[化学实验数据处理三要诀] 化学实验数据处理

时间：2019-02-22 03:25:44　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　化学实验数据是描述化学实验现象、揭示化学规律的一种特有的“数字语言”，准确分析和处理实验数据是学生必备的实验能力。如何挖掘数据的含义、提高处理数据能力?现从三个方面举例诠释如下，供各位学子参考。
　　
　　一、要挖掘数据的“弦外之音”
　　
　　某些表面看起来多余的数据，其实隐含着某一化学规律，充分挖掘数据的“弦外之音”，往往是解决问题的关键。
　　例1　有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K+NH+4、C1-、Mg2+、Fe3+、CO2-3、SO2-4。现各取100mL溶液三份进行以下实验：
　　(1)向第一份加入AgNO3溶液有沉淀发生；
　　(2)向第二份加入足量NaOH溶液后加热，收集到气体0.896 L(标准状况)；
　　(3)向第三份加入足量BaCl2溶液，得到沉淀6.27g，沉淀经足量盐酸洗涤后，剩余2.33g。
　　回答下列问题：
　　①K+、Cl-是否一定存在?
　　②肯定存在的离子在原溶液中的浓度分别是多少?
　　解析　由(1)知：溶液可能含有Cl-、CO2-3、SO2-4，由(2)可知：该溶液中一定含有NH+4，且n(NH+4)=0.896L÷22.4L/mol=0.04mol，由(3)知：溶液一定含有CO2-3、SO2-4，则一定不含Mg2+、Fe3+，且n(SO2-4)=2.33g÷233g/mol=0.01mol，n(CO2-3)=(6.27-2.33)g÷197g/mol=0.02mol，所以有同学得出结论：溶液中一定含有NH+4、CO2-3、SO2-4，一定不含Mg2+、Fe3+>，可能含有K+、Cl-。这个结论正确吗?此时我们要思考，测出n(NH+4)、n(SO2-4)和n(CO2-3)的具体数据，其用意是什么?它们真的是“多余”的数据吗?显然，该数据隐含着某种含义。联想到任何溶液都必须呈电中性，但n(SO2-4)×2+n(CO2-3)×2=0.01×2+0.02×2=0.06＞n(NH+4)×1=0.04×1，故必存在K+又因溶液中可能存在Cl-，则n(K+-)≥0.02mo1。
　　[答案] ①K+一定存在，C-可能存在；②肯定存在的离子浓度：c(SO2-4)=0.01mol/0.1 L=0.1 mol/L，c(CO2-3)=0.02 mol/0.1 L=0.2mol/L，c(NH+4)=0.04mol/0.1L=0.4mol/L,c(K+)≥0.02mol。
　　
　　二、要谨防数据的“失真”
　　
　　实验过程总会产生实验误差，记录的数据也有“失真”的现象，要善于辨认和剔除失真数据，这是得出正确实验结果的前提。
　　例2 某学生欲测定中和热，在保温、隔热的条件下，向盛有20mL 2.08mol/LNaOH溶液的试管分五次加入1～5mL未知浓度的H2SO4(边加边振荡，每次加1mL，不考虑H2SO4溶于水的放热效应)后，测得溶液的温度分别为1.4℃、2.5℃、4.2℃、5.2℃、5.18℃，则该硫酸的浓度是 (
　　)
　　A．20.8 mol/L　B．6.9mol/L　C．5.2 mol/L　D．4.16 mol/L
　　解析　分析题中数据：在加入4mL H2SO4，后，溶液温度升高，由1.4℃逐渐上升到5.2℃，当加入第5mL时，温度却下降到5.18℃。这说明与NaOH恰好中和时用去H2SO44mL(温度上升最高时的体积)。当H2SO4过量时，因不再中和碱而溶液温度下降。显然，5.18℃是一个“失真”的数据，故c(H2SO4)＝(01.02L×2.08mol/L×l/2)÷0.004L=5.2 mol/L。
　　[答案]C
　　
　　三、要善于抓住数据的“特征”
　　
　　将某些具有一定“特征”的数据放在一起对比分析，可以达到总结现象、找到规律之目的。
　　例3　下面是某化学课外活动小组学生制氧气实验时的数据记录：
　　
　　(注：红热现象指反应中有红色火光，反应剧烈且在短时间内结束)
　　(])请你为这个实验拟定实验目的。
　　(2)你认为催化效果最好的是哪种。催化效果不好的是哪种?
　　(3)若要研究“催化剂的用量对催化效果的影响(用产生氧气的体积表示)”，请你设计实验的记录数据。
　　解析表中数据揭示的特征是变量和不变量：不变的量是“KClO质量和催化剂的用量”，变化的量是“反应结束时间”(长短不同)和“反应现象”(剧烈程度不同)。比较这些特征可知：
　　(1)实验目的：探究不同催化剂对催化效果的影响。
　　(2)反应从开始到结束的时间越短，催化效果越好，故催化效果最好的是MnO2，催化效果不好的是SiO2。
　　(3)要研究“催化剂的用量对催化效果的影响”，记录的数据从上述表格数据得到启示：KClO3的质量不变(如为0.5g)并固定某些催化剂(如MnO2)，变化的量是“催化剂的用量和产生氧气的体积”，具体设计表格数据略。
　　
　　(编辑　唐　理)

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