高考化学命题的新动向——开放性实验题，本文主要内容关键词为：开放性论文,命题论文,新动向论文,化学论文，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。
纵观几年来的高考试题，全国高考理科综合试题中都增加了开放性试题，这是高考实行改革的具体体现。开放性试题具有条件的不完备性、结论的不确定性、过程的探究性、知识的综合性和思维的不约束性等特点，考生必须从多角度多层次运用多种模式去解决问题。开放性试题更能有效地考查学生的发散思维能力，因此，高考已经高度重视和密切关注开放性试题，使之逐渐成为化学实验命题的新动向。分析开放性实验题的命题倾向，大体可以归纳为以下三个方面。
1.设计简单的实验方案
化学实验设计是指实验者在实施化学实验之前，根据一定的化学实验目的和要求，运用有关的化学知识和技能对实验的仪器、装置、步骤和方法在头脑中进行的一种规划。学生只有掌握各种科学方法才能设计出合理的实验方案。设计实验时要考虑实验效果的明显程度、装置的简易性以及操作的安全性等问题。针对设计实验方案的实验题，常见的可以归纳出三种类型：设计反应原理和实验方法的实验题；设计实验装置连接的实验题；设计实验操作步骤的实验题。
例1（2001年江西等省3+2高考化学卷第19题②）在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时，静置分层后，如果不知道哪一层液体是“水层”，试设计一种简便判断方法。
评分标准答案：取一只小试管，打开分液漏斗的活塞，慢慢放出少量液体，往其中加入少量水，如果加入水后，试管中的液体不分层，说明分液漏斗中下层是“水层”，反之上层是水层。
解析：这里要求的设计简便判断方法，根据相似相溶原理和水与有机溶剂的化学性质的差异，除标准评分答案外，至少还应有以下几种可能的答案：
①前面的操作同评分标准，往试管中加入少量苯或CCl[，4]，若试管中液体不分层，说明上层是“水层”，反之下层是水层。
②前面的操作同评分标准，分别取分液漏斗上层液体少量于试管中，分别加入少量水或与水不相溶的有机溶剂，又可得出两种答案。
③前面的操作同评分标准，向试管中投入一小粒金属钠，若剧烈反应放出气体，则下层是“水层”，反之则上层是水层。
④若向装上层液体的小试管中投一小粒金属钠，则又是一种可行的方案。
结论：利用水和与水不相溶的有机溶剂物理、化学性质上差异的多样性可得出不同的开放性答案。
例2（2001年上海化学卷第26题）用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是：
甲：①称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL；
②用pH试纸测出该溶液的pH值，即可证明HA是弱电解质。
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH=1的两种酸溶液各100mL；
②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL；
③各取相同体积两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察现象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是____；
（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH____1（选填＜、＞、=）。
乙方案中。说明HA是弱电解质的现象是____（多选扣分）。
（a）装HCl溶液的试管中放出H[，2]的速率快；
（b）装HA溶液的试管中放出H[，2]的速率快；
（c）两个试管中产生气体速率一样快。
（3）请你评价：乙方案中难以实现之处和不妥之处____、____。
（4）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
该题（4）小题有较强的开放性，其评分标准为：配制NaA溶液，测其pH＞7即证明HA是弱电解质（注：本题答案若操作简单，现象明显，不是化学中讲过的常规方法应属创新，经认可后给予奖励，奖励分不超过两分）。
解析：此题属于实验评价和设计题，答案认可甲方案是合理易行的。若对乙的方案进行合理的修正再肯定，并从强、弱酸在水溶液中的电离程度的区别及盐类水解的角度考虑，至少还可得出以下开放性答案：分别配制0.1mol/L的HA和HCl溶液100mL。
①取相同体积的以上两种酸分装在两个同规格的烧杯中，用同型号电极（极间距和面积相同）各并联一相同功率的灯泡，接通电源，通过HA的灯泡较盐酸暗，证明HA是弱电解质。
②取两只试管分别装入相同质量的NaHCO[，3]或NaHSO[，3]粉末，分别加入以上两种同体积的酸液，若HA冒气泡较HCl慢或不冒气泡，证明HA是弱酸。
③用两只试管（同型号），取相同体积的以上两种酸，分别加相同质量的还原铁粉，HA冒气泡不如盐酸快或不冒气泡，证明HA是弱酸。
④称取一定质量的AlCl[，3]和A1A[，3]，分别配制100mL0.1mol/L溶液，用pH试纸测试两种盐溶液的pH，AlA[，3]溶液的pH大于AlCl[，3]溶液，证明HA是弱酸。
2.考查实验的操作细节
对学生动手操作能力的考查，是高考一个非常重要的考查对象。然而，鉴于高考采用笔试的形式，动手操作能力只能通过间接的方式进行。在日常学习中，如果学生不做实验，只是教师“说实验”，或用各种实验题来对付高考，学生很难会注意到实验中的细节问题。能否处理好实验的细节问题与平时的实验训练有一定的联系。因此，考查实验操作的细节已成为间接考查学生动手操作能力的一种新形式。
例3（2001年理科综合第28题）用图1的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。
回答下面问题：
（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？
（2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？（3）和（4）略。
对于（2），评分标准给出的唯一答案为：塞紧橡皮塞，关紧弹簧夹后，从漏斗中注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内水面，停止加水后，漏斗中与试管中的液面差保持不再变化，说明装置不漏气。
分析：这是一种简易启普发生器，评分标准的答案是启普发生器气密性的检验方法。正因为其简易，检查气密性的方法与启普发生器还可有不同之处，其思维方法是发散的，答案也应是开放的。评分答案是加水后从外压封闭液面形成液差。反过来也可从内压封闭液面形成液差，或从漏斗嘴处形成液封排出空气而证明装置的气密性完好。从正向至逆向，再从逆向到正向，视野豁然开朗，至少还有以下一些检查方法应是该小题的答案。
①向漏斗中加水至接近隔板处形成液封，打开弹簧夹，接上洗耳球，捏瘪洗耳球不放，液面上升到一定高度不下降，说明装置不漏气。
②打开弹簧夹连接一玻璃管放入水面下，向漏斗中加水至下端形成液封，用手紧握试管下端未装水部位，导管口有气泡连续冒出，松开手后，导管中水柱回升一段，证明气密性完好。
③打开弹簧夹连接一玻璃管放入水面下，向漏斗中加水至下端形成液封，用酒精灯加热至导管口有气泡连续冒出，移去酒精灯后导管中水柱回升一段，证明气密性完好。
回答该题时，不少考生都忽视了“打开弹簧夹”这一实验细节，没有这一步操作，所得答案是无意义的，也不能得分。
3.处理实验问题
所谓化学实验问题，就是化学实验主体在某个给定的化学实验中的当前状态与所要达到的目标状态之间存在的差距。这样的试题考查应试者对未见过的特殊情况的处理能力，即分析解决新问题的能力。只有那些有丰富实验经验的人，遇到实验问题后，才会找到解决问题的突破口，并将长时间积累下来的实验经验迅速、准确地用于实践。
例4（2002年理科综合29题）制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。
（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：____。
（2）收集氨气应使用____法，要得到干燥的氨气可选用____做干燥剂。
（3）用图2装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是____。该实验的原理是____。
（4）如果只提供如图3的装置，请说明引发喷泉的方法。
解析：本题的第（4）问考查学生处理化学实验问题的能力。该题的背景知识是喷泉实验的原理，围绕这个背景的习题很多，但绝大多数是选用气体与液体之间的反应，从而造成烧瓶内外的压强差，形成喷泉。但此题提供的是一个全新的实验环境，装置中没有胶头滴管，如何形成喷泉呢？分析图2中带有水的胶头滴管的作用，可以认识到图3中NH[，3]和水没有接触上，解决问题的关键就是设法使NH[，3]从烧瓶中出来与水接触，或使水进入烧瓶与NH[，3]接触。根据气体热胀冷缩的原理，可以设计如下的解决方法。
①打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。
②打开夹子，将装有冰水的塑料袋包在烧瓶上，氨气受冷，烧瓶内压强减小，水进入烧瓶，氨气与水接触，即发生喷泉。
通过对上述开放性试题的分析，针对高三化学实验知识和技能、学生的实际情况，在实验复习中，除了认真阅读教材中的演示实验和分组实验，采用归纳、对比、总结规律，由点到面，形成知识网络外，还应该重视对学生进行发散思维能力的训练。化学实验是知识的宝库，化学实验中的一个实验多种现象、一个实验现象多种原因、一种仪器多种用途、一种用途多种装置、一种仪器多种用法、一种物质多种制法、一组物质多种鉴别方法等问题，都为培养学生的发散思维能力提供了极好的素材。在复习中充分挖掘化学实验的功能，设计典型的有针对性的问题，从化学实验中最基础的知识、原理入手去营造和设计开放性实验的氛围和条件，这样可以起到以一当十的作用，使学生的创新思维得到良好的启迪和开发，以增强其解决开放性实验问题的能力。
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