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浅析高中化学定量实验数据的处理方法
宁波四中 谢铁军 邮编（315000）
新的化学课程标准非常重视学习的过程与方法，强调在化学学习中学会通过观察，实验，查阅资料等多种手段获取信息。并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。新课程标准中又单独设有实验化学模块，强调学生应初步认识和掌握实验设计方案、实验条件控制、数据处理等方法。在高中化学定量实验中经常出现大量的实验数据。这就要求学生有一定的实验观察能力和分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力。
在处理化学定量实验数据时因根据不同情况采用不同的策略与方法，笔者通过实践和探究认为主要可用运以下几种方法，供读者参考。
方法一、对实验数据进行合理的取舍
在定量实验中，为了提高实验的准确度和可靠度，消除实验过程中的偶然误差，往往需进行平行实验，对平行实验所得的数据，必须进行合理的取舍，舍弃离群值较大的数据，在去掉了离群值较大的数据之后，其它比较集中的数据在一般用算术平均值的方法来对其进行统计。
【例1】某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物，现欲测定样品中碳酸钠的质量分数。某同学称取10.00 g样品，配成1000 mL溶液，用滴定管量取25.00 mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.1500 mol/L标准盐酸溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则样品中碳酸钠的质量分数为 。
实验
编号
待测液体积　(mL)
标准液体积(mL)
滴定前读数
滴定前读数
1
25.00
0.00
30.02
2
25.00
0.20
33.80
3
25.00
1.40
31.38
上述实验共有三组数据，其中实验2的数据离群值较大，说明在第二次实验中出现了较大的误差，在处理数据中因将其舍去。取1、3组数据用算术平均值的方法计算。结果可得碳酸钠的质量分数为0.9540。
方法二、对实验数据进行合理的筛选
从实验测得的各种数据，不一定都是解决问题所必需的，这时就需要对这些数据进行筛选，以从中得到解决问题所需的数据。定量实验中往往给出多组实验数据，选择何组数据作为计算依据，须先明确实验目的，弄清实验原理，在此基础上筛选出解决问题所需的数据。
【例2】在0℃，1.01×105Pa时进行下列实验：甲、乙、丙三同学各取30.0mL同浓度的盐酸，加人同一镁铝合金粉末，测定产生气体的体积，有关数据列表如下：
实验序号
甲
乙
丙
合金质量（mg）
510
765
918
气体体积(ml)
560
672
672
试求：（1）盐酸的物质的量浓度是多少？（2）合金中各成分的质量分数。
此题中解决第一小题因用乙或丙的数据进行计算。通过分析可知乙、丙中酸已完全反应，即30.0mL盐酸已全部反应产生了氢气，利用氢气的量直接可计算出盐酸的物质的量浓度2mol/L。而第二小题则只能利用甲组数据，同理分析甲组中510mg合金已反应完全。通过计算可知镁0.24克铝0.27克。合理的数据筛选可以帮助我们准确快速的解决问题。
方法三、对实验数据进行合理的组合
定量实验中可测定的数据较多，许多数据混杂在一起，而要解决问题可能只需要测定其中的几种就可以了。当然解决问题的方法不是唯一的。这就要求学生对数据进行合理的组合。
【例3】现有一份CuO和Cu2O混合物，用H2还原法测定其中CuO的质量xg。实验中可以测定如下数据：W－混合物的质量(g)，WH2O－生成H2O的质量(g)，WCu－生成Cu的质量(g)，VH2－消耗的H2在标准状况下的体积(L) （已知摩尔质量：Cu－64g/mol、CuO－80 g/mol、Cu2O－144 g/mol、H2O－18 g/mol）。
(1)为了计算x，至少需要测定上述四个数据中____个，这几个数据的组合共有_____种，请将这些组合一一填入下表格中：
说明：①选用W、WH2O、WCu、VH2表示，不必列出具体计算式。
　　　②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。
W、WH2O
W、VH2
WH2O、Wcu
WCu、VH2
W、Wcu

首先从题中可知要测定CuO的质量只需要上述W、WH2O、WCu、VH2四个数据中二个数据，上述四个数据有六种搭配，通过分析除WH2O 、VH2以外其余的搭配均可以。所以合理的搭配有五种。
方法四、对实验数据进行归纳概括得出结论
有些定量的实验不是要求计算，而是通过数据来推断物质的性质。通过对实验数据进行分析与综合、比较与评价、归纳与演绎，从数据中发现规律和事物的本质。
【例4】二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，这些一溴代物与生成它的对应二甲苯的熔点分别是：
一溴代二甲苯
234℃
206℃
213.8℃
204℃
214.5℃
205℃
对应的二甲苯
13℃
－54℃
－27℃
－54℃
－27℃
－54℃
由以上数据可以推断，熔点为一溴二甲苯的结构简式是 ，熔点为－54℃
的二甲苯的名称是 。
通过分析可知二甲苯有三种结构，分别为邻、间、对。其中邻二甲苯苯环上的一溴代物有二种，间二甲苯的苯环上的一溴代物有三种，对二甲苯的苯环上的一溴代物只有有一种。表中－54℃的对应的二甲苯有三个，说明－54℃的应是间二甲苯
方法5.对实验数据进行综合分析
有些定量实验数据特别的多，特别是一些图像，表格等题目。很多数据在解决问题的时候不一定有用。在对此类定量实验数据分析中一定要抓住主要数据进行综合分析才能解决问题。
【例5】右图是100mg CaC2O4·H2O受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线。试利用图中信息结合所学的知识，回答下列各问题：
（1）温度分别为t1和t2时，固体产物的化学式：A是_____ ，B是________。　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）由CaC2O4·H2O得到A的化学方程式为：　　　　　　　　　　。　　　　　　　　
（3）由A得到B的化学方程式为：　　　　　　　　　　　　。
（4）由图计算产物C的相对分子质量，并推断C的合理的化学式。
本题为2000年广东高考化学卷第29题。要求学生识图获得关键数据并对数据进行处理，以考查学生的观察析图能力及灵活运用所学知识和适当的方法解决具体问题的能力。
表中数据较多有温度，也有各物质的质量，在分析题目是应抓住关键的数据。关键数据是A、B的质量，根据A、B与原CaC2O4·H2O的质量比较就可得出A、B的相对分子质量为128和100。所以A、B分别为CaC2O4和CaCO3,通过C的质量可推算出C的相对分子质量为56，所以C为CaO
化学定量实验是高中化学实验的重要组成部分。对定量实验数据的分析可以提高学生的思维能力。能提高学生将化学各种信息及数据包括各种提示、暗示，按题设情境抽象归纳、逻辑地归纳成规律，并能运用此规律，进行推理的创造能力。也有助于培养学生严谨的科学态度，提高学生科学探究能力。