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化学实验是高考的重点内容,历年高考试卷中化学实验的赋分基本稳定在20%。既有考查单一化学实验基础知识的实验选择题和实验填空题,又有注重实验能力考查的实验综合题。实验选择题、实验填空题考查点较为分散,涉及面较广,但试题难度不大。实验综合题大多为小型的又带有研究性的试题,考查的内容基本上是无机实验题,主要让学生填写化学方程式、简述所设计的操作步骤、说明理由等。题中往往前几步要求较简单,而最后一二步能力要求较高,它要求学生处理一些一定背景下的新问题,这不但要求学生有扎实的基础,还需要有创新能力。

一、高考实验题对能力的考查

⒈ 考查实验基本操作能力

例1(2009 年江苏高考)下列有关实验操作的叙述正确的是( )

(A)实验室常用图1所示的装置制取少量的乙酸乙酯

(B)用50mL酸式滴定管可准确量取25.00mL溶液

(C)用量筒量取5.00mL1.00mol/L盐酸于50mL容瓶中,加水稀释至刻度,可配制0.100mol/L盐酸

(D)用苯萃取溴水中的溴,分液时有机层从分液漏斗的下端放出

答案:(B)

解析:(A)项错,图中导管不能插入溶液中;(B)项正确;(C)项错,量筒读数只能精确到小数点后一位;(D)项错,苯密度小于水,有机层应在上层,分液时应从分液漏斗的上口倒出。

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⒉ 考查对试验现象、预测与结论的判断能力

例2(2011 年广东高考)如图2,试验现象预测正确的是( )

(A)实验Ⅰ:振荡后静置,上层溶液颜色保持不变

(B)实验Ⅱ:酸性溶液中出现气泡,且颜色逐渐褪去

(C)实验Ⅲ:微热稀HNO3片刻,溶液中有气泡产生,广口瓶内始终保持无色

(D)实验Ⅳ:继续煮沸溶液至红褐色,停止加热,当光束通过体系时可产生丁达尔效应

答案:(B)、(D)

解析:(A)项错,Br2与NaOH溶液反应,上层溶液颜色变为无色;(B)项正确,产生的SO2与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应;(C)项错,NO与空气反应生成红棕色NO2;(D)项正确,制取氢氧化铁胶体要在沸水中加入饱和的氯化铁溶液,继续煮沸溶液至红褐色,停止加热,即可。

例3 (2012 年江苏高考)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是( )

选项实验操作实验现象结论(A)向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固体析出蛋白质均发生变性(B)向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀溶液X中一定含有SO42-(C)向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体出现白色沉淀H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强(D)向浓度均为0.1mol/LNaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出现黄色沉淀Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) 答案:(D)

解析(A)项错,蛋白质中加入NaCl发生盐析,加入CuSO4发生变性;(B)项错,若原X中含有SO32-,加入稀HNO3,则会被氧化成SO42-,而与Ba2+生成沉淀;(C)项错,反应方程式为:CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3该反应发生的原理为强酸制弱酸,即酸性:H2CO3>H2SiO3;(D)项正确,反应总是向着更难溶的方向进行,由于AgI的溶度积比AgCl小,所以优先生成AgI。

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⒊ 考查物质的制取、检验、分离和提纯

例4(2010年上海高考)除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是( )

(A)HNO3溶液(H2SO4)适量BaCl2溶液,过滤

(B)CO2(SO2)酸性KMnO4溶液,浓H2SO4,洗气

(C)KNO3晶体(NaCl),蒸馏水,结晶

(D)C2H5OH(CH3COOH)加足量CaO,蒸馏

答案:(A)

解析:(A)错,会引进新的杂质HCl,应使用Ba(NO3)2;(B)、(C)、(D)项均正确.

例5(2011年新课标高考)氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂,某兴趣小组拟选用如图4装置制备氢化钙。请回答下列问题:

⑴ 请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为(填仪器接口的字母编号)。

⑵ 根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。

(A)加热反应一段时间

(B)收集气体并检验其纯度

(C)关闭分液漏斗活塞

(D)停止加热,充分冷却

⑶ 实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色,该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成.丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体,但从原子利用角度考虑方案乙更合理,因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费;若在步骤2中滴入酸性高锰酸钾溶液不足,则会有部分草酸根未被氧化,在步骤3中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大,从而计算出铁的量增多,含量偏高。

⑵ 加热后的晶体要在干燥器中冷却,防止重新吸收空气中的水分。另外在加热时至少要称量两次质量差,到两次称量质量差不超过0.1g。

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⒋ 考查探究实验能力

例6(2011广东高考)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是( )

(A)将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁条于其中探究Mg的活泼性

(B)将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成

(C)将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀

(D)将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2 固体

答案:(B)

解析:(A)错,稀释方法不对;(C)错,不能直接倒入,应采用玻璃棒引流;(D)错,加热蒸干得到的是MgO固体。

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二、复习教学建议

⒈ 强化实验的基础知识和基本技能,奠定学生的创新基础

考查能力离不开知识的载体作用,离开了知识和技能的积累,能力很难形成,从历届高考实验题的分析,考查要求没有脱离中学化学实验的有关基础知识和基本技能。对于基础知识和基本技能必须做到能正确解释、有序贮存,构建合理的知识结构─→保证使用时的正确提取。

具体教学时可采用以下策略:对常用仪器及其使用方法,化学实验基本操作,有关物质的制备、分离提纯、检验等知识总结归纳,编成网络,形成知识结构;将仪器分类整理,并组合成常见的装置,陈列在实验室中;将有关典型的物质制备、分离提纯、物质检验等综合实验展示在实验室中,让学生课余时间能进实验室观察、熟悉仪器的名称、特征、用途,动手操作体验技能要领,动脑思考体会问题解决的过程,奠定学生的创新基础。

如:⑴ 一瓶多用:图1

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⑵ 气密性检验的多种方法:图2

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⑶ 防止倒吸的几种措施:图3

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⒉ 整合课本中的简单实验,引发学生的创新意识

整合简单实验可采用横向串联和纵向延伸把简单实验设计成综合实验、系列实验的方法。

横向串联可使知识系统化、条理化、层次化形成知识网络,使知识达到前所未有的强度。如在复习乙烯的性质时,将乙烯的制备、净化、乙烯与溴水、酸性高锰酸钾溶液作用、收集、点燃等组合成系列实验。

纵向延伸可使知识程序化,使知识达到前所未有的功能。例如关于 Cl-、Br-、I-、S2-还原性强弱的复习,可以将单个实验整合成一个综合实验:

在一支试管中加入少量氯水和苯,然后依次滴加适量的溴化钠溶液、碘化钾溶液、硫化钠溶液,充分振荡、静置,观察有机层和水层的变化。

若干知识点的串联或并联,就可以用来训练扩散、渗透和重组的统摄思维和推理的逻辑思维。整合简单实验,迫使学生对原贮存的知识进行重组,寻找这些实验之间的交叉点和结合点,使知识达到融会贯通,训练学生的创新思维、引发学生的创新意识。

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⒊ 改进、完善、拓展课本中的演示实验,增强实验的探究性和综合性,培养学生的创新能力

课本中的演示实验,考虑不同年级学生的认知结构,许多实验还“留有余地”,在化学实验总复习时,教师应引导学生改进、完善、拓展这些演示实验,增强实验的探索性、综合性(学科内综合和学科间综合),使之更贴近对实际问题的解决,培养学生的创新能力。

设计实验可从以下三个方面进行拓展和改进:

⑴ 实验原理方面拓展。

实验原理即反应原理,指的是每个具体的化学实验说明了或推断了什么物质变化或什么化学理论,可以围绕如下角度引发学生思考:

① 变化实质:属何类型的变化?得到什么结果?为何会得到此结果?为什么要选用这些物质?有无其它原理来解决?如制取氧气、氯气各有几种办法,哪种方法最优。

② 定量关系:反应物之间采用怎样的物质的量(或质量、或何种、或微粒数目)、浓度的关系?为什么采取此种量或过量关系?为什么要采用这种浓度?

③ 反应条件:实验时应选择的物质状态、变化温度、压强或催化剂条件?为何要选择这样的条件?

⑵ 装置原理方面拓展。

为了达到某个具体的实验目的,应当选用何种仪器、设备,采用何种组合、连接方式的道理,可以围绕如下角度引发学生思考:

① 仪器选用:根据实验原理,对特定的反应物或生成物,应选用哪种仪器来量取、混合、反应、加热、除杂、干燥、检查、收集、吸收、分离、缓冲(安全)?为何选用这些仪器?

② 配套组合:根据实验需要,选用的仪器之间,大小、规格应怎样协调、搭配?若不这样组合会出现什么弊端?能否作某种调换或代用?

③ 连接顺序:为达到良好效果,选用的仪器应采用怎样连接的位置顺序和安装与拆除的先后顺序?为什么要安排这种顺序?不遵循此顺序会带来什么不良后果

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⑶ 操作原理方面拓展。

指是根据具体的实验目的和仪器,进行实验操作活动的理由。 可以围绕如下角度引发学生思考:

① 操作步骤:为达到某一实验目的,应当经过哪些操作步骤?这些步骤先后顺序如何确定?为什么要经过这些步骤?为什么要安排这种顺序?省略或调动某些步骤会有什么影响?

② 注意事项:实施某个实验步骤时应注意做什么或不能做什么?原因何在?

③ 安全措施:实验过程可能会出现什么不安全的事故?如何防范?万一出现事故应如何处理?依据何在?

如在复习极易溶于水的气体HCl、NH3的喷泉实验时,

可提出下列问题,来拓展的喷泉实验。

[提出问题]

⑴ 是否只有水溶性很大的气体才能做喷泉实验?

⑵ 喷泉实验成功的关键是什么?

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下面盛水锥形瓶通N2

下面盛水锥形瓶加 Na2O2CaC2等

下面盛水锥形瓶加热

上面烧瓶加热再冷却等等

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⒋ 将定性实验改变为定量实验,发展学生的创新能力

定性实验只要求通过实验验证某物质是否有或物质间能否反应,定量实验不仅要知道是否有或能否反应,而且还要确定有多少或物质间按怎样的比例关系发生反应。

例如检验氧化钠中是否含有过氧化钠─→定性实验;

改为:设计实验方案,测定氧化钠中过氧化钠的质量分数─→定量实验;

选择给定仪器,设计最简单的实验测定氧化钠中过氧化钠的质量分数─→定量实验和实验方案评价。

又如乙醇和钠的反应─→定性实验;

改为:利用该实验原理推断乙醇的结构─→定量实验;

选择给定仪器,设计最简单、合理的实验推断乙醇的结构─→定量实验和实验方案评价。

将定性实验改为定量实验,需要学生积极运用已有知识,从多角度、多方位、多层次地进行创新分析,用尽可能多的方法来设计实验方案,并对各方案从操作的可行性,实验结果的准确性进行分析评价,选择最佳方案,可培养学生思维的深刻性;有利于创新能力的发展。化学实验总复习中要尽可能多地去挖掘这些实验。

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⒌ 开展实验方案的设计,强化学生的创新能力

“化学是一门以实验为基础的科学,因此化学实验的设计贯彻于化学科学发展的全过程。化学实验方案的设计是在实施化学实验之前,根据化学实验目的和要求,运用相关的化学知识和技能,对实验的仪器、装置和方法所进行的一种规划”。“在化学科学的研究中,科学、合理、周密、巧妙的实验设计,往往能导致化学科学的重大发现。”因此化学实验设计应是中学化学教学的最高目标,也理所当然成为理科综合测试的四大目标之一。实验设计是对学生各项能力的综合测试,开展实验设计培养学生的创新思维,强化创新能力有十分重要的意义。

实验方案设计的一般程序是:

实验课题─→提出设计方案─→讨论方案的可行性─→实验操作─→对实验进行分析、比较、评价─→确定最佳实验方案。

化学实验方案设计的基本要求:科学性、安全性、可行性、简约性。

如: 以铝屑为原料设计制备氢氧化铝的最佳方案。学生根据铝的性质设计了下列方案:

方案一:Al__Al2(SO4)3__Al(OH)3

方案二:Al___NaAlO2___Al(OH)3

..................NaAlO2

方案三:Al< > —Al(OH)3

...............Al2(SO4)3

然后引导学生根据实验设计的基本要求,通过对三种方案的综合比较、判断,选择最佳的实验方案(从操作的方便、试剂的用量等诸方面考虑,方案三最佳)。

开展实验设计不仅能提高学生的自学能力、知识迁移能力、动手操作能力、求异思维能力等,还能培养学生坚韧不拨的意志品质,实事求是的科学态度,学会合作的现代人才意识,促进学生的全面发展。

化学实验的复习策略还很多,如开放实验室,让学生有空去实验室练习,这样既可强化基本实验知识,又能提高学生的动手能力和实践能力,提供学生创造成功的机会等。总之,实验复习只有真正体现动手、动脑、观察、探索的教学思路,才能激发学生学习化学的兴趣,培养学生的创造能力、提高实验复习的效率。

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