新高考探究性實驗試題的命題趨勢及應對策略

◎毛鋒

新高考探究性實驗試題的命題趨勢及應對策略

◎毛鋒

本文探究了新高考探究性實驗試題的命題趨勢及應對策略，旨在為學生備戰高考奠定良好的基礎。

新高考；探究性實驗；命題趨勢；應對策略

一、命題趨勢

近年來，化學高考命題，主要以考查探究性實驗和物質制備實驗為主。這些探究性和制備性實驗的試題，綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，要求考生必須冷靜地審題，聯系所學過的知識和掌握的技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致地思考才能正確做答。探究性實驗題以其創新、靈活的特點逐漸成為高考命題的熱點題型。

二、探究性實驗的一般思路

1.準確地把握實驗目的

2.利用已學知識，分析如何實現這個目的——實驗原理

3.結合實驗材料，初步確定設計對策或思路——實驗方案

三、探究性實驗的類型

1.未知產物的探究

例1.某課外興趣小組為了探究鐵與硫在隔絕空氣的條件下反應所得固體M的成分，設計了如右圖裝置。傾斜A使稀硫酸(足量)與固體M充分反應，待反應停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無變化，反應后進入量氣管氣體的體積為VmL(已折算成標準狀況)，由上述實驗事實可知：

(1)固體M中一定有的物質是_________（填化學式），理由是_________。

(2)B裝置的名稱是_________。寫出B裝置中反應的離子方程式_________。

(3)C裝置的作用是_________，如果實驗中沒有B裝置，則C裝置中產生的現象是_________。

(4)稀硫酸和固體M反應后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是_________，要分離出該固體，在實驗操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是_________。

(5)通過進一步實驗，測得固體M中各種成分的質量之和小于反應前鐵粉和硫粉的質量之和，產生這種現象的原因可能是_ _________。

a．M中有未反應的鐵和硫

b．測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面

c．A中留有反應生成的氣體

d．氣體進入D裝置前未用濃硫酸干燥

參考答案：(1)FeS、Fe B裝置增重、量氣管有氣體；(2)洗氣瓶2OH－+H2S=2H2O+S2－；(3)證明H2S已被B中NaOH溶液完全吸收，生成黑色沉淀；(4)硫，漏斗、玻璃棒；(5)b、c。

【方法指導】通過化學反應原理猜測可能生成哪些物質，對這些物質的檢驗來推測出究竟含有哪些物質。雖然探究性實驗主要考察學生的探究能力，但在問題的設置上常常包含了對實驗基礎知識的考察，如：常見物質分離提純方法：結晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取、滲析法等；常見氣體的制備、凈化、干燥、收集方法；熟悉重點操作：氣密性檢查；量氣操作；防倒吸、防污染操作；蒸發、灼燒操作……

2.物質性質的探究

例2.某學生按圖示方向將A裝置與下面所示裝置相連，設計如下實驗，請幫助完成實驗報告。

(1)實驗目的：研究鐵與濃硫酸的反應

(2)實驗藥品：鐵釘、濃硫酸、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液、氧化銅、硫酸銅溶液

(3)實驗步驟：

實驗內容和步驟實驗現象_________________結論

①連接好裝置并檢查氣密性

②將鐵釘加入到燒瓶中，在向其中滴加濃硫酸

未見明顯現象

③先點燃A再點燃G處酒精燈片刻后燒瓶中溶液有顏色變化，并有氣泡產生

(4)問題探究

該學生在實驗過程中，觀察到D裝置中溶液顏色逐漸變淺，E裝置中溶液顏色未見明顯變化，再過一段時間后，G裝置中氧化銅粉末由黑色轉變為紅色，氣球H逐漸鼓起，此時E裝置中溶液顏色仍未明顯變化。

①G裝置中氧化銅由黑變紅，請結合化學方程式說明原因是______________________。

②為證明鐵釘與濃硫酸在不加熱時是否發生反應，可采用的方法是_______________。

參考答案：(三)鐵遇冷的濃硫酸發生鈍化，鐵表面的氧化物被破壞并發生反應，溶液有Fe3+生成，并伴隨有SO2氣體產生。(四) (1)A裝置中濃硫酸在加熱條件下與鐵反應逐漸變成稀硫酸；生成的H2經過G裝置發生反應：CuO+H2=Cu+H2O(加熱條件)(2)對比實驗：取兩根無銹鐵釘，一根放置在冷的濃硫酸浸泡一段時間后，一根不做任何處理；然后將兩根鐵釘分別置于等濃度的硫酸銅溶液中，觀察鐵釘表面是否有紅色物質析出：若在冷的濃硫酸中浸泡過的鐵釘上沒有紅色物質析出，則表明在不加熱時，鐵釘與濃硫酸發生反應，否則鐵釘與濃硫酸不發生反應。

【方法指導】

第一，在探究過程中往往可以通過對比實驗，即設置幾組平行實驗來對照比較，從而研究和揭示某種規律，解釋某種現象形成的原因或證明某種反應機理。第二，無論是無機物、還是有機物性質的探究，都必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎上，大膽猜想，細心論證，脫離了元素化合物知識孤立地看實驗問題是不科學的。只有靈活運用已有的元素化合物知識，就能變探究性實驗為驗證性實驗，使復雜問題簡單化。

3.化學反應原理的探究

例3.某研究性學習小組為了探索鎂粉與溴水反應的機理，做了如下四組實驗：

(1)將鎂粉投入冷水中，未見任何現象；

(2)將鎂粉放入溴水中，觀察到只是開始時產生極少量的氣泡，但溴水的顏色逐漸褪去；

(3)將鎂粉放入液溴中，未觀察到任何明顯現象；

(4)向含足量鎂粉的液溴中滴加幾滴水，觀察到溴的紅棕色很快褪去。

則下列關于鎂與溴水的反應機理的論述中正確的是()

A.鎂粉只能直接與溴水中的溴反應

B.水是鎂粉與溴發生反應的催化劑

C.(2)中產生的極少量氣泡是由于鎂粉與水反應得到

D.鎂粉與溴水中的H+發生反應，導致平衡移動使溴水褪色

此題正確答案為B。多數學生選擇了D答案。究其根源，主要是受到用平衡移動原理解釋氯水變質這一問題的影響。學生只注意到了鎂與溶液中H+的反應，而忽略了鎂可以和溴反應這一事實，更沒有注意到(2)中所述，“鎂粉與溴水反應時，只是開始時產生極少量氣泡，而溴水的顏色逐漸褪去”這一實驗事實。這充分說明了學生沒有深入地審題，受到了已有知識的干擾。能夠舉一反三固然是好事，但用類推方法得出的結論并不是任何時候都正確的。

【方法指導】

重大的發現可能就來自于平時的生活中，只要你勤于發現，勇于探究；在對所研究事物或現象的原因未知情況下，根據已有的認識，在觀察和實驗的基礎上，通過對化學事實和現象的歸納、類比，作出判斷性解釋或說明，這就是化學中的假說；事實上，在化學發展史上，化學理論的形成和發展就是化學假說不斷被提出、證實和證偽的過程。

四、探究性實驗試題解題策略

探究性實驗習題，充分體現了新課程理念，考查了學生通過化學實驗獲取化學知識的能力。在探究過程中要力求做到：

綜上所述，在解決探究性試題的過程中，首先要明確實驗目的和要求，然后結合問題運用有關化學知識和實驗技能對實驗的儀器、步驟、方法進行逐步分析研究。其中，有關方案的設計要特別明確：首先原理要具有科學性，不能憑空捏造。其次要有對照性，往往為了更能夠說明問題，一定要有正反兩個方面的實驗，考慮到各種因素可能對實驗有影響所以要控制變量，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的，即遵循“定多變一”。最后實驗裝置要簡易，操作必須安全可行，效果要明顯。

(作者單位：河南省三門峽市第一高級中學472000)

G633.8

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1992-7711(2016)11-0122