基于化學學科核心素養分析高考實驗真題

安徽

“科學探究與創新意識”是“化學實踐”環節的化學核心素養要求，是化學學科實踐能力的重要表征。高考是測試學生能力的手段，更是對學生能力的考查，所以在平時的教學中我們要有意識總結經驗，注重培養學生的探究意識。

化學是一門以實驗為基礎的科學。化學實驗作為認識化學物質及其變化的實踐活動的重要工具與手段，對“化學實踐”具有重要的認識論、方法論功能，對學生化學實驗探究能力的提升具有重要的價值。而化學實驗功能價值的發揮有賴于學生實驗素養的高低、探究水平的強弱。我們要不斷提高學生化學實驗探究的能力和分析、解決問題的能力，從而增強學生的社會責任感。

一、關注“一體四層四翼”

“一體四層四翼”即通過“立德樹人、服務選拔、導向教學”這個三位一體的核心立場，回答了“為什么考”的問題；通過“必備知識、關鍵能力、學科素養、核心價值”四層考查目標，回答了高考“考什么”的問題；通過“基礎性、綜合性、應用性、創新性”四個方面的考查要求，回答了“怎么考”的問題。

為落實“立德樹人”的教育根本任務，充分發揮課程在人才培養中的核心作用，高中化學課程標準修訂組根據“中國學生發展核心素養(征求意見稿)”和高中化學課程特點，提出包含“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認識”“科學探究與創新意識”“科學精神和社會責任”五個方面的化學學科核心素養。化學學科核心素養是以“中國學生發展核心素養”為指導，基于學科特質與學科任務，為培育全面發展、社會需要的人而提出的關鍵素養。

高考命題框架：

二、高考真題分析

1.變化分析

每年高考真題的考查點各不相同，不斷地變化，主要表現如下：

2015年高考真題側重于物質的性質分析。

2016年高考真題側重于物質分離的物理和化學方法，實驗室收集氣體，以及物質的保存。

2017年高考真題第8題側重于物質分離提純的物理方法(結合文言文)；第10題側重于氣體的制備，凈化和性質的驗證。

2018年高考真題側重于物質的分離提純，考查其所對應的裝置圖。

2019年高考真題側重于物質的制備、分離、提純等。

2.變中不變

(1)實驗題主要考查實驗基本操作、物質鑒別和分離、實驗現象與結論分析、實驗設計的方案等。

(2)從題干來看，考查形式主要有三種：一是文字；二是表格；三是裝置圖。

3.考點

(1)化學實驗室常用儀器的名稱、用途和使用方法。

(2)化學實驗的基本操作；化學品標志的識別；實驗室事故的預防和處理方法。

(3)常見氣體的實驗室制法(包括所用試劑、反應原理、儀器和收集方法)。

(4)常見物質檢驗、分離和提純的方法；溶液的配制方法。

(5)正確選用實驗裝置。

(6)控制實驗條件的方法，預測或描述實驗現象，分析或處理實驗數據，得出合理結論。

4.實例分析

(1)源于教材，高于教材

【例1】(2019·全國卷Ⅰ·9)實驗室制備溴苯的反應裝置如圖所示，關于實驗操作或敘述錯誤的是

( )

A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K

B.實驗中裝置b中的液體逐漸變為淺紅色

C.裝置c中碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應后的混合液經稀堿溶液洗滌、結晶，得到溴苯

【答案】D

【解析】裝置b中四氯化碳的作用是吸收揮發出的苯和溴蒸氣，裝置c中碳酸鈉溶液呈堿性，能夠吸收反應生成的溴化氫氣體，倒置漏斗的作用是防止倒吸。

本題以學生熟悉的實驗原理為基礎，考查化學實驗方案的設計與評價，側重于考查學生的分析能力、實驗能力。所以要注意實驗操作要點，再結合物質的性質綜合分析是解答關鍵。

【出處】本實驗取自化學必修2中苯的取代反應，在溴化鐵的催化作用下，苯和液溴反應生成無色的溴苯和溴化氫。

(2)掌握實驗基本原理,熟悉操作技能

【例2】(2019·全國卷Ⅰ·27)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源，變廢為寶，在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨，具體流程如下：

回答下列問題：

(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，方法是________________。

(2)步驟②需要加熱的目的是________________，溫度保持80～95℃，采用的合適加熱方式是________________。鐵屑中含有少量硫化物，反應產生的氣體需要凈化處理，合適的裝置為________(填標號)。

A

B

D

(3)步驟③中選用足量的H2O2，理由是________________。分批加入H2O2，同時為了________________，溶液要保持pH小于0.5。

(4)步驟⑤的具體實驗操作有________，經干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。

(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵銨晶體樣品所含結晶水數，將樣品加熱到150℃時，失掉1.5個結晶水，失重5.6%。硫酸鐵銨晶體的化學式為________。

【答案】(1)堿水煮洗

(2)加快反應 熱水浴 C

(3)將Fe2+全部轉換為Fe3+，不引入雜質

(4)加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)

(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O

【解析】(1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污，油污在堿性條件下容易水解，所以工業上常常用熱的碳酸鈉溶液清洗，即堿煮水洗。

(2)步驟②需要加熱的目的是為了加快反應速率；溫度保持80～95℃，溫度恒定且低于水的沸點，故采用的合適加熱方式是水浴加熱(熱水浴)；鐵屑中含有少量硫化物，硫化物與硫酸反應生成硫化氫氣體，可以用氫氧化鈉溶液吸收，為了防止倒吸，加倒置的漏斗，故選擇C裝置；

(3)步驟③中選用足量的H2O2，H2O2可以將Fe2+氧化為Fe3+，且H2O2的還原產物為H2O，不會引入新的雜質；因為H2O2本身易分解，所以在加入時需分批加入，同時為了防止Fe3+水解，溶液要保持pH小于0.5；

(4)為了除去硫酸銨、鐵離子等，具體的實驗操作有加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)；

本題主要考查常規實驗技能和操作，所以平時要注重用語言描述實驗操作過程的訓練，加強學生的語言組織能力。要根據《實驗化學》教材中所體現的基本思想，帶領學生做好有關的經典實驗，如從鋁土礦中提取鋁、從海水中提取鎂和溴、海帶中碘元素的分離與檢驗、粗鹽的提純、硝酸鉀晶體的制備、阿司匹林的合成、食醋總酸含量的測定、牙膏和火柴頭成分的檢驗等。

三、備考建議

物質及其變化是化學研究的基本問題。解決這一問題，需運用實驗、假說、模型、分類等方法，通過以化學實驗為主的多種探究活動開展物質及其變化的研究，在高考復習上，我們要做到以下幾點：

1.深入挖掘教材中的重要案例，將教材原型知識模型化

從近五年高考化學卷實驗試題中可以看出，幾乎每一道試題都能在教材中找到出處。而且，有些試題所涉及的實驗直接取材于教材中的演示實驗或學生實驗。

平時做題要善于總結規律和技巧，解題思路：首先要明確實驗目的，根據實驗目的展開分析，理解實驗原理與實驗步驟，在此基礎上，選擇裝置進行連接，選擇合適的試劑，制備物質、除去雜質、干燥氣體或檢驗物質等，通過運用相關知識，采用綜合分析的方法逐一解答問題。

2.挖教材背后的東西，活化給學生，形成學科素養

以學科素養為宗旨，重視STSE教育，分析近年的高考化學實驗題，可以發現在實驗題中滲透了STSE知識。此類試題往往從以下角度來選材命題：

(1)以學生實施研究性學習活動中的課題作為背景，如食品檢驗、假酒中甲醇含量的測定、空氣中某污染成分的測定、胃藥中碳酸鹽、氫氧化鋁含量的測定；

(2)選用生活中常見的物質來代替化學儀器或藥品而進行的家庭實驗；

(3)對某個具有一定生活或社會意義的化學知識進行實驗設計等。

3.整合、拓展同一主題下的知識點，注重試題的綜合性

通過分析近五年高考真題，發現試題很好地體現了化學學科的特點，即以實驗為中心，將化學實驗與其他化學知識有機結合于一體，著重考查學生的能力和素質。化學實驗試題所考查的知識從簡單到復雜、從單一到綜合，具體體現：

(1)將實驗原理、實驗現象、基本操作及其原理有機結合，進行考查；

(2)將已有知識與新信息組合，進行相應的實驗設計或對所給的實驗方案作出評價；

(3)將化學實驗與化學基本原理、化學理論、計算、推理融為一體；

(4)將化學實驗與物理、生物等學科知識綜合在一起，對實驗進行跨學科綜合考查。