高考十年化學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展歷程

文章編號(hào)：1005-6629(2010)04-0059-04 中圖分類號(hào)：G424.74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

化學(xué)實(shí)驗(yàn)是高考的重要內(nèi)容，對(duì)于測(cè)試考生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)基本技能以及實(shí)驗(yàn)基本素養(yǎng)有著重要價(jià)值，隨著新課程高考的不斷深化，實(shí)驗(yàn)題將會(huì)成為一種更加方便、有效測(cè)量考生化學(xué)思想、方法、能力的一種題型，高考實(shí)驗(yàn)題的命制一直受到關(guān)注。研究近10多年來(lái)實(shí)驗(yàn)高考題，探析其變化發(fā)展軌跡?？梢哉f(shuō)化學(xué)實(shí)驗(yàn)高考1O年就是創(chuàng)新與發(fā)展的10年。探究原題、分析變化、總結(jié)規(guī)律，對(duì)于我們認(rèn)識(shí)高考實(shí)驗(yàn)題的變化趨勢(shì)、提高高考實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的復(fù)習(xí)效率都會(huì)起到很大的促進(jìn)作用。

化學(xué)實(shí)驗(yàn)高考10年，大致經(jīng)歷了4個(gè)明顯的發(fā)展階段。每個(gè)階段都有著鮮明的特色，代表著實(shí)驗(yàn)考查的主流方向，也烙印著時(shí)代的教學(xué)特征。由于全國(guó)各地課改情況、高考模式的不同，4個(gè)階段的劃分并非界限分明，在時(shí)間上有著交替性，在地域上有著交叉性。

1、記憶式實(shí)驗(yàn)

2000年前后，由于高考十分注重強(qiáng)調(diào)“雙基”，高考試題題多量廣，試題注重基礎(chǔ)性和覆蓋面，全套試卷一般為35-36道題，在這樣一種大背景下，實(shí)驗(yàn)考題帶有顯著的基礎(chǔ)性、知識(shí)性，考查的重點(diǎn)是正確再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的技能要求很低，只要能夠重復(fù)書(shū)本上原來(lái)固有的實(shí)驗(yàn)步驟、方法即可，對(duì)考生能力方面的考查十分謹(jǐn)慎，往往設(shè)置一個(gè)很小的知識(shí)點(diǎn)來(lái)考察考生的靈活性，賦分很少，即使這點(diǎn)答不出來(lái)。對(duì)實(shí)驗(yàn)總成績(jī)的影響很小。試題編制的主要形式為選擇和填空，即使是綜合實(shí)驗(yàn)題，也多是簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室物質(zhì)制備套題。大多是儀器組裝連接，考生只要掌握一些簡(jiǎn)單的諸如“氣密性檢查、氣體發(fā)生、干燥、洗滌、除雜、尾氣處理、量氣”、“導(dǎo)管進(jìn)出口”、“防堵塞、防倒吸、防水解”等知識(shí)，就能夠順利解答此類試題。

例1.(1998全國(guó)卷)A-D是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的幾種溫度計(jì)裝置示意圖

(1)請(qǐng)從①-⑧中選出必須使用溫度計(jì)的實(shí)驗(yàn)，把編號(hào)填入最適宜的裝置圖A-C下的空格中(多選要倒扣分)

①酒精和濃硫酸混和加熱制乙烯

②電石跟水反應(yīng)制乙炔

③分離苯和硝基苯的混和物

④苯和溴的取代反應(yīng)

⑤石油分餾裝置

⑥濃硫酸和食鹽、二氧化錳混合加熱制氯氣

⑦測(cè)定硝酸鉀在水中的溶解度

⑧食鹽和濃硫酸混合加熱制氯化氫

(2)選用裝置D做苯的硝化實(shí)驗(yàn)，D中長(zhǎng)玻璃管的作用是：____。 (答案：(1)A：①B：③、⑤c：⑦；(2)減少苯的揮發(fā)(或答起冷凝器的作用)

例2.(2001全國(guó)卷)某學(xué)生利用氯酸鉀分解制氣的反應(yīng)，測(cè)定氧氣的摩爾質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，準(zhǔn)確稱量，質(zhì)量為ag。

②裝好實(shí)驗(yàn)裝置。

③檢查裝置氣密性。

④加熱，開(kāi)始反應(yīng)，直到產(chǎn)生一定量的氣體。

⑤停止加熱(如圖2，導(dǎo)管出口高于液面)。

⑥測(cè)量收集到氣體的體積。

⑦準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為bg。

⑧測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的溫度。

⑨把殘留物倒入指定的容器中，洗凈儀器，放回原處，把實(shí)驗(yàn)桌面收拾干凈。

⑩處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，求出氧氣的摩爾質(zhì)量。

回答下列問(wèn)題：

(1)如何檢查裝置的氣密性?____。

(2)以下是測(cè)量收集到氣體體積必須包括的幾個(gè)步驟；①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；③讀取量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確順序是：____(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)步驟代號(hào))。

(3)測(cè)量收集到氣體體積時(shí)，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同?

(4)如果實(shí)驗(yàn)中得到的氧氣體積是cL(25℃、1.01-10⁵ Pa)，水蒸氣的影響忽略不計(jì)，氧氣的摩爾質(zhì)量的計(jì)算式為(含a、b、c不必化簡(jiǎn))：M(O₂)=____。

(答案：(1)將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開(kāi)手后，有少量水進(jìn)入導(dǎo)管，表明裝置不漏氣。(2)②、①、③；(3)慢慢將量筒下降。(4)22.4L·mol^-1×298K×(ag-bg/273Kxc L)

記憶式試題的考查只須考生記住知識(shí)，正確選擇、復(fù)述即可。試題形式學(xué)生非常熟悉，沒(méi)有任何陌生感，對(duì)考生的應(yīng)試心理要求很低，答題思路與平時(shí)所做習(xí)題完全吻合，偶然有點(diǎn)創(chuàng)新式的簡(jiǎn)單發(fā)問(wèn)。如例2中，“如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同”，也不需要多少能力，憑借生活經(jīng)驗(yàn)或者一點(diǎn)點(diǎn)的靈活性就可回答。記憶式的實(shí)驗(yàn)題型不屬于高考中的難點(diǎn)內(nèi)容。

2、思維式實(shí)驗(yàn)

隨著中國(guó)改革的進(jìn)一步深化，素質(zhì)教育的呼聲越來(lái)越大，教育改革呼之欲出，高考順應(yīng)時(shí)代變化也發(fā)生了悄悄的變革。此時(shí)，高考實(shí)驗(yàn)題不再滿足于簡(jiǎn)單記憶重復(fù)式的知識(shí)性考察，2003年前后，全國(guó)高考實(shí)驗(yàn)試題有了很大的發(fā)展與創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)題創(chuàng)新已經(jīng)成為整個(gè)高考試題的“亮點(diǎn)”，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)考查學(xué)生的思維變化性、深刻性、創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)題編制重視課本原有實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和發(fā)展，這種創(chuàng)新意識(shí)和方法集中體現(xiàn)在“優(yōu)化”、“改裝”、“替換”、“定量”、“微型”、“環(huán)保”、“安全”等方面引導(dǎo)發(fā)展學(xué)生的(思維)創(chuàng)新能力。如，“儀器多用途，裝置多替換。方法多變化”。試題一般立足書(shū)本原有實(shí)驗(yàn)的改造，往往有神來(lái)之筆，這種變化主要體現(xiàn)在變繁瑣為簡(jiǎn)潔，變緩慢長(zhǎng)時(shí)為高效適時(shí)，變現(xiàn)象欠明顯為效果顯著，變實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)(毒)為安全可靠，變大型浪費(fèi)為微型節(jié)約，變污染為環(huán)保，變不可預(yù)設(shè)為方向可控，變定性為定量，變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探索性實(shí)驗(yàn)等方面。

例3.(2003全國(guó)卷)在如圖3裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H₂SO₄。等試劑可以制得白色的Fe(OH)₂沉淀。

(1)在試管Ⅰ里加入的試劑是____。

(2)在試管Ⅱ里加入的試劑是____。

(3)為了制得白色Fe(OH)₂沉淀，在試管I和Ⅱ中加入試劑，打開(kāi)止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是____。

(4)這樣生成的Fe(OH)₂沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色，其理由是____。

(答案：(1)稀H₂SO₄、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度。當(dāng)排出的氫氣純凈時(shí)，再夾緊止水夾。(4)試管I中反應(yīng)生成的H₂充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進(jìn)入。)

思維式實(shí)驗(yàn)試題，一改過(guò)去純粹記憶式實(shí)驗(yàn)考查方法，所考查的重點(diǎn)是，讓學(xué)生在一定的新情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，問(wèn)題絕不可能是事先熟悉而憑借記憶就能解決的，必須選擇新思維，設(shè)計(jì)新方案，通過(guò)分析與思考才能求得對(duì)新問(wèn)題的解決，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)很有價(jià)值。2003年全國(guó)卷的“氫氧化亞鐵制備”，以及比較著名的2002年全國(guó)卷的“無(wú)膠頭滴管氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)引發(fā)”，還有2003江蘇卷的“低溫取醋酸”等，都屬于方法創(chuàng)新和思維創(chuàng)新。根據(jù)這種要求，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)及復(fù)習(xí)中必須要培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，落實(shí)創(chuàng)新方法，純粹的知識(shí)記憶復(fù)習(xí)法已經(jīng)失效。實(shí)驗(yàn)題在高考中的難度提高了。

3、探究式實(shí)驗(yàn)

2005年以后，新課程改革試點(diǎn)工作開(kāi)始，高考對(duì)新課程理念的回應(yīng)也是積極的。一些獨(dú)立命題的省份開(kāi)始探索新課程背景下的高考，化學(xué)命題思想與時(shí)俱進(jìn)，適應(yīng)新課程對(duì)能力涵義提出的新要求，體現(xiàn)對(duì)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、探究性學(xué)習(xí)等能力的培養(yǎng)，高考實(shí)驗(yàn)題注意學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的考察，這種實(shí)驗(yàn)試題的主流為探究式實(shí)驗(yàn)，主要出現(xiàn)在以廣東、上海、海南等獨(dú)立命題的地區(qū)。

例4.(2008廣東卷)某種催化劑為鐵的氧化物?；瘜W(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價(jià)態(tài)為+3的結(jié)論。

(1)請(qǐng)指出該結(jié)論是否合理并說(shuō)明理由____。

(2)請(qǐng)完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究：

限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾：3mol·L^-1H₂SO₄。溶液、3％H₂O₂溶液、6 mol·L^-1HNO₃溶液、0.01mol·L^-1KMnO₄溶液、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1KI溶液、20％KSCN溶液、蒸餾水。

①提出合理假設(shè)

假設(shè)1：____；

假設(shè)2：____；

假設(shè)3：____。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)(不要在答題卡上作答)

③實(shí)驗(yàn)過(guò)程：根據(jù)②的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上按下表(表1)格式寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論(表2)。

(答案：(1)該結(jié)論不正確。稀HNO₃具有強(qiáng)的氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變血紅色。(2)假設(shè)l：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià)；假設(shè)2：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+2價(jià)；假設(shè)3：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)既有+3價(jià)也有+2價(jià)。

例4中引入了科學(xué)探究的一般方法，無(wú)疑對(duì)考生的能力提出了更高要求。這樣的探究型實(shí)驗(yàn)題主要是問(wèn)題的呈現(xiàn)方式、問(wèn)題的解決程式學(xué)生不熟悉，結(jié)論的獲取要由學(xué)生在題給的情境中當(dāng)場(chǎng)分析獲得，不是預(yù)先記憶貯存的，要根據(jù)所研究的內(nèi)容自己設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用已有的學(xué)科知識(shí)。通過(guò)假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、求證等科學(xué)研究方法，最終解決問(wèn)題得出結(jié)論，這是完全符合新課程理念的指導(dǎo)思想的，是一種科學(xué)能力的測(cè)試。有的試題還引入了中學(xué)階段中沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中的“變量控制思想”，如2007年海南卷中。“稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析”一題。這樣的實(shí)驗(yàn)題成為培養(yǎng)學(xué)生體悟、探究、掌握一般科學(xué)方法的重要載體。由于這種試題的思維要求與中學(xué)教學(xué)常規(guī)做法以及中學(xué)生長(zhǎng)期形成的思維特點(diǎn)的吻合度較差，往往造成看似簡(jiǎn)單卻嚴(yán)重失分的情況發(fā)生，使實(shí)驗(yàn)題成為高考中的難點(diǎn)。

4、綜合式實(shí)驗(yàn)

隨著高考改革的推進(jìn)，選考科目的調(diào)整，各地化學(xué)選修課程開(kāi)設(shè)等情況的變化，化學(xué)實(shí)驗(yàn)題命制出現(xiàn)了新特點(diǎn)。雖然探究式實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)以及一般科學(xué)方法能力具有一定的考察優(yōu)勢(shì)。但是它又有一點(diǎn)忽視實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)基本技能的嫌疑，因?yàn)檫@種試題在面的覆蓋上不好調(diào)整，只能就某專門(mén)的問(wèn)題點(diǎn)提出探究，不能涉及更多的知識(shí)和技能，在試題研制的套路上也顯得有點(diǎn)單一化和程式化，所以，此類實(shí)驗(yàn)考題的發(fā)展應(yīng)該說(shuō)因此受到了一定的限制。近年高考實(shí)驗(yàn)題中出現(xiàn)了一種更加全面的“綜合式”試題。

例5，(2008江蘇卷)金礦開(kāi)采、冶煉和電鍍工業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN^-和金屬離子的配離子M(CN)^m-_n的形式存在于水中。測(cè)定污水中含氰化合物含量的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①水樣預(yù)處理：水樣中加入磷酸和EDTA，在pH<2的條件下加熱蒸餾，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸收。

②滴定：將吸收液調(diào)節(jié)至pH>l1，以試銀靈作指示劑，用AgNO₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定

Ag⁺+2CN^-=[Ag(CN)₂]^-，終點(diǎn)時(shí)，溶液由黃色變成橙紅色。

根據(jù)以上知識(shí)回答下列問(wèn)題：

(1)水樣預(yù)處理的目的是____。

(2)水樣預(yù)處理的裝置如圖4所示，細(xì)導(dǎo)管插入吸收液中是為了____，

(3)蒸餾瓶比吸收液面要高出很多，其目的是____。

(4)如果用鹽酸代替磷酸進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將____(填“偏高”、“無(wú)影響”或“偏低”)。

(5)準(zhǔn)確移取某工廠污水100mL，經(jīng)處理后用濃度為0.01000 mol·L^-1的硝酸銀標(biāo)，準(zhǔn)溶液滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗了21.00 mL。此水樣中含氰化合物的含量為——mg·L^-1(保留一位小數(shù))。

(答案：(1)將含氰化合物全部轉(zhuǎn)化為CN；(2)完全吸收HCN，防止氣體放空；(3)防止倒吸；(4)偏高；(5)109.2)

綜合式實(shí)驗(yàn)題往往取材于某個(gè)真實(shí)的但中學(xué)師生不會(huì)接觸到的工業(yè)事件，經(jīng)過(guò)改造打磨，把中學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本知識(shí)、基本技能、化學(xué)反應(yīng)原理靈活巧妙地隱藏鑲嵌在學(xué)生完全陌生的工業(yè)制造環(huán)境中。如例5的(3)問(wèn)的目的是“防倒吸”，讓學(xué)生在一種完全生疏的背景下來(lái)運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)，顯然，對(duì)學(xué)生的要求提高了。有的試題還要求考生閱讀大量工業(yè)流程、數(shù)據(jù)圖表、文字信息。對(duì)復(fù)雜、量大的題干信息進(jìn)行篩選、整合，這種實(shí)驗(yàn)題對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、思維、方法、能力等方面進(jìn)行了全面檢閱。如2009廣東卷22題，2009江蘇卷15題等。其實(shí)，綜合式實(shí)驗(yàn)題嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)已經(jīng)不再是傳統(tǒng)意義上的實(shí)驗(yàn)題，它可以更方便地糅合進(jìn)很多無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、化學(xué)反應(yīng)原理等知識(shí)。為試題編制預(yù)設(shè)了廣闊空間，它雖然適應(yīng)了新課程高考命題的能力要求，成為加大高考區(qū)分度的把關(guān)題，但是這種題的編制，對(duì)“度”的把握要求較高。“點(diǎn)”隱藏得太深考生解答不出，或者太露大家都會(huì)做，就失去了命題的本意。

結(jié) 語(yǔ)

縱覽近10來(lái)年化學(xué)實(shí)驗(yàn)高考走向，大致梳理出這樣4個(gè)階段，各個(gè)階段并非界限分明。而是相互聯(lián)系相互促進(jìn)，是螺旋式上升發(fā)展而來(lái)?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)高考lO年來(lái)創(chuàng)新與發(fā)展的歷程是非常明確的。從實(shí)驗(yàn)高考的創(chuàng)新和發(fā)展，可以看出整個(gè)高考的變化，這對(duì)于我們研究化學(xué)高考改革、促進(jìn)化學(xué)教學(xué)改革都會(huì)有所啟發(fā)。