素的環境意義(鄧宏文等,1993;李世傑等,1993)。介形蟲殼體化學元素測定可以通過質子激發X熒光分析(PIXE)技術來完成。
(三)有機地球化學
有機地球化學雖然主要著眼於烴源岩的生烴能力研究,但是同樣在古環境再造方面有巨大的潛力。這是因為沉積有機質的豐度和演化不僅與埋藏史、地熱演化史有關,而且還受控於沉積環境。所以,有機地球化學也是含油盆地古湖泊學研究的一項重要方法(鄧宏文等,1993)。
烴源岩中有機質類型的差異主要與原始生物類型及組合有關,而後者又主要取決於生物的生存環境,因而有機質類型可作為判別古環境的首要標志。具體來說可以根據乾酪根組成與類型、乾酪根碳同位素、正烷烴組成等來判別沉積環境。
生物標記化合物是識別古環境的另一項重要內容。生物標記化合物是指在有機質岩石中仍能在一定程度上保存了原始生物化學成分的基本格架的有機化合物。它的特殊的「標志作用」可以來識別有機質來源、有機質類型和沉積環境。生物標志化合物使有機地球化學將有機質提高到分子級的研究水平。從近代沉積物中可以見到不同類型的烴類或各種有關的分子,這些分子可以來自陸生植物,也可以來自海洋或湖泊的水生生物。分子的碳骨架被保存下來,它們能夠聯結成一些結構類型,如甾族化合物萜烯化合物等。生物標志化合物包括正構烷烴、類異戊間二烯烷烴、甾烷、萜烷、芳甾類烴及卟啉等。例如,正構烷烴類中<C22分子結構類型與≥C22分子結構類型的生源意義明顯不同,前者指示菌藻類,而後者是陸生高等植物高蠟質特徵。甾烷類中的4-甲基甾烷是水生的浮游植物甲藻類的標志。
一些有機地球化學參數還具有特殊的意義。如可根據有機碳含量、姥鮫烷/植烷比值、碳優勢指數等判別烴源岩沉積時的氧化-還原條件。可根據伽馬蠟烷含量和植烷優勢等判別古鹽度的高低。
除上以外,目前在油氣勘探中廣泛應用的有機相分析也是一類重要的方法。在第九章中對該方法進行了詳細描述,此處不在贅述。同時,在第十章到十三章論述中國近海各湖盆的生烴條件時,也應用了許多上面提到的有機地球化學指標。
『叄』 現代化學常用的基礎方法有哪些
一、科學實驗法
科學實驗、生產實踐和社會實踐並稱為人類的三大實踐活動。實踐不僅是理論的源泉,而且也是檢驗理論正確與否的惟一標准,科學實驗就是自然科學理論的源泉和檢驗標准。特別是現代自然科學研究中,任何新的發現、新的發明、新的理論的提出都必須以能夠重現的實驗結果為依據,否則就不能被他人所接受,甚至連發表學術論文的可能性都會被取締。即便是一個純粹的理論研究者,他也必須對他所關注的實驗結果,甚至實驗過程有相當深入的了解才行。因此,可以說,科學實驗是自然科學發展中極為重要的活動和研究方法。
(一)科學實驗的種類
科學實驗有兩種含義:一是指探索性實驗,即探索自然規律與創造發明或發現新東西的實驗,這類實驗往往是前人或他人從未做過或還未完成的研究工作所進行的實驗;二是指人們為了學習、掌握或教授他人已有科學技術知識所進行的實驗,如學校中安排的實驗課中的實驗等。實際上兩類實驗是沒有嚴格界限的,因為有時重復他人的實驗,也可能會發現新問題,從而通過解決新問題而實現科技創新。但是探索性實驗的創新目的明確,因此科技創新主要由這類實驗獲得。
從另一個角度,又可把科學實驗分為以下類型。
定性實驗:判定研究對象是否具有某種成分、性質或性能;結構是否存在;它的功效、技術經濟水平是否達到一定等級的實驗。一般說來,定性實驗要判定的是「有」或「沒有」、「是」或「不是」的,從實驗中給出研究對象的一般性質及其他事物之間的聯系等初步知識。定性實驗多用於某項探索性實驗的初期階段,把注意力主要集中在了解事物本質特性的方面,它是定量實驗的基礎和前奏。
定量實驗:研究事物的數量關系的實驗。這種實驗側重於研究事物的數值,並求出某些因素之間的數量關系,甚至要給出相應的計算公式。這種實驗主要是採用物理測量方法進行的,因此可以說,測量是定量實驗的重要環節。定量實驗一般為定性實驗的後續,是為了對事物性質進行深入研究所應該採取的手段。事物的變化總是遵循由量變到質變,定量實驗也往往用於尋找由量變到質變關節點,即尋找度的問題。
驗證性實驗:為掌握或檢驗前人或他人的已有成果而重復相應的實驗或驗證某種理論假說所進行的實驗。這種實驗也是把研究的具體問題向更深層次或更廣泛的方面發展的重要探索環節。
結構及成分分析實驗:它是測定物質的化學組分或化合物的原子或原子團的空間結構的一種實驗。實際上成分分析實驗在醫學上也經常採用,如血、尿、大便的常規化驗分析和特種化驗分析等。而結構分析則常用於有機物的同分異構現象的分析。
對照比較實驗:指把所要研究的對象分成兩個或兩個以上的相似組群。其中一個組群是已經確定其結果的事物,作為對照比較的標准,稱為「對照組」,讓其自然發展。另一組群是未知其奧秘的事物,作為實驗研究對象,稱為實驗組,通過一定的實驗步驟,判定研究對象是否具有某種性質。這類實驗在生物學和醫學研究中是經常採用的,如實驗某種新的醫療方案或葯物及營養晶的作用等。
相對比較實驗:為了尋求兩種或兩種以上研究對象之間的異同、特性等而設計的實驗。即把兩種或兩種以上的實驗單元同時進行,並作相對比較。
『肆』 化學計算常用方法與技巧
1.差量法
差量法是根據化學變化前後物質的量發生的變化,找出所謂「理論差量」。這個差量可以是質量、氣體物質的體積、壓強、物質的量、反應過程中熱量的變化等。該差量的大小與參與反應的物質有關量成正比。差量法就是藉助於這種比例關系,解決一定量變的計算題。解此類題的關鍵是根據題意確定「理論差量」,再根據題目提供的「實際差量」,列出比例式,求出答案。
2.守恆法
在化學中有許多守恆關系,如質量守恆、電子轉移守恆、電荷守恆、化合價代數和守恆等。
(1)質量守恆
①宏觀表現:變化前後質量守恆。
②微觀表現:變化前後同種元素的原子個數守恆。
(2)電子轉移守恆
在氧化還原反應中,氧化劑得電子總數(或化合價降低總數)等於還原劑失電子總數(或化合價升高總數)。
(3)電荷守恆
①在電解質溶液中,陰離子所帶總負電荷數與陽離子所帶總正電荷數必須相等。
②在離子方程式中,反應物所帶電荷總數與生成物所帶電荷總數必須相等且電性相同
(4)化合價代數和守恆
任一化學式中正負化合價的代數和一定等於零。藉此可確定化學式。
運用守恆法解題既可避免書寫繁瑣的化學方程式,提高解題的速度,又可避免在紛紜復雜的解題背景中尋找關系式,提高解題的准確度。
3.關系式(量)法
化學計算的依據是物質之間量的比例關系,這種比例關系通常可從化學方程式或化學式中而得。但對復雜的問題,如已知物與待求物之間是靠很多個反應來聯系的,這時就需直接確定已知量與未知量之間的比例關系,即「關系式」。其實從廣義而言,很多的化學計算都需要關系式的。只是對於多步反應的計算其「關系式」更是重要與實用。
「關系式」有多種,常見的有:質量或質量分數關系,物質的量或粒子數關系式,氣體體積的關系式等。
確定已知與未知之間的關系式的一般方法:
(1)根據化學方程式確定關系式:先寫出化學方程式,然後再根據需要從方程式中提練出某些關系。如:
mno2+4hcl(濃)====mncl2+cl2↑+2h2o,可得如下關系:4hcl~cl2
(2)根據守恆原理確定關系式
如:2na~h2
『伍』 化學實驗中,常用的方法有哪些
銅和硝酸的反應、二氧化硫的性質、銅氨纖維的制備等實驗都是高中化學教材中重要的演示實驗,對於探究物質的性質和用途,起著積極的作用。
『陸』 高中化學常用幾種方法
01關系式法
關系式法是根據化學方程式計算的巧用,其解題的核心思想是化學反應中質量守恆,各反應物與生成物之間存在著最基本的比例(數量)關系。
例題:某種H2和CO的混合氣體,其密度為相同條件下再通入過量O2,最後容器中固體質量增加了( )
A. 3.2g
B. 4.4g
C. 5.6g
D. 6.4g
【解析】固體增加的質量即為H2的質量。固體增加的質量即為CO的質量。所以,最後容器中固體質量增加了3.2g,應選A。
02方程或方程組法
根據質量守恆和比例關系,依據題設條件設立未知數,列方程或方程組求解,是化學計算中最常用的方法,其解題技能也是最重要的計算技能。
例題:有某鹼金屬M及其相應氧化物的混合物共10 g,跟足量水充分反應後,小心地將溶液蒸干,得到14g無水晶體。該鹼金屬M可能是( )
(鋰、鈉、鉀、銣的原子量分別為:6.94、23、39、85.47)
A. 鋰
B. 鈉
C. 鉀
D. 銣
【解析】設M的原子量為x,解得 42.5>x>14.5,分析所給鋰、鈉、鉀、銣的原子量,推斷符合題意的正確答案是B、C。
03守恆法
化學方程式既然能夠表示出反應物與生成物之間物質的量、質量、氣體體積之間的數量關系,那麼就必然能反映出化學反應前後原子個數、電荷數、得失電子數、總質量等都是守恆的。巧用守恆規律,常能簡化解題步驟、准確快速將題解出,收到事半功倍的效果。
例題:將5.21 g純鐵粉溶於適量稀H2SO4中,加熱條件下,用2.53 g KNO3氧化Fe2+,充分反應後還需0.009 mol Cl2才能完全氧化Fe2+,則KNO3的還原產物氮元素的化合價為___。
【解析】0.093=0.025x+0.018,x=3,5-3=2。應填:+2。(得失電子守恆)
04差量法
找出化學反應前後某種差量和造成這種差量的實質及其關系,列出比例式求解的方法,即為差量法。其差量可以是質量差、氣體體積差、壓強差等。
差量法的實質是根據化學方程式計算的巧用。它最大的優點是:只要找出差量,就可求出各反應物消耗的量或各生成物生成的量。
例題:加熱碳酸鎂和氧化鎂的混合物mg,使之完全反應,得剩餘物ng,則原混合物中氧化鎂的質量分數為( )
【解析】設MgCO3的質量為x,MgCO3 MgO+CO2↑混合物質量減少,應選A。
05平均值法
平均值法是巧解方法,它也是一種重要的解題思維和解題,斷MA或MB的取值范圍,從而巧妙而快速地解出答案。
例題:由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與足量的鹽酸反應產生的氫氣在標准狀況下為11.2 L,則混合物中一定含有的金屬是( )
A. 鋅
B. 鐵
C. 鋁
D. 鎂
【解析】各金屬跟鹽酸反應的關系式分別為:Zn—H2↑,Fe—H2↑,2Al—3H2↑
,Mg—H2↑。若單獨跟足量鹽酸反應,生成11.2LH2(標准狀況)需各金屬質量分別為 「Zn∶32.5g;Fe∶28
g;Al∶9g;Mg∶12g」,其中只有鋁的質量小於10g,其餘均大於10g,說明必含有的金屬是鋁。應選C。
06極值法
巧用數學極限知識進行化學計算的方法,即為極值法。
例題:4個同學同時分析一個由KCl和KBr組成的混合物,他們各取2.00克樣品配成水溶液,加入足夠HNO3後再加入適量AgNO3溶液,待沉澱完全後過濾得到乾燥的鹵化銀沉澱的質量如下列四個選項所示,其中數據合理的是( )
A. 3.06g
B. 3.36g
C. 3.66g
D. 3.96g
【解析】本題如按通常解法,混合物中含KCl和KBr,可以有無限多種組成方式,則求出的數據也有多種可能性,要驗證數據是否合理,必須將四個選項代入,看是否有解,也就相當於要做四題的計算題,所花時間非常多。
使用極限法,設2.00克全部為KCl,根據KCl-AgCl,每74.5克KCl可生成143.5克AgCl,則可得沉澱為(2.00/74.5)*143.5=3.852克,為最大值,同樣可求得當混合物全部為KBr時,每119克的KBr可得沉澱188克,所以應得沉澱為(2.00/119)*188=3.160克,為最小值,則介於兩者之間的數值就符合要求,故只能選B和C。
07十字交叉法
十字交叉法是二元混合物(或組成)計算中的一種特殊方法,它由二元一次方程計算演變而成。若已知兩組分量和這兩個量的平均值,求這兩個量的比例關系等,多可運用十字交叉法計算。
使用十字交叉法的關鍵是必須符合二元一次方程關系。它多用於哪些計算?
明確運用十字交叉法計算的條件是能列出二元一次方程的,特別要注意避免不明化學涵義而濫用。十字交叉法多用於:
①有關兩種同位素原子個數比的計算。
②有關混合物組成及平均式量的計算。
③有關混合烴組成的求算。(高二內容)
④有關某組分質量分數或溶液稀釋的計算等。
例題: 已知自然界中銥有兩種質量數分別為191和193的同位素,而銥的平均原子量為192.22,這兩種同位素的原子個數比應為( )
A. 39∶61
B. 61∶39
C. 1∶1
D. 39∶11
【解析】此題可列二元一次方程求解,但運用十字交叉法最快捷:191-Ir:193-Ir=(193-192.22):(192.22-191)=39:61,選A。
08討論法
討論法是一種發現思維的方法。解計算題時,若題設條件充分,則可直接計算求解;若題設條件不充分,則需採用討論的方法,計算加推理,將題解出。
例題:在30mL量筒中充滿NO2和O2的混合氣體,倒立於水中使氣體充分反應,最後剩餘5mL氣體,求原混合氣中氧氣的體積是多少毫升?
[解析]最後5mL氣體可能是O2,也可能是NO,此題需用討論法解析。
解法(一):
最後剩餘5mL氣體可能是O2;也可能是NO,若是NO,則說明NO2過量15mL。
設30mL原混合氣中含NO2、O2的體積分別為x、y
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
原混合氣體中氧氣的體積可能是10mL或3mL。
解法(二):
設原混合氣中氧氣的體積為y(mL)
(1)設O2過量:根據4NO2+O2+2H2O=4HNO3,則O2得電子數等於NO2失電子數。
(y-5)×4=(30-y)×1
解得y=10(mL)
(2)若NO2過量:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
因為在全部(30-y)mLNO2中,有5mLNO2得電子轉變為NO,其餘(30-y-5)mLNO2都失電子轉變為HNO3。
O2得電子數+(NO2→NO)時得電子數等於(NO2→HNO3)時失電子數。
【評價】解法(二)根據得失電子守恆,利用阿伏加德羅定律轉化信息,將體積數轉化為物質的量簡化計算。凡氧化還原反應,一般均可利用電子得失守恆法進行計算。無論解法(一)還是解法(二),由於題給條件不充分,均需結合討論法進行求算。
4y+5×2=(30-y-5)×1
解得y=3(mL)
原氧氣體積可能為10mL或3mL。
『柒』 化學實驗中,常用的方法有哪些
一、教材分析:
蒸餾和萃取是在實際生產生活中有著廣泛應用的分離和提純技術,海水淡化問題是目前解決全球淡水日益緊缺問題的重要途徑,這為選修《化學與技術》奠定了一定的知識基礎。
萃取對於學生來說是全新的分離和提純技術,它是對溶解性規律的一個應用,其原理也在今後鹵族元素和有機物的學習中多次體現,在生活中也有多方面的應用。
本節課教學內容主要包括兩個方面:(一)、復習蒸餾的原理,掌握實驗室規范的蒸餾裝置。
這部分內容只作復習和簡單的擴充;
(二)、介紹萃取的原理和裝置,特別是實驗操作中的細節。
這部分知識為新知識,應採用靈活多樣的教學手段由淺入深地讓學生理解和掌握。
蒸餾和萃取是高中階段的兩個基本實驗操作,學生對於相關內容及部分儀器還比較陌生,本節課的主要目的就是讓學生了解蒸餾和萃取的操作及過程,學習一些儀器的使用方法,並進一步豐富分離提純物質的方法和手段。
『捌』 化學除雜的實驗常用方法
一、物理方法
1、過濾法.原理:把不溶於液體的固體與液體通過過濾而分開的方法稱為過濾法。如:氯化鈣中含有少量碳酸鈣雜質,先將混合物加水溶解,由於氯化鈣溶於水,而碳酸鈣難溶於水,過濾除去雜質碳酸鈣,然後蒸發濾液,得到固體氯化鈣。如果要獲得雜質碳酸鈣,可洗滌烘乾。
2、結晶法.原理:幾種可溶性固態物質的混合物,根據它們在同一溶劑中的溶解度或溶解度隨溫度的變化趨勢不同,可用結晶的方法分離。例如:除去固體硝酸鉀中混有的氯化鈉雜質,先在較高溫度下製成硝酸鉀的飽和溶液,然後逐步冷卻,由於硝酸鉀的溶解度隨溫度的升高而顯著增大,溫度降低,大部分硝酸鉀成為晶體析出,而氯化鈉的溶解度隨溫度的升高而增大得不顯著,所以大部分氯化鈉仍留在母液中,通過過濾把硝酸鉀和氨化鈉溶液分開。為進一步提純硝酸鉀,可再重復操作一次,叫重結晶或再結晶。
二、化學方法:原理
1、加入的試劑只與雜質反應,不與原物反應。
2、反應後不能帶入新的雜質。
3、反應後恢復原物狀態。
4、操作方法簡便易行。
常用化學除雜方法有以下幾種:
1、沉澱法:使混合物中的雜質與適當試劑反應,生成沉澱通過過濾而除去。
2、化氣法:將混合物中的雜質與適當試劑反應變成氣體而除去。
如:硝酸鈉固體中含有少量碳酸鈉雜質,可將混合物加水溶解,再加入適量稀硝酸溶液,硝酸與碳酸鈉反應生成硝酸鈉、水和二氧化碳,再蒸發濾液,獲得硝酸鈉固體。
3、置換法:將混合物中的雜質與適量試劑通過發生置換反應而除去。如:硫酸鋅固體中含有少量硫酸銅雜質,可將混合物溶解之後,加人適量鋅粉,再過濾除去被置換出來的銅,蒸發濾液獲得硫酸銅固體。
4、吸收法:兩種以上混合氣體中的雜質被某種溶劑或溶液吸收,而要提純的氣體不能被吸收時,可用此方法。
如:一氧化碳中含有二氧化碳時,可將混合氣體通過盛有氫氧化鈉的溶液。
5、其它法:將混合物中的雜質用化學方法轉化成其它物質。
如:氧化鈣中含有碳酸鈣,可採用高溫燃燒的方法,使碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳,二氧化碳擴散到空氣中,除去雜質。
『玖』 化學計算中常用的幾種方法
1. 掌握化學計算中的常用方法和技巧。
2. 強化基本計算技能,提高速算巧解能力和數學計算方法的運用能力。
【經典題型】
題型一:差量法的應用
【例1】10毫升某氣態烴在80毫升氧氣中完全燃燒後,恢復到原來狀況(1.01×105Pa , 270C)時,測得氣體體積為70毫升,求此烴的分子式。
【點撥】原混和氣體總體積為90毫升,反應後為70毫升,體積減少了20毫升。剩餘氣體應該是生成的二氧化碳和過量的氧氣,下面可以利用差量法進行有關計算。
CxHy + (x+ )O2 xCO2 + H2O 體積減少
1 1+
10 20
計算可得y=4 ,烴的分子式為C3H4或C2H4或CH4
【規律總結】
差量法是根據物質變化前後某種量發生變化的化學方程式或關系式,找出所謂「理論差量」,這個差量可以是質量差、氣態物質的體積差、壓強差,也可以是物質的量之差、反應過程中的熱量差等。該法適用於解答混合物間的反應,且反應前後存在上述差量的反應體系。
【鞏固】
1、現有KCl、KBr的混合物3.87g,將混合物全部溶解於水,並加入過量的AgNO3溶液,充分反應後產生6.63g沉澱物,則原混合物中鉀元素的質量分數為
A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487
題型二:守恆法的應用
【例2】Cu、Cu2O和CuO組成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同時收集到224mLNO氣體(標准狀況)。求:
(1) 寫出Cu2O跟稀硝酸反應的離子方程式。
(2) 產物中硝酸銅的物質的量。
(3) 如混合物中含0.01moLCu,則其中Cu2O、CuO的物質的量分別為多少?
(4) 如混合物中Cu的物質的量為X,求其中Cu2O、CuO的物質的量及X的取值范圍。
【點撥】本題為混合物的計算,若建立方程組求解,則解題過程較為繁瑣。若抓住反應的始態和終態利用守恆關系進行求解,則可達到化繁為簡的目的。
(1) 利用電子守恆進行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO↑+7H2O
(2) 利用N原子守恆。n(HNO3)== 0.06mol,n(NO)== 0.01mol,
則n(Cu(NO3)2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol
(3) 本題混合物中雖含有Cu、Cu2O和CuO三種物質,但參加氧化還原反應的只有 Cu、Cu2O,所以利用電子守恆可直接求解。
轉移電子總數:n(e-)= n(NO)×3==0.03mol
Cu提供電子數:0.01×2=0.02mol
Cu2O提供電子數:0.03-0.02=0.01mol n(Cu2O)=0.01/2=0.005mol
n(CuO)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol
(4) 根據(3)解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol n(CuO)=X-0.005mol。根據電子守恆進行極端假設:若電子全由Cu提供則n(Cu)=0.015mol;若電子全由Cu2O提供則n(Cu2O)=0.015mol,則n(Cu2+)==0.03mol大於了0.025mol,說明n(Cu)不等於0,另根據n(CuO)=X-0.005mol要大於0可得n(Cu)>0.005mol。所以0.005mol 1時,二氧化碳過量,則固體產物為KHCO3。答案為:①K2CO3+KOH ②K2CO3 ③K2CO3+KHCO3 ④KHCO3
(2)由:①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3
22.4L(標態) 138g 22.4L(標態) 100g
2.24L(標態) 13.8g 2.24L(標態) 10.0g
∵ 13.8g>11.9g>10.0g
∴ 得到的白色固體是 K2CO3和KHCO3的混合物。
設白色固體中 K2CO3 x mol,KHCO3 y mol,即
①CO2+2KOH=K2CO3+H2O ②CO2+KOH=KHCO3
x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol
x mol+y mol=2.24L/22.4mol"L—1=0.100 mol (CO2)
138g"mol—1 × x mol 100 g"mol—1 × y mol=11.9g (白色固體)
解此方程組,得
x=0.0500mol (K2CO3)
y=0.0500mol (KHCO3)
∴ 白色固體中 ,K2CO3 質量為 138g"mol—1 × 0.0500mol=6.90g
KHCO3質量為 100 g"mol—1 ×0.0500mol=5.00g
消耗 KOH 物質的量為
2x mol+y mol=2×0.05
『拾』 常見的化學實驗方法有哪些
物質的常見檢驗方法籠統地講有:物理法、化學法。
物理法就是利用物理性質檢驗,如顏色、氣味、水溶性。
化學法就是利用特徵反應檢驗。
具體舉例如下:
一、離子的檢驗
1、鈉離子、鉀離子,用焰色反應。火焰顏色分別呈黃色、紫色(通過藍色鈷玻璃片)。
2、鎂離子,能與naoh溶液反應生成白色mg(oh)2沉澱,該沉澱能溶於nh4cl溶液。
3、鋁離子,能與適量的naoh溶液反應生成白色al(oh)3絮狀沉澱,該沉澱能溶於鹽酸和過量的naoh溶液。
4、鐵離子,能與kscn溶液反應,變為血紅色fe(scn)3。或者與naoh溶液反應生成紅褐色沉澱。
5、亞鐵離子,與naoh溶液反應,先生成白色fe
(oh)2沉澱,迅速變灰綠色,最後變成紅褐色fe(oh)3沉澱。或向亞鐵鹽溶液中加入kscn溶液,不顯紅色,加入少量新制的氯水後立即顯紅色。
6、nh4+,銨鹽與氫氧化鈉溶液反應,並加熱,放出使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的刺激性氣味氣體。
7、cl-,能與硝酸銀反應生成不溶於硝酸的白色沉澱。
8、br-,能與硝酸銀反應生成不溶於硝酸的淡黃色沉澱。
9、i-,能與硝酸銀反應生成不溶於硝酸的黃色沉澱。
10、硫酸根,能與ba(oh)2及可溶性鋇鹽反應,生成不溶於硝酸的白色沉澱。
11、碳酸根,能與bacl2溶液反應,生成白色的baco3沉澱,該沉澱溶於稀鹽酸,且放出無色無味的氣體,能使澄清的石灰水變渾濁。
二、氣體物質的檢驗
1、觀察法:對於有特殊顏色的氣體如氯氣(黃綠色)、二氧化氮(紅棕色)、碘蒸氣(紫紅)可根據顏色檢驗。
2、溶解法:根據溶於水現象檢驗。例如紅棕色二氧化氮溶於水後溶液無色,紅棕色溴蒸汽溶於水形成橙色溶液。
3、褪色法:例如so2可以使品紅溶液褪色。
4、氧化法:被空氣氧化看變化,例如no的檢驗。
5、試紙法:如石蕊試紙,醋酸鉛試紙。
6、星火法:適用於有助燃性或可燃性的氣體。例如o2使帶火星木條復燃;甲烷、乙炔的檢驗可點燃看現象;甲烷、一氧化碳、氫氣則可根據其燃燒產物來判斷。
還有一些方法,如聞氣味等,但一般不用。