化学家园

高考化学实验是如何打造的

                                      

实验是化学的肝，实验是化学的肺，高考缺了实验，就象龙没有眼睛，不见亮点。平时的化学实验，就有着特有的魅力：她可激发学生的兴趣，创造生动活泼的学习情境，帮助学生理解和掌握学科知识与技论，启迪学生的思维，训练学生的的科学方法，培养学生的科学态度和价值观。高考化学实验其风韵犹存，她可以检测同学们的学科知识，实验基本能力（观察能力，分析处理实验数据的能力），创新思维能力，正因如此，近年来，高考发生着巨大的变革，化学试题个数锐减，知识覆盖面随之减小，但化学实验却没有损伤毫毛，倍受命题者的青睐，成为高考试题的亮点和闪光点。这些化学实验是怎样设计的呢？从历来的高考来看，化学实验与课本化学实验有特有密切关系。我们一起来看一看2004年高考理综化学实验，就会明白一二。

一、“原形毕露”，再现课本实验

一些优秀而典型的课本实验，无疑会吸引命题者的目光。她可以检验学生对这些实验基本知识、基本技论的掌握情况，又能看出中学化学实验的教学情况，并能引起师生对课本实验高度重视，课本实验以原形出现在高考试题之中，这也不足为奇。

例1、（2004年全国高考试题一套）—27．(15分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：

（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X极上的电极反应式为        。在X极附近观察到的现象是         。　

②Y电极上的电极反应式为        ，检验该电极反应产物的方法是          。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO₄溶液，则

　  ①X电极的材料是     ，电极反应式是     。

　 ②Y电极的材料是     ，电极反应式是     。

　（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

解析：此题活脱脱的一个课本实验，来源于高三选修教材氯碱工业单元的第二节的演示实验。（1）小问考查对电解饱和NaCl溶液阴阳两极所发生现象及两极反应方程式掌握程度，顺便考查了氯气的检验方法。（2）小问考查了电解方法精炼粗铜的小知识，这虽不是演示实验，但课本上用了图示。有较多的学校还进行了多媒体动画演示。我们对上述知识的掌握光靠死记硬背，在高考场上，由于心情的紧张，出错可能性应该不小。我们应对它依据阴阳离子放电顺序进行理解记忆，这样在高考之中，可确保完无一失。其解答如下：

⑴①2H⁺ + 2e ^- = H₂↑   放出气体，溶液变红。

  ②2Cl ^- - 2e ^- = Cl₂ ↑    把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。

⑵①纯铜 Cu²⁺ + 2e ^- = Cu         ②粗铜Cu - 2e ^- = Cu²⁺          

练习：（2004年全国高考试题三套）—28．（15分）

测定硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）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？    答：                                                              。

（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

（这是高三新教材第一单元的学生实验，重点检测实验中使用的重要仪器及其作用，重要步骤的意义及误差分析。误差分析是我们的弱项，应充分掌握其技巧，比如此题的误差分析应紧紧围绕分析分子分母增在减因素）

答案：（1）研钵、托盘天平、酒精灯（答与不答火柴，不给分不扣分）

（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

二、优化重组，综合课本实验

一件美丽的工艺品，可由几个简单意象的优化组合而成；一道优秀的试题同样可由几个最简问题有机组合而成。一个课本实验的装置，过程，现象，结论大多都比较简单，为了更多地考查学生的化学实验知识，更深地考查学生对实验现象的综合分析能力，高考化学实验更多地时候采用优化组合的手法，把一些课本实验有机地揉合在一起。

例2：（2004年全国高考试题北京卷）—28．（18分）资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧……”。某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是               ；碱石灰的作用是                                                  。

（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：

①氨催化氧化的化学方程式是                                ；试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是                          ；

②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因                                               

（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：

 ①两气体通入的先后顺序是                                         。

其理由是                                                                   

②氨气燃烧的化学方程式是                                   。

解析：该实验题是由氨的制取的实验、氨的催化氧化实验、氨的燃烧实验的有机组合。A实验为课本上的氨的制取演示实验，只是将其原理改为用碳酸的铵盐来制取氨气，这使得氨气中含有了CO₂杂质，须用碱石灰予以除去。B实验是对氨的催化氧化实验进行有机延续，它把NO与O₂反应生成NO­₂实验、温度对2NO­₂(气)N₂O₄(气)+热量化学平衡影响实验结合起来，水到渠成地考查学生有关氮的氧化的转化和化学平衡移动知识。C小实验为探索性实验，为课本物质燃烧实验的衍生。

答案：   （1）①(NH₄)₂CO₃[或NH₄HCO­₃]   ②吸收水和二氧化碳

   （2）①4NH₃+5O₂4NO+6H₂O   2NO+O₂====2NO₂

②2NO­₂(气)N₂O₄(气)+热量，降低温度使平衡正向移动，部分红棕色NO₂转化为无色N₂O₄。

   （3）①先通入O₂，后通入NH₃。若先通氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染。

②4NH₃+3O₂2N₂+6H₂O

三、衍生再造，升华课本实验

现今高考流行着这样一句话：年年岁岁花相似，岁岁年年题不同。为了突出高考大题要有新意，好多时候都选择了将实验题创新。完全不着边际的设计造新吗？不，常是依据课本实验原理进行衍生再造，升华课本实验。

例3（2004年全国高考试题二套）—28．（14分）

在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒器上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：

（1）阳极上的电极反应式为________________________________。

（2）阴极上的电极反应式为________________________________。

（3）原上层液体是________________________________________。

（4）原下层液体是________________________________________。

（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_____________________

_________________________________________________________________（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是     现象是_____________________________________________________________________解析：本题是在电解饱和的NaCl溶液小实验基础上进行衍生再造的，重在测试学生对实验现象的分析与处理能力。该实验中电解槽里装着两种液体，而在常温下，电解液应为水溶液，又因两种液体不相溶，说明上层为水层，下层为密度较大的有机层。电解时，阳极周围的液体呈现棕色，搅拌后，下层为紫红色，再结合阴离子放电顺序表（S^2—>I^—>Br^—>Cl^—>OH^—）可轻松得出阳极应是I^—放电；阴极产生的气体只可能为H₂，即水电离的OH^—放电，电解质阳离子应是较活泼金属阳离子如：K⁺   Na⁺等。后面的小实验据此就不难分析了。

答案：28．（1）2I₂        （2）2H₂↑  （3）K I（或NaI等）水溶液

（4）CCl₄（或CHCl₃等） 

（5）I₂在CCl₄中的溶解度大于在水中溶解度，所以绝大部分I₂都转移到CCl₄中

（6）焰色反应     透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色（其它合理答案同样给分。例如，若③中答NaI水溶液，这里答火焰呈黄色。）

练习：（2004年全国高考试题四套）—28．（14分）

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，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，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：                                                                   

答案：   （1）不漏气

由于不漏气，加水后试管内气体体积减小，导致压强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面。

（2）无法确定

由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使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。

今年高考试题表面上看很普通，很平常，实则都不同程度地打中了中学化学实验教学的薄弱环节。这也说明了目前的中学化学实验教学还没有落到实处。在今后的教学之中，应注意对课本实验基本知识理解的深度，基本技论掌握的程度；应有意识地把一些相关课本实验关联起来，培养同学们的统摄能力；应积极地把一些经典课本实验与生活结合起来，衍生出一系列新实验，培养大家的创新能力与分析能力。

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2006年11月26日 星期日 15:07】【 加入博采】【打印】