新高考探究性實驗試題的命題趨勢及應(yīng)對策略

◎毛鋒

新高考探究性實驗試題的命題趨勢及應(yīng)對策略

◎毛鋒

本文探究了新高考探究性實驗試題的命題趨勢及應(yīng)對策略，旨在為學(xué)生備戰(zhàn)高考奠定良好的基礎(chǔ)。

新高考；探究性實驗；命題趨勢；應(yīng)對策略

一、命題趨勢

近年來，化學(xué)高考命題，主要以考查探究性實驗和物質(zhì)制備實驗為主。這些探究性和制備性實驗的試題，綜合性強，理論和實踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，要求考生必須冷靜地審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識和掌握的技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致地思考才能正確做答。探究性實驗題以其創(chuàng)新、靈活的特點逐漸成為高考命題的熱點題型。

二、探究性實驗的一般思路

1.準確地把握實驗?zāi)康?/p>

2.利用已學(xué)知識，分析如何實現(xiàn)這個目的——實驗原理

3.結(jié)合實驗材料，初步確定設(shè)計對策或思路——實驗方案

三、探究性實驗的類型

1.未知產(chǎn)物的探究

例1.某課外興趣小組為了探究鐵與硫在隔絕空氣的條件下反應(yīng)所得固體M的成分，設(shè)計了如右圖裝置。傾斜A使稀硫酸(足量)與固體M充分反應(yīng)，待反應(yīng)停止后，B裝置增重，C裝置中溶液無變化，反應(yīng)后進入量氣管氣體的體積為VmL(已折算成標準狀況)，由上述實驗事實可知：

(1)固體M中一定有的物質(zhì)是_________（填化學(xué)式），理由是_________。

(2)B裝置的名稱是_________。寫出B裝置中反應(yīng)的離子方程式_________。

(3)C裝置的作用是_________，如果實驗中沒有B裝置，則C裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是_________。

(4)稀硫酸和固體M反應(yīng)后溶液中還殘留淡黃色固體，該固體是_________，要分離出該固體，在實驗操作中，除燒杯外還需要用到的玻璃儀器是_________。

(5)通過進一步實驗，測得固體M中各種成分的質(zhì)量之和小于反應(yīng)前鐵粉和硫粉的質(zhì)量之和，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是_ _________。

a．M中有未反應(yīng)的鐵和硫

b．測定氣體體積時水準管的水面高于量氣管的水面

c．A中留有反應(yīng)生成的氣體

d．氣體進入D裝置前未用濃硫酸干燥

參考答案：(1)FeS、Fe B裝置增重、量氣管有氣體；(2)洗氣瓶2OH－+H2S=2H2O+S2－；(3)證明H2S已被B中NaOH溶液完全吸收，生成黑色沉淀；(4)硫，漏斗、玻璃棒；(5)b、c。

【方法指導(dǎo)】通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測可能生成哪些物質(zhì)，對這些物質(zhì)的檢驗來推測出究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究性實驗主要考察學(xué)生的探究能力，但在問題的設(shè)置上常常包含了對實驗基礎(chǔ)知識的考察，如：常見物質(zhì)分離提純方法：結(jié)晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取、滲析法等；常見氣體的制備、凈化、干燥、收集方法；熟悉重點操作：氣密性檢查；量氣操作；防倒吸、防污染操作；蒸發(fā)、灼燒操作……

2.物質(zhì)性質(zhì)的探究

例2.某學(xué)生按圖示方向?qū)裝置與下面所示裝置相連，設(shè)計如下實驗，請幫助完成實驗報告。

(1)實驗?zāi)康模貉芯胯F與濃硫酸的反應(yīng)

(2)實驗藥品：鐵釘、濃硫酸、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液、氧化銅、硫酸銅溶液

(3)實驗步驟：

實驗內(nèi)容和步驟實驗現(xiàn)象_________________結(jié)論

①連接好裝置并檢查氣密性

②將鐵釘加入到燒瓶中，在向其中滴加濃硫酸

未見明顯現(xiàn)象

③先點燃A再點燃G處酒精燈片刻后燒瓶中溶液有顏色變化，并有氣泡產(chǎn)生

(4)問題探究

該學(xué)生在實驗過程中，觀察到D裝置中溶液顏色逐漸變淺，E裝置中溶液顏色未見明顯變化，再過一段時間后，G裝置中氧化銅粉末由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，氣球H逐漸鼓起，此時E裝置中溶液顏色仍未明顯變化。

①G裝置中氧化銅由黑變紅，請結(jié)合化學(xué)方程式說明原因是______________________。

②為證明鐵釘與濃硫酸在不加熱時是否發(fā)生反應(yīng)，可采用的方法是_______________。

參考答案：(三)鐵遇冷的濃硫酸發(fā)生鈍化，鐵表面的氧化物被破壞并發(fā)生反應(yīng)，溶液有Fe3+生成，并伴隨有SO2氣體產(chǎn)生。(四) (1)A裝置中濃硫酸在加熱條件下與鐵反應(yīng)逐漸變成稀硫酸；生成的H2經(jīng)過G裝置發(fā)生反應(yīng)：CuO+H2=Cu+H2O(加熱條件)(2)對比實驗：取兩根無銹鐵釘，一根放置在冷的濃硫酸浸泡一段時間后，一根不做任何處理；然后將兩根鐵釘分別置于等濃度的硫酸銅溶液中，觀察鐵釘表面是否有紅色物質(zhì)析出：若在冷的濃硫酸中浸泡過的鐵釘上沒有紅色物質(zhì)析出，則表明在不加熱時，鐵釘與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，否則鐵釘與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng)。

【方法指導(dǎo)】

第一，在探究過程中往往可以通過對比實驗，即設(shè)置幾組平行實驗來對照比較，從而研究和揭示某種規(guī)律，解釋某種現(xiàn)象形成的原因或證明某種反應(yīng)機理。第二，無論是無機物、還是有機物性質(zhì)的探究，都必須在牢牢掌握元素化合物知識的基礎(chǔ)上，大膽猜想，細心論證，脫離了元素化合物知識孤立地看實驗問題是不科學(xué)的。只有靈活運用已有的元素化合物知識，就能變探究性實驗為驗證性實驗，使復(fù)雜問題簡單化。

3.化學(xué)反應(yīng)原理的探究

例3.某研究性學(xué)習小組為了探索鎂粉與溴水反應(yīng)的機理，做了如下四組實驗：

(1)將鎂粉投入冷水中，未見任何現(xiàn)象；

(2)將鎂粉放入溴水中，觀察到只是開始時產(chǎn)生極少量的氣泡，但溴水的顏色逐漸褪去；

(3)將鎂粉放入液溴中，未觀察到任何明顯現(xiàn)象；

(4)向含足量鎂粉的液溴中滴加幾滴水，觀察到溴的紅棕色很快褪去。

則下列關(guān)于鎂與溴水的反應(yīng)機理的論述中正確的是()

A.鎂粉只能直接與溴水中的溴反應(yīng)

B.水是鎂粉與溴發(fā)生反應(yīng)的催化劑

C.(2)中產(chǎn)生的極少量氣泡是由于鎂粉與水反應(yīng)得到

D.鎂粉與溴水中的H+發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致平衡移動使溴水褪色

此題正確答案為B。多數(shù)學(xué)生選擇了D答案。究其根源，主要是受到用平衡移動原理解釋氯水變質(zhì)這一問題的影響。學(xué)生只注意到了鎂與溶液中H+的反應(yīng)，而忽略了鎂可以和溴反應(yīng)這一事實，更沒有注意到(2)中所述，“鎂粉與溴水反應(yīng)時，只是開始時產(chǎn)生極少量氣泡，而溴水的顏色逐漸褪去”這一實驗事實。這充分說明了學(xué)生沒有深入地審題，受到了已有知識的干擾。能夠舉一反三固然是好事，但用類推方法得出的結(jié)論并不是任何時候都正確的。

【方法指導(dǎo)】

重大的發(fā)現(xiàn)可能就來自于平時的生活中，只要你勤于發(fā)現(xiàn)，勇于探究；在對所研究事物或現(xiàn)象的原因未知情況下，根據(jù)已有的認識，在觀察和實驗的基礎(chǔ)上，通過對化學(xué)事實和現(xiàn)象的歸納、類比，作出判斷性解釋或說明，這就是化學(xué)中的假說；事實上，在化學(xué)發(fā)展史上，化學(xué)理論的形成和發(fā)展就是化學(xué)假說不斷被提出、證實和證偽的過程。

四、探究性實驗試題解題策略

探究性實驗習題，充分體現(xiàn)了新課程理念，考查了學(xué)生通過化學(xué)實驗獲取化學(xué)知識的能力。在探究過程中要力求做到：

綜上所述，在解決探究性試題的過程中，首先要明確實驗?zāi)康暮鸵?，然后結(jié)合問題運用有關(guān)化學(xué)知識和實驗技能對實驗的儀器、步驟、方法進行逐步分析研究。其中，有關(guān)方案的設(shè)計要特別明確：首先原理要具有科學(xué)性，不能憑空捏造。其次要有對照性，往往為了更能夠說明問題，一定要有正反兩個方面的實驗，考慮到各種因素可能對實驗有影響所以要控制變量，只能有一個因素是變量，其余幾個是一樣的，即遵循“定多變一”。最后實驗裝置要簡易，操作必須安全可行，效果要明顯。

(作者單位：河南省三門峽市第一高級中學(xué)472000)

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1992-7711(2016)11-0122