淺談高中化學實驗探究題的一些常見思路與方法

在高中化學的教學中，培養學生了解基礎化學規律，培養學生思辨能力，探究能力，無疑是核心目標。因此，在高考的化學試題命題過程中，會著重考察學生對于已有知識的遷移能力，以及分析問題的能力。也同樣因為這個原因，高考化學試題中的“實驗探究題”孕育而生了。

實驗探究題是理綜，化學部分的壓軸題，在解題過程中有一定的難度，也是同學們失分的大項。本文將以高考北京卷真題以及各區縣模擬題為例，簡述此類問題的一些考點與題設特點：

1.在本題的開始部分，會考察課內化學方程式的書寫以及對課內常見熱點知識的考察。如：酸性條件下亞鐵離子被氧氣氧化（2017北京）;氯氣的實驗室快速制備（2018北京）。在本部分，往往十分簡單，同學們只需認真審題，書寫即可。

2.接下來，往往需要同學們運用化學原理解釋實驗現象，考察知識點為氧化還原反應相關知識和化學平衡與反應速率相關知識。通常要求同學們書寫陌生反應方程式，以及運用已學知識解釋異常現象。在此類問題中，需要同學們認真閱讀題設，理解原實驗思路，具體問題具體分析，切勿“想當然”地答題。

3.在整題的最后，會讓同學們總結上述實驗，概括結論等。在完成全部實驗報告的填寫后，同學們只需要分解上述實驗，分條，完整地總結好結論即可。

除此之外，不得不說，實驗探究題的重中之重，即實驗設計部分。在本部分中，常要求同學們填補空缺的實驗報告，或直接設計實驗驗證某種性質。在這一部分中，需要同學們深度思考與閱讀理解，也是失分的關鍵所在。為此，我們來討論一下實驗涉及部分兩種常見思路及解題方法。

淺談實驗設計題的思路與方法

1.根據題目所給新條件（通常為陌生物質或陌生性質）設計驗證及對比實驗。

以2015海淀二模（刪改）為例

（3）同學們對白色沉淀的成分進行探究。

查閱資料如下：CuCl為白色固體，難溶于水，能溶于濃鹽酸，存在平衡CuCl+2Cl-CuCl3-。

在這道小題中，我們要探究的是CuCl這個十分陌生的物質。在課內，我們從未接觸過這樣一個物質，也從未接觸過亞銅離子這個離子。因此我們所主觀認為的，想象出來的該物質應具有的性質都不能作為解題的方向。那我們不妨研究題設與已知信息。

“CuCl為白色固體，難溶于水，能溶于濃鹽酸”，這是我們從已知中得到的該物質的一條性質，那么我們為了驗證白色沉淀的組成，應該與已知CuCl的性質進行比較，若二者性質相同，即為同一物質。那么試劑1自然是“濃鹽酸”，現象1自然是“白色沉淀溶解”。

繼續討論，我們還需要試劑2才能完成這個對比，那么我們自然需要得知CuCl的第二條化學性質，去反觀已知信息，存在平衡：CuCl+2Cl-CuCl3-。在高中化學的學習中，我們對化學平衡是應該敏感的，那么“存在該化學平衡”也正應是氯化亞銅具有的第二條性質。聯系題干，試劑2是蒸餾水，反應物一方被稀釋后對反應商的影響比生成物方更大，由反應商與平衡常數的關系，平衡逆向移動，會生成更多的CuCl。因此，現象2應為有白色沉淀析出。

通過對該小題的一些分析，我們不難看出，對于陌生物質，陌生性質，我們在設計驗

證實驗的根本思路是完全對照題目已知信息，簡而言之即：“若被檢驗物質和某已知物質的多個化學性質一致，則二者為相同物質”。

這種分析問題的方法在本題的下一問中依然有應用。

（4）丙同學通過實驗證明：實驗Ⅰ中觀察到的磚紅色沉淀是Cu2O。完成合理的實驗方案：取少量Cu2O固體于試管中，______，則說明磚紅色沉淀是Cu2O。

在該小題中，我們要研究的Cu2O與二氧化硫的反應依然是一個陌生反應，那么按照上面的解題思路，我們要完全去對比題目已知信息。通過表格實驗信息，我們不難得知，在實驗1中我們制備了一個疑似氧化亞銅的物質，它所具有的性質是通入一段時間二氧化硫后“磚紅色沉淀消失，靜置，試管底部有少量紫紅色固體，溶液呈綠色”。那么如果該物質就是氧化亞銅的話，二者對于相同反應條件，所具有的性質應當相同。因此我們即可得出答案，實驗操作為：“加5mL蒸餾水，向其中持續通入SO2，一段時間后，靜置，試管底部有少量紫紅色固體，溶液呈綠色（或現象與實驗I相同）。”

2.設計空白對照組驗證性質

在分析之前，先對“空白對照組”的概念進行闡述。

空白對照是指不給予任何處理的對照。舉個例子。我們要用硝酸銀通過沉淀反應測定一些白色晶體中氯離子的含量（用高成本的硝酸銀測定氯離子含量是不合適的，此處只做舉例）。實驗應用蒸餾水溶解白色粉末后再用硝酸銀滴定，現假設實驗室中沒有蒸餾水，而用自來水進行溶解，那么自來水中氯離子勢必對測定結果有影響。為了排除溶劑自來水中原有氯離子干擾，我們設計空白實驗組，即先用硝酸銀測定等量自來水的氯離子含量，再設計實驗組，按上述操作，二者的差值，即為待測物中氯離子含量。

可見，空白實驗組排除的是體系內，除待研究組份以外的其他部分對反應的干擾。同理，設計空白實驗的方法即為模擬體系內除待測組份以外的其他組份。該思路在實驗探究題經常考察。

下面以兩題為例。

2018朝陽期中，19（刪改）

實驗現象：試管1溶液變紅，試管2溶液呈較淺的藍色。

實驗結論：I2能夠氧化FeCl2。

①有的同學認為FeCl2可能被空氣中的O2氧化，不足以得出上述結論。

②欲證實實驗結論，再次設計對比實驗。實驗方案和相應的現象是______。

觀察實驗內容，我們要研究的是碘水氧化亞鐵離子的過程，但是空氣中的氧氣會干擾實驗的現象。那么根據空白對照組的思想，一個存在空氣的反應條件就是我們的“空白條件”，那么在此空白條件中，我們可以觀察得到氧氣氧化亞鐵離子的“反應程度”，在與存在碘水時“反應程度”對比，二者差值即為碘水的作用效果。而本題只為探究碘水是否氧化了二價鐵，那么只需比較實驗組現象與空白對照組現象是否一致即可。

故答案為：“取1mLFeCl2溶液，滴入8滴蒸餾水，分成兩份。其中一份滴加2～3滴KSCN溶液，與試管1對比，觀察溶液變紅的時間長短和溶液紅色的深淺。”

下面我們通過一道北京市的真題，加深一下對空白對照思想的理解。

2016北京理綜，28（刪改）

亞硫酸鈉溶液與硫酸鋁溶液反應生成某白色沉淀。

（3）已知：Al2（SO3）3在水溶液中不存在。經檢驗，白色沉淀中無SO42-，該白色沉淀既能溶于強酸，又能溶于強堿。

①推測沉淀中含有亞硫酸根和氫氧根。

②對于沉淀中亞硫酸根的存在形式提出兩種假設：i.被Al（OH）3所吸附;ii.存在于鋁的堿式鹽中。對假設ii設計了對比實驗，證實了假設ii成立。

a.將對比實驗方案補充完整。

步驟二：（按上圖形式呈現）。

b.假設ii成立的實驗證據是。

這類流程較長的實驗設計問題，我們不妨從結論出發。既然假設ii成立，我們不如認為該白色固體就是堿式亞硫酸鋁（當然其中很可能含有氫氧化鋁）。那么其空白對照組，就可以認為是其對立的一種組份，即只含有氫氧化鋁的組份。因此我們不難設計出空白對照組，只需模仿原實驗，制備出氫氧化鋁即可，考慮到氫氧化鋁的兩性，我們用氨水制備氫氧化鋁。

故我們設計出空白對照試驗。

與實驗組相比，二者的實驗現象一定是不同的，雖然二者最后都會與氫氧化鈉反應而溶解，但是V1，V2的量一定是不同的。那么具體分析二者不同。由高中元素化學知識，堿式鹽往往可以看做金屬正鹽與金屬氫氧化物的混合形式（參考堿式碳酸銅），那么我們可以把堿式亞硫酸鋁看做亞硫酸鋁與氫氧化鋁混合的形式。那么該混合物與氫氧化鈉反應的過程，應當是亞硫酸鋁先與氫氧化鈉發生復分解而全部轉化為氫氧化鋁，然后所有氫氧化鋁再與氫氧化鈉溶液反應而溶解。因此我們不難得到假設ii成立的實驗證據：“V1明顯大于V2”

通過上述對實驗設計部分答題思路的分析，我們不難看出實驗設計的核心思想就是對比。無論是通過與題目新信息的對比，還是空白對照組的設立，無不體現著這一思想，這也是同學們在解題是應該注意的。

以上是對于高中化學實驗探究題的一些分析，希望能幫助大家一起更好的理解此類問題的命題思路以及答題方法，望大家有所得！

作者簡介：李清楊（2001.01.14——），性別：男，民族：漢，籍貫：北京，北京市第十二中學，