解读2004年高考化学实验题命题特点,本文主要内容关键词为:命题论文,化学实验论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
实验题是高考化学试题中赋分最高也是失分最易的题,因而往往是考生最没有把握的题型,正所谓“得实验者得高考化学之天下”。因此,研究近年来高考化学实验题的特点及发展趋势,有助于在迎考复习中有的放矢,更具针对性。本文将就2004年各地高考试卷中化学实验题的命题特点做一番探讨,希望对同学们能有所启迪。
1.源于教材
源于教材而又略高于教材的实验题可以说是每年高考试卷中的“常客”,题源大多是教材中的学生实验和演示实验,或者是教材实验的组合与改进,涉及到的内容有对实验细节的描述、实验的基本操作、实验的关键步骤及先后排列、实验误差的分析等,如果考生没有做过相关的实验,做答时就只能凭空想象,而这样往往会导致遗漏关键操作或关键细节而词不达意。
例如 (2004年全国高考甘肃青海等省理综卷第28题)测定硫酸铜晶体(CuSO[,4]·5H[,2]O)里结晶水的含量,实验步骤为:①研磨;②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量;③加热;④冷却;⑤称量;⑥重复③至⑤的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止;⑦根据实验数据计算硫酸铜晶体中结晶水的含量。请回答下列问题:
(1)现有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥器、药匙、硫酸铜晶体样品等实验用品,进行该实验时,缺少的实验用品是_______。
(2)该实验中哪一步骤需要使用干燥器?使用干燥器的目的是什么?________。
(3)实验步骤⑥的目的是_________。
(4)若操作正确而实验测得的硫酸铜晶体中结晶水的含量偏低,其原因可能有(填入选项的编号)_______。
A.被测样品中含有加热不挥发的杂质
B.被测样品中含有加热易挥发的杂质
C.实验前被测样品已有部分失水
D.加热前所用的坩埚未完全干燥
此题源于高三教材中的学生实验“硫酸铜晶体结晶水含量的测定”。这本是一个典型的定量化学实验,但命题者将其进行巧妙的设计后改造成了一个全方位考查实验能力的定性实验:第(1)问考查基本仪器的使用,第(2)问考查实验操作时的注意点,第(3)问考查实验操作的目的,第(4)问则考查具体问题、误差分析及其原理。本题答案为:(1)研钵、托盘天平、酒精灯;(2)冷却,防止吸水;(3)检验样品中的结晶水是否已经全部除去;(4)A、C。
再如,2004年高考理综卷(湖南湖北等省用)第26题考查的是高二教材中“铝热反应”的实验操作(属于演示实验),看似简单实属不易,如果考生平时不注意观察,不亲自动手体验,是难于回答完整的。
还有,2004年高考理综卷(福建浙江等省用)第27题源于高三化学教材中的学生实验“电解饱和食盐水”和“铜的电解精炼”这两个演示实验的整合,考查了诸如离子放电顺序、电极反应原理、物质的检验、实验现象等基础知识。
因此,在复习迎考时,同学们不能只听老师“讲”实验或“画”实验,也不能从题海中“验证”实验,更不能依赖于考前“背”实验,而是一定要亲自体验、真正动手做实验,才能获得实验的感悟和经验,高考时才能心中有数,稳操胜券。
2.注重综合
化学实验作为化学研究的一种手段,承载着化学概念、原理、元素化合物等知识研究和探索的任务,具有很强的包容性和兼容性的特点。因此,化学实验又通常和元素化合物、有机化学、化学计算、化学概念和原理等一个或者几个方面的内容有机地结合在一起。认真分析近年高考化学实验试题的走向,高考化学实验题命题中的“综合”主要体现在以下几个方面:
①在实验原理、实验仪器和实验操作三条“线”的基础上,向“原理+仪器”“仪器+技能”“原理+技能”三个交叉、综合的层面甚至向“原理+仪器+技能”三维立体结构发展,实现化学实验知识与技能的综合考查;
②化学实验与元素化合物、有机化学、化学计算、化学概念和原理等各个板块中相关知识综合在一起进行考查;
③将化学实验与化学相关知识、其他学科(如物理、生物等)的相关知识与方法融合在一起。
例如 (2004年全国高考湖南湖北等省理综卷第29题):
抗击“非典”期间,过氧乙酸(CH[,3]--O-OH)是广为使用的消毒剂。它可由H[,2]O[,2]和冰醋酸反应制取,所以在过氧乙酸中常含有残留的H[,2]O[,2]。测定产品中过氧乙酸浓度c[,0]涉及下列反应:
①□MnO[,4][-]+□H[,2]O[,2]+□H[+]=□Mn[2+]□O[,2]↑+□H[,2]O
②H[,2]O[,2]+2I[-]+2H[+]=I[,2]+2H[,2]O
③CH[,3]--O-OH+2I[-]+2H[+]=CH[,3]COOH+I[,2]+H[,2]O
④I[,2]+2S[,2]O[,3][2-]=S[,4]O[,6][2-]+2I[-]
请回答以下问题:
(1)配平反应①的离子方程式(配平系数填入以下方框内):
□MnO[,4][-]+□H[,2]O[,2]+□H[+]=□Mn[2+]□O[,2]↑+□H[,2]O
(2)用Na[,2]S[,2]O[,3],标准溶液滴定I[,2]时(反应④)选用的指示剂是_____。
(3)取b[,0]mL待测液,用硫酸使溶液酸化,再用浓度为a[,1]mol·L[-1]的KMnO[,4]标准溶液滴定其中的H[,2]O[,2],耗用的KMnO[,4]溶液体积为b[,1]mL(反应①,滴定过程中KMnO[,4]不与过氧乙酸反应)。
另取b[,0]mL待测液,加入过量的KI,并用硫酸使溶液酸化,此时过氧乙酸和残留的H[,2]O[,2]都能跟KI反应生成I[,2](反应②和③)。再用浓度为a[,2]mol·L[-1]的Na[,2]S[,2]O[,3]标准溶液滴定生成的I[,2],耗用Na[,2]S[,2]O[,3]溶液体积为b[,2]mL。
请根据上述实验数据计算过氧乙酸的浓度(用a[,1]、a[,2]、b[,0]、b[,1]、b[,2]的代数式表示)c[,0]=______。
(4)为计算待测液中过氧乙酸的浓度c[,0],加入的KI的质量已过量但没有准确称量,是否影响测定结果_____(填是或否)。
本题以抗击“非典”为背景材料,有浓郁的时代气息,综合考查了滴定原理与操作、定量实验的误差分析、离子方程式的配平和化学计算的方法与技巧。参考答案为:(1)
再如,2004年全国高考理综卷(湖南湖北等省用)第28题也是综合考查了萃取实验原理、离子的检验、焰色反应原理和电解原理。
3.强调创新
高考化学实验的考查角度在不断创新,这是高考实验改革的一个大方向。高考化学实验题命题中的创新主要体现在以下几个方面:
①实验装置的创新。这种命题思路是在教材中学生实验或演示实验的基础上进行改进,将常规实验扩展为非常规实验,通过创设新情境、提出新问题来考查创新意识。如:2004年全国高考理综天津卷第28题中制取氢气装置及合成氨装置均是典型的创新装置。
②考查形式和内容的创新。这种创新主要表现在将验证性实验的考查转化为探索性实验的考查。如:2004年上海高考化学卷第26题“测定混合物中Na[,2]O[,2]的质量分数”就是一种创新模式。
③背景材料选取的创新。这种命题思路注意选取生产和生活、自然与社会、科学与技术等方面素材作为题干内容来创新。如:2004年上海高考化学卷第27题便是以航天飞机中宇航员的呼吸系统的原理为背景。
④实验方法的创新。这种命题思路高度重视思维的开放性、强调答题的多样性,提倡考生通过分析判断、演绎推理、联想转化、尝试探索、猜想验证等多种思维方式,从多个角度、多个层次回答问题。
例如 (2004年广东高考化学卷第19题)用仪器A、B和胶管组成装置收集NO气体(①仪器A已经气密性检查;②除水外不能选用其他试剂)。
正确的操作步骤是______。
本实验的目的是要收集气体,但不能用常规方法(因为NO极易被空气氧化),而是必须创造性地借用量气原理来完成:先在A中加满水,盖紧瓶塞,用胶管连接b和c接口,由a导入NO气体,水通过b和c排入B中。
再如(2004年全国高考陕西海南卷第28题):根据下图及描述,回答下列问题:
(1)关闭图A装置中的止水夹a后,从长颈漏斗向试管口注入一定量的水,静置后如图所示。试判断:A装置是否漏气?(填“漏气”“不漏气”或“无法确定”)________。判断理由__________________。
(2)关闭图B装置中的止水夹a后,开启活塞b,水不断往下滴,直至全部流入烧瓶。试判断:B装置是否漏气?(填“漏气”“不漏气”或“无法确定”)_______,判断理由__________________。
本实验目的是检查装置的气密性,但前者是常规装置,而后者则是非常规装置,仔细观察不难发现:A装置不漏气,因为长颈漏斗内的水面高过试管内的水面,表明试管内气压大于外界气压(即没有与大气相通);而B装置则无法确定,因为分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连,导致分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同,无论装置是否漏气,都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。
4.尝试探究
倡导探究性学习,是新课程改革的重要理念,也必然是高考改革的重中之重。创造性思维是思维活动的最高形式,而探究性实验设计题正是实现与其相关的考查目标的有效途径,它为考查探究能力提供了更加广阔的空间,标志着在考查层次上达到了对思维能力考查的最高要求。
例如 (2004年江苏高考化学卷第20题)有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如下图所示的装置进行实验。通入SO[,2]气体,将带余烬的木条插入试管C中,木条复燃。请回答下列问题:
(1)第1小组同学认为Na[,2]O[,2]与SO[,2]反应生成了Na[,2]SO[,3]和O[,2],该反应的化学方程式是______。
(2)请设计一种实验方案证明Na[,2]O[,2]:与SO[,2]反应生成的白色固体中含有Na[,2]SO[,3]___________。
(3)第2小组同学认为Na[,2]O[,2]与SO[,2]反应除了生成Na[,2]SO[,2]和O[,2]外,还有Na[,2]SO[,4]生成。为检验是否有Na[,2]SO[,4]生成,他们设计了如下方案:
上述方案是否合理?________。请简要说明两点理由:①_________;②__________。
这是一道以探究Na[,2]O[,2]与SO[,2]反应原理为线索,设计相关的实验方案来探求反应产物和预测实验结果,以考查考生的探究能力和思维能力的较典型的综合实验题。解此题不仅要求考生有扎实的知识功底,同时还必须具备良好的语言表达能力和创新思维能力。本题答案是:(1)2Na[,2]O[,2]+2SO[,2]=2Na[,2]SO[,3]+O[,2];(2)取白色固体,加稀硫酸,产生的气体能使品红溶液褪色,证明有Na[,2]SO[,3];(3)不合理。因为稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡;如果反应后的固体中还残留Na[,2]O[,2],它溶于水后也能将SO[,3][2-]化成SO[,4][2-]。
再如:2004年高考理综北京卷第28题是探究“氨气在纯氧中安静燃烧”实验的问题。
总之,伴随着新教材的全面实施,高中新课程标准的试行以及高考改革的深入,在此背景下的高考化学实验题,力求反映高考改革和课程改革的最新动态,体现新课改的基本理念,立足于基础性、着眼于探究性和开放性、体现创新性应该是高考化学综合类实验题命题的基本理念,这应引起同学们在学习过程中的高度重视。