高考化学实验考查和复习备考研究

高考“实验设计”解题突破——化学第1页共8页高考化学实验考查和复习备考研究龙岩市普通教育教学研究室杨梓生第一部分：高考化学实验考查研究1、实验题检测内容认真分析五年高考化学实验试题和4年的理科综合能力测试中的化学实验试题，可以发现：高考化学实验试题所考查的内容，涉及了初三、高一到高三四册化学课本中的化学原理、概念、物质性质、实验操作、实验技能、实验方法、实验设计和评价等方方面面的内容。即只要与中学化学实验相关的所有知识都能成为高考化学考查的考点内容。虽然高考化学实验考查的内容很广，但近年实验考查的热点集中在：a、化学实验基本操作（如装置气密性的检查；实验安全问题的处理）；b、化学仪器的使用方法（如量筒、滴定管的使用）；c、常见气体的实验室制法（包含所用试剂、仪器、反应原理和收集原理）；d、物质的分离、提纯和检验等；e、化学实验的记录和处理方法；f、运用化学知识设计或评价实验方案。2、实验题检测内容的特点：1）源于课本从近5年高考化学卷实验试题以及近4年理科综合能力测试实验试题看，几乎每一道试题都能在课本相应的地方找到出处。而且，有些试题所涉及的实验直接取材于课本中的演示实验或学生实验。这种命题方式有良好的导向作用：一方面引导中学化学教学重视课本实验教学；另一方面，很好地体现公平、公正的高考命题原则（正如教育部考试中心命题组专家所言：“教材是创设高考试题的丰富素材，教材人人都有，试题贴近教材能够体现公平、公正的命题原则”）。例题1、（理综能力测试03-33）用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀：方法一、用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还要加入__________。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法是__________。（3）生成白色沉淀Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液下面，再挤出NaOH溶液。这样做的理由是______。方法二、在如右下装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管I里加入的试剂是____________；（2）在试管II里加入的试剂是___________；（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管I和II中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是___________________；（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________。[分析]该试题考查制取Fe（OH）2的常规和创新两种方法。其中制取Fe(OH)2的“方法一”直接取材于高二化学（必修本）中的演示实验——[实验3-1]（在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液，用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，将滴管尖端插入试管里溶液液面下，再逐滴滴入氢氧化钠溶液，观察发生的现象）。这一命题方式很好地体现高考化学实验回归教材的倾向。值得指出的是，虽然试题内容出自课本的演示实验或学生实验，但试题所考查的内容并不是课本实验内容的简单重复，而是通过对演示实验或学生实验的实验原理、实验操作、实验问题等方面的内涵作深度挖掘，以改进（方法、仪器、装置的改进）、变换（变换仪器、药品、原理、方法和问题角度）、迁移（原理、方法和新信息的迁移）等的形式来命题，从而考查学生对实验的深层次的掌握情况。象上例中的“方法一”，它不是考查如何制取Fe(OH)2，而是要求回答“用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液”这一操作的理由。高考“实验设计”解题突破——化学第2页共8页2）突出基础随着命题指导思想由知识立意向能力立意转化，高考化学对实验能力的考核要求也将越来越高。然而，不论试题要求怎样变化，基于中学阶段教学的基础性，实验试题考查的内容仍将强调基础，突出基础性。分析近年高考化学实验题，就可明确这一特征。象近年高考化学实验试题，虽然试题具有形式比较新、反应装置新、化学反应新、设问角度新、题目立意高、隐蔽性强等特点，但从答题内容看，回答问题所需的知识仍然属于基础的化学知识和技能，而且大都源于中学化学教材，很好地体现基础性。体现在：a、运用化学实验基础知识进行物质的鉴别、对实验现象的观察与解释；b、利用常见或常用的化学仪器或装置来完成题目规定的化学实验；c、根据考生所应掌握的实验基础知识、基本技能和有关化学知识来进行实验方案的设计或对给定的实验方案作出评价。例题2、（MCE’02-16）已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98%的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲（实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器）。请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。实验步骤简述实验操作（不必叙述如何组装实验装置）①溶解将混合物放入烧杯中,加入98%H2SO4，充分搅拌直到固体不在溶解②③④⑤洗涤沉淀⑥检验沉淀是否洗净[分析]题目情境新，要求用浓硫酸作溶剂，分离提纯甲、乙组成的混合物，但从考查要求看，试题涉及的知识仍然是溶解、过滤、沉淀洗涤、浓硫酸稀释等都是中学化学所要求的、学生所必须掌握的基本操作。这样的命题思路很好地体现高考命题“起点高、落点低”的特点。答案略。3）、强调综合从近年试题走向可以看出，试题很好地体现化学学科的特点，即以实验为中心，将化学实验与其他化学知识有机地结合于一体，着重考查学生的能力和素质，特别是思维能力的考查。而且化学实验试题所考查的知识从简单到复杂、从单一到综合。体现在：a、将实验原理、实验现象、基本操作及其原理有机地进行考查；b、将已有知识或已有知识与新信息优化组合，进行相应的实验设计或对所给的实验方案作出评价；c、将化学实验与化学基本原理、化学理论、计算、推理融为一体；d、将化学实验与物理、生物等学科知识综合在一起，对实验进行跨学科综合考查。例题3、（MCE’01-20）某学生做利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。②装好实验装置。③检查气密性。④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。⑤停止加热(如图，导管出口高于液面)。⑥测量收集到气体的体积。⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。⑧测量实验室的温度。⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。回答下列问题：(1)如何检查装置的气密性?(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是(请填写步骤代号)。(3)测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同?高考“实验设计”解题突破——化学第3页共8页(4)如果实验中得到氧气体积是cL(25℃、1.01×105Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c，不必化简)：M(O2)＝。[分析]教育部考试中心指出：“本题较全面地考查化学实验。包括的考点有实验的操作、原理、实验数据的采集和处理、利用常用的化学仪器作定量的实验等。本题在采集数据时还应用了物理常识，所以是一道综合题。”顺带说一句，在分析本试题特点时，教育部考试中心还指出：“本题改变了实验条件，作一些处理，便可作为定量，给中学教学作一个导向，使化学实验可以更富创新意识和引起学生兴趣。”（《2003年普通高等学校招生全国统一考试化学科考试说明》P.145）。4）、联系实际重视S.T.S.E（科学、技术、社会、环境）教育是当今教育的一个发展趋势，也是《高中化学课程标准》对高中化学教学的一个要求。分析近年的高考化学实验题，可以发现在实验题中渗透了STSE（科学、技术、社会、环境）知识(特别在近年上海高考试题中得到很好的体现)。此类试题往往从以下角度来选材命题：a、以学生实施研究性学习活动中可能的课题作为背景，如食品检验、假酒中甲醇含量的测定、空气中某污染成分的测定、胃药中碳酸盐、氢氧化铝含量的测定；b、选用生活中常见的物品来代替化学仪器或药品而进行的家庭实验；c、对某个具有一定生活或社会意义的实验目的进行实验设计等。测试内容可以涉及药品的选取、装置的设计、实验的现象、化学反应原理、实验的基本操作和技能、实验实施的步骤等。试题很好地体现理论联系实际的思想。例题4、（MCES’02-27）例题2：Ag/α－Al2O3是石油化学工业的一种重要催化剂，其中Ag起催化作用，α－Al2O3是载体且不溶于硝酸，该催化剂回收实验如下图所示。其中的转化反应为：6AgCl＋Fe2O3→3Ag2O＋2FeCl3阅读实验流程（见下页），完成下列填空：（1）Ag/α－Al2O3加酸溶解应该选用装置（选填a、b、c）；（2）在实验操作（Ⅱ），如果用自来水代替蒸馏水进行洗涤，将会发生化学反应的离子方程式:___________；（3）实验操作（Ⅳ）所需玻璃仪器为__________（填写三种）。（4）实验操作（Ⅶ）从AgNO3溶液获得AgNO3晶体需要进行的实验操作依次为：（a）蒸馏（b）蒸发（c）灼烧（d）冷却结晶（e）冷却结晶；（5）已知：NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O；2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O。NO和NO2的混合气体的组成可表示为NOX，该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值为＿＿。（a）x≤1.5（b）x=1.2（c）x≥1.5；(6)已知Ag/α-Al2O3中Ag的质量分数，若计算Ag的回收率，还必须知道的实验数据为和。[分析]该题以回收石油化学工业重要催化剂Ag/α－Al2O3流程为命题素材，要求考生根据流程对有关仪器装置作出选择、对物质组成进行推算、并进行数据（回收率）处理等，很好地体现理论联系实际的思想试题设计思想。高考“实验设计”解题突破——化学第4页共8页5）、注重创新注重创新是近年高考化学试题的又一个特点。近年高考化学实验试题在化学学生实验或演示实验、学生已有实验知识的基础上进行改进，创设新情景，提出新问题，考查学生的创新意识。关于实验考查内容的创新，主要体现在以下几个方面：a、根据题干给予的物质新信息，预测未做实验的现象、预设贮放手段等；b、药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改进创新和实验操作新途径开辟等；c、面对新情景，能够正确摄取并处理信息（准确提炼规律、严密推理分析、合理作出判断解释等）；d、面对新问题，能够全面深入思考，合理优化结构，准确深刻评价等。例题5、在没有现成的CO2气体发生装置的情况下，请你选用下图中的部分仪器，装成一个简易的、能随开随用、随关停的CO2气体发生装置。应该选用的仪器是_____；若用上述装置制取二氧化碳，而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱和块状大理石，比较合理的方案，应该选用的药品是______。[分析]解本题时，必须打破常规思维，发挥创造性想象能力。启普发生器或课本中制取二氧化碳的简易装置之所以具有“能随开随用、随关随停”的功能，在于利用物理学中压强的原理：当打开启普发生器或简易装置活塞（开关）时，酸溶液与碳酸盐接触，释放出二氧化碳气体；当关闭活塞时，由于酸与碳酸盐继续接触产生二氧化碳，体系内压强增大，酸溶液被排出而将酸液排除脱离了碳酸盐，反应因此而停止。因此，可以选择c和e组合，放置在烧杯d（装酸溶液）中，再用铁架台a来固定。3、高考化学实验题的设计特点及命题趋势：1）注重综合实验原理、实验技能和实验仪器是实验的三要素。以实验的三要素为主题，将形成自身的知识网络（如下图所示）。实验“三要素”的组合，将形成具有一定综合性、能力层次要求更高的D（原理+仪器）、E（仪器+技能）、F（原理+技能）三个层面和能力层次要求最高、综合性最强的G（原理+仪器+技能）立体结构。同时，化学实验作为化学研究的一种手段，承载着化学概念、原理、元素化合物等知识研究和探索的任务，因此化学实验又通常和元素化合物、有机化学、化