吳汝華
新課程理念下的高考試題注重對學生能力的考查,而實驗題無疑成為綜合考查學生能力的重要題型之一.實驗題既能考查學生在中學階段動手實驗的情況,又能考查學生的基本實驗操作技能,還能考查學生設計實驗、探究性質、分析處理數據、準確表述實驗過程和結論的探究性學習能力.因此,認真分析高考實驗試題的考查內容和特點,總結歸納試題的考查動向,能有效提高化學實驗備考復習的質量.本文結合浙江省近三年高考化學實驗試題來解讀試題的考查特點,并反思高考化學實驗復習的幾點想法.
一、實驗題的特點
1.重視教材,突出基礎,強調綜合.
2016年10月、2017年和2018年考查無機物的制備,2016年4月考查分離并測定Fe3+的濃度.從設置的問題看,依然是蘇教版課本原型的再考查.包括實驗的原理、常見儀器的名稱、分離和提純的方法、產品純度的計算等.但試題的綜合性較強,涉及的知識面較廣.
2.情境新穎,強調創新.
實驗題情境新穎,主要體現在以下兩點:(1)“舊瓶也能裝新酒”,2018年4月和2017年11月浙江卷31題取材于教材,但是在藥品使用、儀器的組裝、實驗操作等方面做了優化和創新.(2)“給出新信息,增加陌生度”,在設計或探究過程中,一定要時刻重視這些新信息,要多問自己三個問題:“該信息體現了物質的什么性質?”“該性質會對實驗產生怎樣的影響?”“如何才能消除這些影響?”.
3.試題注重對學生分析問題與解決問題能力的綜合考查.
根據流程圖來考查學生分析問題、解決問題的能力.2016年10月浙江卷31題考查了制備分離提純物質、實驗裝置的合理性、產品純度的計算等.
通過試題提供的材料或信息考查學生的信息處理能力.2017年4月浙江卷31題,NaClO2的制備,關于冰水浴冷卻的目的,試題給予了若干信息,考查學生當場自學和知識遷移能力.
二、試題分析
例1 (2016年4月)某同學將鐵鋁合金樣品溶解后取樣25.00mL,分離并測定Fe3+的濃度,實驗方案設計如下:
已知:乙醚[(C2H5)2O]是一種易揮發、易燃、有麻醉性的有機化合物,沸點為34.5度,微溶于水.在較高的鹽酸濃度下,Fe3+與HCl、乙醚形成化合物[(C2H5)2OH][FeCl4]而溶于乙醚;當鹽酸濃度降低時,該化合物解離.
請回答:
(1)操作A的名稱是
(2)經操作A后,為判斷Fe3+是否有殘留,請設計實驗方案
(3)蒸餾裝置如圖1所示,裝置中存在的錯誤是
(4)滴定前,加入的適量溶液B是.
A.H2SO3-H3PO4
B.H2SO4-H3PO4
C.HNO3-H3PO4
D.HI-H3PO4
(5)滴定達到終點時,消耗0.1000 mol·L-1 K2Cr2O7溶液6.00mL.根據該實驗數據,試樣X中c(Fe3+)為.
(6)上述測定結果存在一定的誤差,為提高該滴定結果的精密度和準確度,可采取的措施是.
A.稀釋被測試樣
B.減少被測試樣取量
C.增加平行測定次數
D.降低滴定劑濃度
分析:本題以“Fe3+、Al3+的混合物”為載體,突出對實驗操作技能的考查,在問題設問上圍繞“分離的方法”“Fe3+的檢驗”“重鉻酸鉀法滴定Fe2+從而求Fe3+含量”等展開,以Fe3+、Al3+的混合物為載體,體現金屬及其化合物的核心知識.本題設計的問題(1)和問題(3)基于書本實驗“物質的分離和提純”,問題(4)基于氧化還原的知識確定緩沖液的選擇.另外,Fe3+的測定利用氧化還原法測定,涉及原樣品含量的縮放,提高滴定準確度的方法,考查要求不高.從流程圖看在Fe3+、Al3+的混合物中加濃鹽酸和乙醚,需要根據題干信息,得出是為了分離Fe3+和Al3+.這一步設計巧妙,能力要求不高,重在考查學生的自學能力.
領會實驗題的設計思路,發現命題的規律,落實實驗基礎知識和實驗技能,理解實驗原理和設計意圖,可讓考生從容面對考試,發揮潛力.
三、由試題引發的幾點思考
該題突出了對化學知識的應用,以化學實驗為主的探究活動,中學化學教學要重視科學探究的意識培養,要引導體驗科學研究的過程.從本題和近幾年的各地實驗考題中不難看出化學實驗教學或高考實驗復習應把握以下幾方面.
1.做好課本實驗,明確實驗原理,掌握實驗技能.
高考實驗試題與課本中的實驗總有千絲萬縷的聯系,純粹脫離課本的實驗是不存在的.解決新實驗中新問題的一個重要策略,就是找到曾經做過的實驗原型,通過比較找到共同點,然后通過邏輯推理實現正遷移,使新問題得到順利解決.因此,認真做好課本實驗,切實掌握實驗技能,是做好實驗題的關鍵.
例2 (2017年11月浙江卷31題)步驟Ⅳ,選出在培養規則明礬大晶體過程中合理的操作并排序.
①迅速降至室溫;②用玻璃棒摩擦器壁;③配制90℃的明礬飽和溶液;④自然冷卻至室溫;⑤選規則明礬小晶體并懸掛在溶液中央;⑥配制高于室溫10~20℃的明礬飽和溶液.
考查內容是課本實驗“硝酸鉀晶體的制備”,需要研讀課本思考得出答案.所以在復習教學中要重做實驗或重溫實驗時的情境,讓學生獲得實驗體驗,形成實驗能力.
2.重視實驗原理的講解,讓學生形成遷移能力.
在復習教材實驗時,要理解實驗的原理﹑目的要求﹑操作步驟和注意事項等基礎知識,學會實驗原理的遷移和應用,理解實驗操作的前因后果,把握原理和操作的結合點.
例3 (2017年11月浙江卷31題)由溶液A制備AlCl3·6H2O的裝置如圖2:
①通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和.
這一空的得分率很低,我們平時常講的是HCl抑制AlCl3水解,忽略了Cl-能抑制AlCl3的溶解,對于可溶鹽的晶體常用的蒸發結晶,若在平時教學中,增加NaHCO3溶液中加低濃度的BaCl2和較高濃度的BaCl2的對比實驗,根據有無沉淀的現象,學生能想到鹽的析出與對應離子的濃度有關.在此基礎上分析本空就會大大降低難度.本題考查的是學生的理解能力,理解操作與原理的統一.
例4 (2018年4月浙江卷31題)如圖裝置,經過一系列操作完成步驟③中的抽濾和洗滌.請選擇合適的編號,按正確的操作順序補充完整(洗滌操作只需考慮一次):
開抽氣泵→a→b→d→→c→關抽氣泵.
a.轉移固液混合物;b.關活塞A;c.開活塞A;d.確認抽干;e.加洗滌劑洗滌
該題考查抽濾的原理,活塞A的作用是平衡氣壓,與書本安全瓶的作用一樣.根據課本內容“在洗滌沉淀時應關小水龍頭,使洗滌劑緩慢通過沉淀物”.可以判斷出先打開活塞A,加洗滌劑再關活塞A隨后抽濾.考查學生的識圖能力和對抽濾原理的遷移能力.
3.創設新情境,培養知識的靈活應用.
高考命題常常以一個新的實驗為創新點,從實驗原理和操作入手,提出平時常見而未經思考的問題.因此,在復習時,要善于選擇或編寫一組與課本經典實驗有相似處的實驗情境,引導學生有針對性地遷移練習,針對每個實驗原理和操作多問幾個為什么,引導學生進行解釋和剖析,讓學生不僅知其然還要知其所以然,并提煉出解決一類問題的方法,讓學生真正做到融會貫通.
總之,實驗試題命題的立足點是考查化學實驗的基礎知識、基本技能和遷移能力.在復習教學中要做到四大突破:“雙基”突破,創新突破,方法突破,能力突破.