“母題”的拓展性挖掘

山西 劉 偉

河北 孫紅霞

2018年高考已經塵埃落定，總結命題特點，改進復習方法，是一線教師不可回避的課題。筆者認為以“母題”為根，多角度拓展性復習，可以避免簡單重復，提高復習效率。

“母題”包括高考試題和典型的模擬題，在復習過程中教師要將“母題”的原理吃透，然后深入挖掘“母題”中隱含的有價值的命題點，將這些點設計成多個問題，用問題逼迫學生思考，即教師是“問題”的制造者，學生是“問題”的破解者。

現以2018年全國理綜卷I的第26題為例淺談如何對一道試題進行拓展性挖掘。

醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr ·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示。

回答下列問題：

(1)實驗室中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是________。儀器a的名稱是________。

(2)將過量的鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變為亮藍色，該反應的離子方程式為____________________________________。

②同時c中有氣體產生，該氣體的作用是________。

(3)打開K3，關閉K1和K2，c中亮藍色溶液流入d中，其原因是________________；d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是________、________、洗滌、干燥。

(4)指出裝置d可能存在的缺點:________。

一、如何分析試題

由實驗目的確定大致方向→由物質的性質完善確定實驗細節→將試題所呈現的信息(包括文字信息、圖片信息、數據信息等)和所學知識相結合綜合確定答題方向。

1.利用實驗目的確定大致方向

實驗目的：利用Cr2+和CH3COO-反應制備醋酸亞鉻晶體。

問題1：Cr2+如何獲得？CH3COO-如何獲得？

將題中文字信息和圖象信息相結合不難得出，在裝置c中利用Zn還原Cr3+制備Cr2+，而CH3COO-則由d中的CH3COONa電離產生。

問題2：Cr2+和CH3COO-分處在不同容器中，如何才能使二者混合發生反應？

回答完問題1后，學生自然會產生問題2所示的這種疑問，教師順勢引導，降低思維門檻，能夠有效地激發學生的參與欲望。

教師指導學生閱讀第(3)題，學生很容易發現命題人是想讓含有Cr2+的溶液進入到d中與CH3COO-反應。

問題3：含有Cr2+的溶液能夠流入到裝置d中的動力是什么？

裝置c中有氫氣生成，關閉K1和K2后c中壓強會大于d中壓強，含有Cr2+的溶液被壓入到裝置d中。

問題4：有利于醋酸亞鉻晶體析出的措施有哪些？分離固液混合物的方法有哪些？

減少溶劑及降低溫度都能減少醋酸亞鉻晶體的溶解度，但考慮到該晶體帶有結晶水，若采用加熱減少溶劑的方法，很可能使晶體失去部分或全部結晶水，故有利于該晶體析出的措施應選用冷卻的方式；析出的醋酸亞鉻晶體可采用過濾的方法與母液分離。

啟示1：第(2)題的①小題、第(3)題都是圍繞實驗目的而設計的，無論是教師講題還是學生做題都可以根據實驗目的仿照上述模式問自己幾個問題，突破了這些問題，好多題的答案也就能夠確定了。

啟示2：實驗題所呈現的信息是分散的、多元的，獲取信息時要有意識地從文字、圖象、數據、題目中廣泛地攝取，如通過閱讀第(3)題我們能獲得解決問題2的信息。

2.利用物質性質完善實驗細節

題干中提供了如下信息：“……在氣體分析中用作氧氣吸收劑。”該句話指明了醋酸亞鉻晶體能與氧氣反應，因此制備醋酸亞鉻晶體過程中要注意防氧氣，避免其對醋酸亞鉻的制備造成影響。

問題：該制備反應是在溶液中進行的，哪些因素會使溶液中含有O2？如何消除O2對制備的影響？使實驗更完美。

使溶液中含O2的因素消除O2的方法溶液中溶解的O2配置溶液所使用的蒸餾水加熱冷卻后再使用裝置中的空氣含有O2利用生成的氫氣將裝置中的空氣排盡外界空氣進入制備裝置①在裝置d中加入一些苯或植物油②將裝置d用下列裝置替換

啟示1：性質是化學實驗的靈魂，裝置是對物質具體性質的體現，解答化學實驗題時必須能通過性質預測可能出現的裝置，利用裝置猜測可能對應物質的哪點性質。

啟示2：實驗題中經常涉及陌生物質的性質，這些特殊的性質往往會對應個性化的裝置，而個性化的裝置是實驗題的亮點所在，是決定考生能否拿高分的重要因素。

3.分析試題與所學知識必須相結合

高考經過多年改革，如今更側重于對于學科素養的考查，單純地依靠死記硬背很難取得好成績。該題的原型早已出現在各地模擬試卷中，但模擬試題主要集中在對實驗目的的考查，而該題卻是在防氧氣的細節上做文章，挖掘得較深。因此對于實驗題，搞清楚實驗的原理才是最重要的，只有原理清楚了，復習時歸納的答題方向和角度才會用對地方。

二、如何對母題進行挖掘和拓展

單純地講解一道試題，對學生能力的提高收效甚微，用一道試題將所學的學科知識、學科方法盡可能地調用起來，才是高效復習的出路。對一道實驗試題的挖掘和拓展可從如下三個角度著手。

1.挖原理

實驗原理是實驗題的靈魂，只有深刻地理解了原理，才能正確地解決大多數問題，因此對一道實驗題中未開發的原理進行挖掘是拓展試題的首選角度。

問題1：Cr2+也可用鋅粒還原K2Cr2O7制備，寫出反應的離子方程式。

問題2：第(2)題中為什么采用過量的鋅粒？

提示：①使CrCl3充分轉化為CrCl2；②產生足量的氫氣增大體系壓強，將CrCl2溶液壓到CH3COONa溶液中；③產生足量的氫氣隔絕空氣，使反應體系保持還原性氣氛。

問題3：該實驗中鹽酸必須適量，不能過量的原因是什么？

提示：若鹽酸過量，會使生成的醋酸亞鉻晶體溶解，不利于晶體析出。

問題4：“一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻”，題中設計“封閉體系”的目的是什么？

提示：防止Cr2+被空氣中的氧氣氧化。

問題5：裝置b中導氣管末端用水封的原因是什么？

提示：防止空氣進入裝置c中，將Cr2+氧化。

挖掘意圖：問題1是對反應原理進行拓展；問題2和問題3是對物質作用和性質的拓展；問題4和問題5是對裝置作用的拓展。

2.挖操作

化學實驗中的基本操作在《考試大綱》中要求達到“掌握”層次，因此對于“操作”的深入挖掘是必要的。

問題6：在不增加儀器的前提下，檢查裝置c氣密性的方法是什么？

提示：連接好裝置后，關閉K1和K3，打開K2，通過分液漏斗向裝置c中加入水，水開始能夠滴下，一段時間后，如果水不再滴下，表明裝置c氣密性良好，反之，則氣密性不好(其他合理答案也可)。

問題7：洗滌醋酸亞鉻晶體時先用水洗，再用乙醚洗，用水洗的目的是什么？如何證明晶體已經被水洗滌干凈了(寫出操作步驟)？分析用乙醚洗滌的好處有哪些。

提示：洗去晶體表面的雜質；取最后一次洗滌液少量于試管中，滴加適量硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則證明洗滌干凈了；利用乙醚易揮發，帶走晶體表面的水份，便于干燥。

問題8：將洗滌后的醋酸亞鉻晶體鋪在表面皿中形成一薄層室溫下進行干燥。

①“形成一薄層”的目的是什么？

②干燥過程中的注意事項有哪些？

提示：①增大表面積，加快干燥；②干燥過程中需要隔絕空氣。

問題9：為了便于鹽酸順利滴下，滴入鹽酸前，應對裝置a進行怎樣的操作？

提示：打開裝置a上口玻璃塞。

問題10：在不改變裝置和藥品的前提下，如何控制裝置c中反應快慢？

提示：通過控制鹽酸的滴加速度，進而控制反應速率。

挖掘意圖：問題6是對檢查氣密性操作的挖掘，檢查氣密性時要結合裝置特點，從如下幾個角度設計：創造密閉體系→改變壓強→敘述現象→得出結論。

問題7是對洗滌操作的挖掘，洗滌操作要求掌握：敘述洗滌操作的過程；洗滌劑的選擇及評價；如何檢驗是否洗滌干凈。

問題8是對干燥操作的挖掘，干燥過程中一些附加措施要引起重視，比如有時干燥需要在真空環境中，可以從如下兩個方面選擇合適的答題角度：①降低固體表面水的沸點，防止溫度過高××固體分解；②防止空氣中的氧氣與固體反應。

問題9和問題10是對分液漏斗操作的考查。

3.挖設計和評價

近幾年的高考試題已經不再回避模擬試題中已有的素材，要在舊瓶中裝出新酒，使試題煥發青春，命題人肯定要在實驗設計、評價、改進上做文章，因此對該角度的挖掘必不可少。

問題11：如下圖所示，用注射器代替分液漏斗，除了更好地控制鹽酸的加入量外，還有什么好處？試進行評價。

提示：當裝置c中壓力過大時，也能順利地加入鹽酸。

問題12：某實驗小組設計如下改進裝置制備醋酸亞鉻晶體。

①增加連通管a的目的是什么？

②增加裝置丙的目的是什么？

提示：①使分液漏斗中的壓強與三頸燒瓶中的壓強相等，便于鹽酸順利滴下；②防止空氣進入裝置乙中氧化醋酸亞鉻。

挖掘意圖：問題11和問題12均是對裝置進行評價，抓住裝置的不同之處進行對比，即可確定設計的優點或缺點。