新課標(biāo)卷中探究題型命題探微

山東 董 霞 孫海清

新課標(biāo)卷中探究題型命題探微

山東 董 霞 孫海清

化學(xué)是一門以實驗為主的學(xué)科，所以有化學(xué)實驗即為化學(xué)探究的說法，縱觀近幾年的新課標(biāo)卷的試題，有關(guān)探究類實驗題可謂是獨領(lǐng)風(fēng)騷，幾乎成了保留題型，考查類型一般有四個方面：未知產(chǎn)物的探究、物質(zhì)性質(zhì)的探究、分子構(gòu)成的探究、反應(yīng)原理或規(guī)律的探究，估計2016年高考會繼續(xù)延續(xù)或者強(qiáng)化這一命題方向。

類型一：對物質(zhì)的探究

借助化學(xué)實驗探究化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物是最基本的一種探究題，正確解答此類試題的關(guān)鍵有兩個方面，一是猜測要全面；二是要熟記常見物質(zhì)的檢驗方法，最終落腳點還是物質(zhì)的檢驗。

【例1】（2015·新課標(biāo)Ⅰ，節(jié)選）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5．4×10－2，K2＝5．4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體（H2C2O4·2H2O）無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。回答下列問題：

（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是__________ __________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有________ ______。裝置B的主要作用是_____________________。

（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中含有CO，為進(jìn)行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置（可以重復(fù)選用）進(jìn)行實驗。

①乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、______。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是______。

②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是______ _____________________________________。

【答案】（1）有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁 CO2冷凝（水蒸氣、草酸等），避免草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗 （2）①F、D、G、H、D、I CuO（氧化銅）②H中的粉末有黑色變?yōu)榧t色，其后的D中的石灰水變渾濁

【方法技巧】對于未知產(chǎn)物的判斷一般用三種方法：一是根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷產(chǎn)物；二是根據(jù)氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律判斷；三是根據(jù)類比進(jìn)行判斷，如已知Fe與S能直接化合生成FeS，推測Cu與S可直接化合生成Cu2S。

類型二：物質(zhì)性質(zhì)的探究

物質(zhì)性質(zhì)的探究是化學(xué)探究重點命題方向之一，主要包括無機(jī)物、有機(jī)物性質(zhì)的探究，在新課標(biāo)卷中一般讓學(xué)生設(shè)計實驗探究未知物的性質(zhì)，或者根據(jù)實驗現(xiàn)象讓學(xué)生寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式，有時在探究物質(zhì)性質(zhì)過程中讓學(xué)生對所設(shè)計的實驗方案進(jìn)行評價。

【例2】（2015·新課標(biāo)Ⅰ，節(jié)選）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5．4×10－2，K2＝5．4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體（H2C2O4·2H2O）無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解。

①設(shè)計實驗證明：

草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)：___________________________ __________。

②草酸為二元酸：__________________________________ _____________________________。

【答案】①向盛有少量NaHCO3溶液的試管中滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生

②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量是草酸的兩倍

【方法技巧】通過“設(shè)計實驗方案探究物質(zhì)性質(zhì)”越來越被青睞，因為這能很好地考查學(xué)生的表達(dá)能力與實驗探究能力，在表達(dá)時要注意言簡嚴(yán)密、整體監(jiān)控、可行到位、科學(xué)有序、有因有果，必要時可借鑒再物質(zhì)檢驗敘述四個環(huán)節(jié)：取樣—加試劑—描現(xiàn)象—得結(jié)論四個環(huán)節(jié)，如上題中設(shè)計實驗證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)可以這樣敘述：取一定量的NaHCO3溶液放于試管中，滴加草酸溶液，如果有氣泡產(chǎn)生，則證明草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)。

類型三：分子組成的探究

化學(xué)是一門在分子、原子水平上研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、應(yīng)用與制備的學(xué)科，近幾年借助化學(xué)實驗探究分子構(gòu)成也是新課標(biāo)卷的一大命題特點，尤其是新課標(biāo)Ⅱ，主要涉及酸堿中和滴定、氧化還原滴定、離子交換、數(shù)據(jù)處理、誤差討論等問題。

【例3】（2013·新課標(biāo)Ⅱ，27節(jié)選）反應(yīng)④中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn（OH）2，取干燥后的濾餅11．2g，煅燒后可得到產(chǎn)品8．1g，則x等于________。

①氨的測定：精確稱取wg X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2mL NaOH溶液。

②氯的測定：準(zhǔn)確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點（Ag2CrO4為磚紅色）。

回答下列問題：

（1）樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_________________。

（2）經(jīng)測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3，鈷的化合價為__________，制備X的化學(xué)方程式：_______________________________。

【答案】1

【方法技巧】2013年試題是確定分子式中一個未知的x值，對于這種類型的題目可用待定系數(shù)法來做，如ZnCO3·xZn（OH）2－（x＋1）ZnO，然后根據(jù)相應(yīng)的當(dāng)量關(guān)系求解。

類型四：反應(yīng)原理或規(guī)律的探究

用變量控制法探究化學(xué)規(guī)律在新課標(biāo)卷中還沒有出現(xiàn)過，但是在其他的省市中出現(xiàn)的概率很大，以后新課標(biāo)卷會不會考這種類型的實驗題也是一個未知數(shù)，在這里我對本題型做簡單的一個介紹。物質(zhì)變化往往受到多個因素的影響，在研究化學(xué)反應(yīng)與外界因素之間的關(guān)系時，對影響物質(zhì)變化規(guī)律的因素或條件加以人為控制，使其他幾個因素不變，集中研究其中一個因素的變化所產(chǎn)生的影響，以利于在研究過程中，迅速尋找到物質(zhì)變化的規(guī)律，常涉及的題型有：一是外因（濃度、溫度、壓強(qiáng)等）對化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響；二是物質(zhì)性質(zhì)的遞變規(guī)律。

十月懷胎，真的不容易。盡管小心翼翼，在懷孕期間還是出現(xiàn)了高血壓和其它并發(fā)癥，經(jīng)過保胎治療，兩個孩子在子宮內(nèi)生長發(fā)育著，這讓我飽含憧憬。

【例4】（2014·安徽）某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部，塞上瓶塞（如圖1）。從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強(qiáng)變化。

（1）請完成以下實驗設(shè)計表（表中不要留空格）：

________ _______________________ _0．2 2．0 ___90．0 _編號_______實驗?zāi)康腳碳粉／__ g _鐵粉／__ g __醋酸／% _______ __ _①_____為以下實驗作參照__0．5__ __ _2．0__ ___ _90．0 _______ ___ _②______醋酸濃度的影響__0．5__ __________ ___ _ 36．0③

（2）編號①實驗測得容器中壓強(qiáng)隨時間變化如圖2。t2時，容器中壓強(qiáng)明顯小于起始壓強(qiáng)，其原因是鐵發(fā)生了_________________腐蝕。

（3）該小組對圖2中0～t1時壓強(qiáng)變大的原因提出了如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二：

假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；

假設(shè)二：__________________________________________；

……

（4）為驗證假設(shè)一，某同學(xué)設(shè)計了檢驗收集的氣體中是否含有H2的方案。請你再設(shè)計一個實驗方案驗證假設(shè)一，寫出實驗步驟和結(jié)論。

【答案】（1）②2．0 ③碳粉含量的影響 （2）吸氧

（3）反應(yīng)放熱，溫度升高

（4）①藥品用量和操作同編號①實驗（多孔橡皮塞增加進(jìn)、出導(dǎo)管）；②通入氬氣排凈瓶內(nèi)空氣；③滴入醋酸溶液，同時測量瓶內(nèi)壓強(qiáng)變化（也可測溫度變化、檢驗Fe2＋等）。如果瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，假設(shè)一成立。否則假設(shè)一不成立。（本題屬于開放性試題，答案合理即可）

【例5】（2013·新課標(biāo)Ⅱ，28節(jié)選）在1．0L密閉容器中放入0．10mol A（g），在一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng)：A（gB（g）＋C（g），下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)，計算：a＝________。

0．026 0．006 5 _______反應(yīng)時間t／h ___0 _4 ____8 ____16c（A）／（mol·L－1）0．10a

分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c（A）變化與時間間隔（Δt）的規(guī)律，得出的結(jié)論是_____________________________ ______，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12h時反應(yīng)物的濃度c（A）為__________mol·L－1。

【答案】0．051 達(dá)到平衡前每間隔4h，c（A）減少約一半 0．013

【方法技巧】科學(xué)家的研究過程往往是發(fā)現(xiàn)問題，提出假設(shè)，設(shè)計實驗探究，分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論，探究規(guī)律或者原理型實驗正是起源于此，在解答此類問題時一定要注意選擇數(shù)據(jù)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷，常見的解題思路是：

（作者單位：山東省墾利第一中學(xué)）