“虛擬實驗情景”類試題的解題策略

高意洋

摘 ?要：高考化學試題中“給定實驗情景”類試題，側(cè)重考查同學們的觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰驮u價能力。這類試題或根據(jù)實驗?zāi)康?，要求選擇儀器、藥品或評價實驗方案或分析相關(guān)問題，本文通過解題總結(jié)后提出自己的“虛擬實驗情景”類試題的解題策略。

關(guān)鍵詞：?虛擬實驗情景;實驗?zāi)芰?評價能力;解題策略

“給定實驗情景”類試題，側(cè)重考查同學們的觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰驮u價能力。這類試題或根據(jù)實驗?zāi)康?，要求選擇儀器、藥品或評價實驗方案或分析相關(guān)問題，提出自己的見解或處理實驗信息數(shù)據(jù)和實際的實驗設(shè)計等等不一而足。這類試題的最大特點是立意往往具有創(chuàng)新性。但其“缺點”是問題的設(shè)置有梯度，一般設(shè)問都能在課本上找到其“影子”。這就為解決此類試題提供了足夠的空間，同時，也為我們提供了一個很好的復(fù)習策略?，F(xiàn)例析歸納如下，以供同學們復(fù)習參考。

例題 由一種短周期金屬元素和一種非金屬元素組成的化合物X可與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。某校興趣小組用如圖裝置（夾持裝置略去）對其進行探究實驗。

（1）儀器G的名稱是______________，B中紅色石蕊試紙變藍，則單質(zhì)M的電子式為________________。

（2）化合物X（相對分子質(zhì)量為83）中含組成單質(zhì)M的元素質(zhì)量分數(shù)為16.9%，寫出X與水反應(yīng)的化學方程式：_________________________________________________。

（3）裝置E中試劑Z為____________（填化學式），裝置E的作用是__________________________________________。

（4）若不通過E、F兩裝置，請設(shè)計實驗方案證明D中發(fā)生了反應(yīng)（不通過觀察D中固體顏色發(fā)生變化）：_____________________________________________。

（5）若裝置A中固體樣品含有雜質(zhì)（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），某同學通過測定F中單質(zhì)M在標準狀況下的體積和固體樣品的質(zhì)量，以確定固體樣品中X的質(zhì)量分數(shù)，判斷該方案是否可行，并說明原因：____________________________________。

解析：本實驗為給定實驗情景，要求對“短周期元素組成的化合物X”進行探究。延伸考慮就是，該物質(zhì)可以水解、可以與試紙顯色、可以與氧化銅（弱氧化劑）反應(yīng)。課本中的影子是：NaN可做汽車安全氣囊。分析“給定情景”可以看到A應(yīng)為水解驗證裝置，且水解后生成一種堿性氣體：高中唯一堿性氣體NH。因為氨氣易溶于水，E為安全裝置。本題的設(shè)問梯度合理，“影子”清晰，最后一問與起始“給定情景”渾然一體，給人一種美的享受。

（1）儀器G的名稱是分液漏斗;B中紅色石蕊試紙變藍，則產(chǎn)生氨氣，氨氣與氧化銅加熱反應(yīng)生成單質(zhì)M為氮氣，其電子式為·（·）N??N·（·）;（2）化合物X中含氮元素質(zhì)量分數(shù)為16.9%，X應(yīng)該為氮與活潑金屬形成的氮化物，設(shè)X的化學式為MN，則×100%=16.9%，解得x=1，故M的相對原子質(zhì)量為=23，則X為NaN，NaN與水反應(yīng)的化學方程式為NaN+3HO===3NaOH+NH↑;（3）裝置E中試劑Z為CCl，裝置E的作用是吸收未反應(yīng)的NH，并防止倒吸;（4）若不通過E、F兩裝置，稱量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量，通過固體質(zhì)量的變化證明D中發(fā)生了反應(yīng)（不通過觀察D中固體顏色發(fā)生變化）;（5）該方案不可行，因為裝置A中生成的氨氣不可能完全與CuO反應(yīng)。

答案：（1）分液漏斗 ·（·）N??N·（·） （2）NaN+3HO===3NaOH+NH↑ （3）CCl 吸收未反應(yīng)的NH，并防止倒吸 （4）稱量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)的質(zhì)量 （5）不可行，因為裝置A中生成的氨氣不可能完全與CuO反應(yīng)

點評：實驗?zāi)芰κ强忌鷮韽氖驴茖W研究的基礎(chǔ)。本題有點探究性實驗的影子。此類題最大的特點是考查學生的化學思維方法，沒有就實驗本身下定論。要求學生自己開動腦筋，探究，自己動手實驗。探究性實驗的設(shè)計和評價對大家的思維能力有較高層次要求，它對于同學們掌握科學知識和方法、體驗科學過程、培養(yǎng)科學態(tài)度和思維習慣都具有不可替代的作用。解答探究性實驗習題時，首先要緊扣實驗?zāi)康?，這是解答后面所有設(shè)問的一個靈魂;其次要注意尋找課本中所學過的實驗?zāi)Ｐ?，即找出其“影子”從而把陌生的問題轉(zhuǎn)化為相對熟悉的環(huán)境。此外，解題時要注意化學用語的規(guī)范性，對于實驗操作的描述，要注意操作的完整性及連續(xù)性，切忌口語化。

近年來實驗題的分值接近或超過化學總分的20%，足以說明命題者對實驗力考查的厚愛。從近年理綜化學實驗題可以看出，實驗題的選材大都來看對教材實驗的改進或衍變，體現(xiàn)了“源于教材又高于教材”的命題指導(dǎo)思想。這幾年的實驗試題，考生都有似曾相識的感覺，但又與教材實驗或平時的訓練題不完全一致，都有不同程度的裝置創(chuàng)新、條件創(chuàng)新和方法創(chuàng)新，這樣做不但能考查學生的實驗?zāi)芰?，又能考查學生的創(chuàng)新能力。這是今后實驗考查的方向，對此在今后的復(fù)習中我們應(yīng)引起足夠的重視。

綜上述，“給定實驗情景”類試題的策略是：分析好題意，領(lǐng)會命題者想利用什么“影子”，想讓“要我們干什么”，“我們能干什么”“我們應(yīng)怎么辦”，然后作出恰當?shù)幕卮?。當然，?fù)習時掌握扎實的基礎(chǔ)知識才是實施上述策略的關(guān)鍵。

參考文獻

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[2] ?《論提高高中生化學解題能力的有效途徑》[J].蔣明龍.《中學生數(shù)理化》，2019