2025年下學(xué)期高二化學(xué)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力試題一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分工協(xié)作類試題試題1：酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作任務(wù)某小組需完成“用已知濃度的NaOH溶液（0.1000mol/L）測(cè)定未知濃度鹽酸”的實(shí)驗(yàn)，要求團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)分工協(xié)作實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差≤0.5%。請(qǐng)根據(jù)以下角色（實(shí)驗(yàn)操作員、數(shù)據(jù)記錄員、方案設(shè)計(jì)者、誤差分析員）完成任務(wù)設(shè)計(jì)：（1）方案設(shè)計(jì)階段方案設(shè)計(jì)者需組織團(tuán)隊(duì)討論確定關(guān)鍵步驟：滴定管潤(rùn)洗：需用待裝液（NaOH溶液和鹽酸）分別潤(rùn)洗堿式、酸式滴定管各3次，每次潤(rùn)洗體積5-10mL，潤(rùn)洗后將廢液倒入指定容器。指示劑選擇：酚酞（變色范圍8.2-10.0）或甲基橙（3.1-4.4）。若團(tuán)隊(duì)中有人提出“甲基橙終點(diǎn)顏色變化（紅→橙）不明顯”，方案設(shè)計(jì)者應(yīng)引導(dǎo)討論：通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩種指示劑的可行性——取20.00mL鹽酸樣液，分別用酚酞（終點(diǎn)呈淺粉色）和甲基橙（終點(diǎn)呈橙色）滴定，記錄消耗NaOH體積，選擇數(shù)據(jù)穩(wěn)定性更高的指示劑。（2）實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)操作員負(fù)責(zé)移液（用20.00mL移液管取鹽酸樣液至錐形瓶）、滴定（控制NaOH溶液逐滴加入，臨近終點(diǎn)時(shí)半滴操作）；數(shù)據(jù)記錄員需同步記錄：滴定管初讀數(shù)（精確至0.01mL，如0.50mL）、末讀數(shù)（如20.52mL）；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如“滴入最后半滴NaOH溶液后，溶液呈淺粉色并保持30秒不褪色”）。若操作員讀取末讀數(shù)時(shí)仰視刻度線（導(dǎo)致讀數(shù)偏大），數(shù)據(jù)記錄員未及時(shí)指出，會(huì)使計(jì)算的鹽酸濃度偏高（根據(jù)公式c(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH)/V(HCl)）。誤差分析員需引導(dǎo)團(tuán)隊(duì)排查：通過(guò)“操作回放”確認(rèn)讀數(shù)姿勢(shì)，用“雙人復(fù)核制”要求記錄員同步復(fù)誦讀數(shù)，避免單人失誤。（3）數(shù)據(jù)處理與誤差分析三次平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：|實(shí)驗(yàn)次數(shù)|消耗NaOH體積（mL）|鹽酸濃度（mol/L）||----------|--------------------|-------------------||1|20.50|0.1025||2|20.64|0.1032||3|21.96|0.1098|誤差分析員需組織討論：計(jì)算極差（0.1098-0.1025=0.0073mol/L），判斷第三次數(shù)據(jù)為異常值（偏離平均值>5%）；依據(jù)Q檢驗(yàn)法（置信度90%，n=3時(shí)Q表=0.94），計(jì)算Q=(0.1098-0.1032)/(0.1098-0.1025)=0.89<0.94，故應(yīng)保留該數(shù)據(jù)。若團(tuán)隊(duì)分歧較大，可采用“多數(shù)表決制”確定是否重新實(shí)驗(yàn)，最終結(jié)果取三次數(shù)據(jù)平均值（0.1052mol/L），并標(biāo)注相對(duì)平均偏差（(0.0027+0.0020+0.0046)/3/0.1052×100%≈2.9%，需重新實(shí)驗(yàn)至誤差≤0.5%）。試題2：乙酸乙酯制備的跨角色協(xié)作小組需合作完成“實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯”的實(shí)驗(yàn)（反應(yīng)原理：CH?COOH+C?H?OH$\xrightleftharpoons[\Delta]{濃H_2SO_4}$CH?COOC?H?+H?O），成員分為裝置搭建組、試劑配制組、現(xiàn)象觀察組和安全監(jiān)督組。（1）前期協(xié)作裝置搭建組需安裝回流裝置：鐵架臺(tái)固定圓底燒瓶（加入沸石），冷凝管豎直放置（上口裝分水器），下口進(jìn)水、上口出水（確保冷凝管充滿水）；試劑配制組需按體積比乙醇:乙酸:濃硫酸=3:2:1混合（先加乙醇，再緩慢滴加濃硫酸并攪拌，最后加乙酸）。兩組需通過(guò)“流程圖對(duì)接”確認(rèn)：試劑組在混合液溫度降至室溫后通知裝置組加入，避免濃硫酸遇熱暴沸；裝置組需提前檢查冷凝管水流方向，確保與試劑加入順序匹配。若試劑組誤將乙酸和乙醇混合后直接加熱（未加濃硫酸作催化劑），安全監(jiān)督組應(yīng)立即暫停實(shí)驗(yàn)，指出“無(wú)催化劑時(shí)反應(yīng)速率極慢，且乙醇易揮發(fā)引發(fā)火災(zāi)”，建議補(bǔ)充加入濃硫酸并重新搭建防倒吸裝置（在冷凝管末端連接飽和Na?CO?溶液的錐形瓶）。（2）現(xiàn)象觀察與問(wèn)題分析現(xiàn)象觀察組記錄：反應(yīng)液分層（上層為無(wú)色油狀液體）；產(chǎn)物氣味（果香氣味）。若觀察到餾出液渾濁（正常應(yīng)為澄清），團(tuán)隊(duì)需在3分鐘內(nèi)協(xié)作分析：輪流發(fā)言（每人30秒）：裝置組：“冷凝管是否漏水？”試劑組：“是否加了飽和Na?CO?溶液（吸收乙酸、溶解乙醇）？”觀察組：“渾濁是否在靜置后消失（可能為乳濁液）？”結(jié)論推導(dǎo)：若未加飽和Na?CO?溶液，乙酸乙酯會(huì)因含乙酸而水解，生成乙醇和乙酸鈉，導(dǎo)致渾濁。解決方案：向餾出液中加入飽和Na?CO?溶液，振蕩后靜置分層，上層即為純凈產(chǎn)物。二、問(wèn)題解決與沖突協(xié)調(diào)類試題試題3：實(shí)驗(yàn)異常現(xiàn)象的團(tuán)隊(duì)診斷某小組進(jìn)行“銅與濃硝酸反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)（Cu+4HNO?(濃)=Cu(NO?)?+2NO?↑+2H?O）時(shí)，預(yù)期生成紅棕色NO?氣體，但實(shí)際觀察到無(wú)色氣體。團(tuán)隊(duì)成員提出以下假設(shè)：甲：濃硝酸濃度不足（<12mol/L），生成了NO（無(wú)色）乙：裝置漏氣，NO?與空氣中H?O反應(yīng)生成HNO?和NO丙：溫度過(guò)低（<20℃），反應(yīng)未充分進(jìn)行（1）假設(shè)驗(yàn)證方案團(tuán)隊(duì)分工設(shè)計(jì)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)：甲負(fù)責(zé)調(diào)整硝酸濃度：重新配制15mol/L濃硝酸，取5mL加入銅片；乙負(fù)責(zé)氣密性檢查：將導(dǎo)管末端伸入水中，雙手捂住燒瓶，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡冒出，松手后是否形成水柱；丙負(fù)責(zé)控制溫度：用80℃水浴加熱反應(yīng)體系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：重新實(shí)驗(yàn)后仍為無(wú)色氣體，假設(shè)甲、乙、丙均不成立。（2）頭腦風(fēng)暴與方案優(yōu)化團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)“頭腦風(fēng)暴法”拓展思路：自由發(fā)言：成員?。骸般~片表面有氧化膜（CuO），阻礙反應(yīng)？”成員戊：“濃硝酸中含F(xiàn)e3+，優(yōu)先與Cu反應(yīng)生成Fe2+？”意見(jiàn)整合：通過(guò)“優(yōu)先級(jí)排序”確定驗(yàn)證方案——先用砂紙打磨銅片（去除氧化膜），再加入濃硝酸；若仍為無(wú)色氣體，再檢測(cè)硝酸中是否含F(xiàn)e3+（加KSCN溶液，若變紅則含F(xiàn)e3+）。試題4：數(shù)據(jù)解讀的協(xié)作決策小組合作測(cè)定某補(bǔ)鈣劑中CaCO?的含量（實(shí)驗(yàn)原理：CaCO?+2HCl=CaCl?+CO?↑+H?O，通過(guò)測(cè)定CO?體積計(jì)算CaCO?質(zhì)量分?jǐn)?shù)），實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)次數(shù)樣品質(zhì)量（g）消耗HCl體積（mL）CaCO?質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）10.502324.5098.220.501824.6599.130.502530.10120.5（1）異常數(shù)據(jù)處理團(tuán)隊(duì)出現(xiàn)兩種觀點(diǎn)：A：“第三次數(shù)據(jù)120.5%>100%，明顯錯(cuò)誤，直接剔除”；B：“需重新實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可能因HCl濃度標(biāo)定錯(cuò)誤導(dǎo)致”。協(xié)作決策步驟：觀點(diǎn)陳述（各2分鐘）：A引用“誤差傳遞公式”，B提出“HCl溶液可能被稀釋”；證據(jù)分析：計(jì)算前兩次數(shù)據(jù)的相對(duì)平均偏差（(99.1-98.2)/[(98.2+99.1)/2]×100%≈0.9%），證明數(shù)據(jù)可靠性；第三次數(shù)據(jù)相對(duì)偏差（(120.5-98.7)/98.7×100%≈22.1%），遠(yuǎn)超允許范圍；投票表決：3/4成員同意“重新實(shí)驗(yàn)”，并由試劑組重新標(biāo)定HCl濃度（發(fā)現(xiàn)原HCl溶液因敞口放置濃度降低）。（2）角色互換與改進(jìn)重新實(shí)驗(yàn)時(shí)，團(tuán)隊(duì)采用“角色互換”：原操作組負(fù)責(zé)監(jiān)督試劑組標(biāo)定HCl濃度；原記錄組負(fù)責(zé)操作滴定，體驗(yàn)“終點(diǎn)判斷”難度。改進(jìn)措施：用“標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照法”（已知CaCO?含量的補(bǔ)鈣劑）驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性；對(duì)移液管、滴定管進(jìn)行校準(zhǔn)，確保儀器精度。三、安全規(guī)范與應(yīng)急協(xié)作類試題試題5：實(shí)驗(yàn)室意外事故的團(tuán)隊(duì)處置小組進(jìn)行“鈉與水反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)（2Na+2H?O=2NaOH+H?↑）時(shí)，一名成員不慎將黃豆粒大小的鈉塊直接投入水槽（未加煤油隔絕空氣），引發(fā)氫氣燃燒（火焰較小，呈淡藍(lán)色）。（1）應(yīng)急協(xié)作流程團(tuán)隊(duì)需立即啟動(dòng)以下步驟：安全員：大喊“所有人后退！”，迅速用濕抹布覆蓋水槽（隔絕空氣滅火），禁止用水或CO?滅火器（鈉與水反應(yīng)放熱，CO?與Na?O?反應(yīng)生成O?助燃）；記錄員：同步填寫《事故報(bào)告表》：時(shí)間：2025年X月X日15:30原因：“鈉塊未用濾紙吸干表面煤油，直接投入水槽”處置措施：“濕抹布覆蓋滅火，無(wú)人員受傷”；組長(zhǎng)：向教師匯報(bào)，并組織團(tuán)隊(duì)撤離至通風(fēng)櫥區(qū)域。（2）事后反思與安全公約團(tuán)隊(duì)需討論“安全責(zé)任共擔(dān)”原則，制定公約：取用鈉塊必須雙人在場(chǎng)（一人操作，一人監(jiān)督）；用鑷子取鈉，濾紙吸干煤油，切取綠豆大?。?lt;0.5g），剩余鈉塊立即放回原瓶；實(shí)驗(yàn)前檢查防護(hù)用品（護(hù)目鏡、實(shí)驗(yàn)服），禁止在實(shí)驗(yàn)臺(tái)放置易燃易爆物品。四、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與綜合協(xié)作類試題試題6：“水質(zhì)檢測(cè)與凈化”跨學(xué)科合作項(xiàng)目某團(tuán)隊(duì)需完成社區(qū)水樣（取自學(xué)校附近小河）的pH值測(cè)定、重金屬離子（Pb2+）檢測(cè)及簡(jiǎn)易凈化裝置設(shè)計(jì)，成員包括化學(xué)分析組、工程設(shè)計(jì)組、數(shù)據(jù)可視化組。（1）協(xié)作設(shè)計(jì)階段化學(xué)分析組：用pH計(jì)測(cè)定水樣pH=5.2（酸性），采用雙硫腙分光光度法檢測(cè)Pb2+濃度（0.15mg/L，超標(biāo)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)≤0.05mg/L）；工程設(shè)計(jì)組：設(shè)計(jì)“活性炭吸附+中和反應(yīng)”方案——活性炭用量（5g、10g、15g）梯度實(shí)驗(yàn)，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至7-8；數(shù)據(jù)可視化組：將不同活性炭用量對(duì)應(yīng)的Pb2+濃度（如5g時(shí)0.10mg/L，10g時(shí)0.04mg/L，15g時(shí)0.03mg/L）轉(zhuǎn)化為柱狀圖，支持“最佳活性炭用量為10g”的結(jié)論。（2）危機(jī)處理與方案調(diào)整項(xiàng)目匯報(bào)前，化學(xué)分析組復(fù)檢發(fā)現(xiàn)凈化后水樣Pb2+濃度仍為0.06mg/L（略超標(biāo)），團(tuán)隊(duì)需在2小時(shí)內(nèi)協(xié)作解決：?jiǎn)栴}定位（30分鐘）：分析組：重新檢測(cè)雙硫腙試劑是否失效（配制新試劑后測(cè)定，結(jié)果一致）；設(shè)計(jì)組：檢查活性炭是否飽和（用15g活性炭重新實(shí)驗(yàn)，Pb2+濃度0.03mg/L達(dá)標(biāo)）；責(zé)任分配：分析組：優(yōu)化檢測(cè)流程（增加空白實(shí)驗(yàn)）；設(shè)計(jì)組：修改裝置為“活性炭+螯合劑（EDTA）”組合，確保Pb2+完全沉淀；時(shí)間管理：各組同步工作（分析組1小時(shí)完成復(fù)檢，設(shè)計(jì)組1.5小時(shí)完成裝置改進(jìn)），最后30分鐘整合數(shù)據(jù)。試題7：化學(xué)史探究中的協(xié)作任務(wù)小組合作研究“侯氏制堿法”（聯(lián)合制堿法），需完成歷史背景梳理、實(shí)驗(yàn)?zāi)M及成果展示。（1）資料與實(shí)驗(yàn)協(xié)作資料搜集員：整理侯德榜團(tuán)隊(duì)1940年代改進(jìn)索爾維法的歷程——利用NH?Cl在低溫下溶解度低的特性，在母液中加入NaCl析出NH?Cl（作氮肥），實(shí)現(xiàn)“NaCl→Na?CO?+NH?Cl”的循環(huán)利用；實(shí)驗(yàn)?zāi)M員：設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)原理——在飽和NaCl溶液中通入NH?和CO?，觀察NaHCO?沉淀生成（反應(yīng)式：NH?+CO?+H?O+NaCl=NaHCO?↓+NH?Cl），通過(guò)冰水浴降低NH?Cl溶解度，收集晶體。（2）成果展示與創(chuàng)意融合團(tuán)隊(duì)在海報(bào)設(shè)計(jì)上出現(xiàn)分歧：部分成員主張“側(cè)重歷史故事（侯德榜拒絕國(guó)外技術(shù)壟斷）”，部分主張“側(cè)重化學(xué)方程式（反應(yīng)機(jī)理）”。融合方案：時(shí)間軸+實(shí)驗(yàn)裝置圖：左側(cè)繪制“1921年留學(xué)→1943年聯(lián)合制堿法成功”時(shí)間軸，右側(cè)標(biāo)注核心反應(yīng)方程式及微型實(shí)驗(yàn)裝置照片；人物訪談+動(dòng)畫