化學(xué)實(shí)驗(yàn)在高考中的跟蹤研究

陜西 閆劍兵

從每年全國及各省市的高考化學(xué)試題考查情況來看，實(shí)驗(yàn)題的呈現(xiàn)率是100%，實(shí)驗(yàn)題的解答情況往往是化學(xué)在高考中能否取得高分的關(guān)鍵。本文對高考近幾年新課標(biāo)陜西用卷化學(xué)試題經(jīng)過跟蹤對比、辯證研究后不難發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)試題的取材、信息呈現(xiàn)、考查角度等方面并非變幻莫測，而是有一定的出題規(guī)律和分布走向。取材一般由教材的演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)改編而成，甚至延伸拓展至大學(xué)實(shí)驗(yàn)，無論以何種知識或素材命題，其根本目的都是考查學(xué)生在新信息下用已掌握的知識與技能,獨(dú)立進(jìn)行探究的能力，選拔出能應(yīng)用實(shí)驗(yàn)操作解決日常生活與生產(chǎn)中實(shí)際問題的人才。

一、主觀實(shí)驗(yàn)題對比分析

陜西省從2010～2015年選用新課標(biāo)卷Ⅰ作為高考卷，2016、2017年選用新課標(biāo)卷Ⅱ作為高考卷，現(xiàn)作者就陜西高考用卷的實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行分析和總結(jié)。主觀題綜合性實(shí)驗(yàn)主要有物質(zhì)的制備和性質(zhì)探究兩大類，但2017年著力凸顯運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析法去解決實(shí)際問題，體現(xiàn)了高考試題在實(shí)驗(yàn)考查方面由理論制備向應(yīng)用探究及實(shí)際分析方向的過渡和發(fā)展；客觀題則涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

從2010年到2017年新課標(biāo)陜西用卷的非選擇實(shí)驗(yàn)題情況如下：

2010年2011年2012年2013年2014年2015年2016年2017年物質(zhì)制備SO2的制備及其性質(zhì)探究CaH2的制備溴苯的制備環(huán)己烯的制備乙酸異戊酯的制備性質(zhì)探究CuSO4對Zn與稀H2SO4反應(yīng)速率影響草酸熱解產(chǎn)物的探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)探究定量分析CuSO4·5H2O熱重曲線分析氧化還原滴定分析法在生產(chǎn)生活中應(yīng)用

2010年是新課標(biāo)卷實(shí)施后陜西啟用新課標(biāo)卷的第一年，新舊教材處于過渡期，實(shí)驗(yàn)試題繼續(xù)沿用以往的無機(jī)元素化合物知識素材保持穩(wěn)定，但同時(shí)還有一道探究CuSO4對Zn與稀H2SO4反應(yīng)速率的影響，著力體現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)控制變量的思想，題目新穎，對傳統(tǒng)和創(chuàng)新進(jìn)行雙重考查。

2011年考查無機(jī)物CaH2的制備后，在2012年新課標(biāo)陜西用卷中首次出現(xiàn)制備有機(jī)物——溴苯，接著2013年、2014年分別考查環(huán)己烯、乙酸異戊酯的制備，實(shí)驗(yàn)題可謂實(shí)現(xiàn)華麗的轉(zhuǎn)身。由中學(xué)生熟悉的物質(zhì)考查了未曾聽說的陌生有機(jī)物，從中學(xué)教材中的淺顯理解拓展延伸到大學(xué)的有機(jī)物實(shí)驗(yàn)制備，但是這些實(shí)驗(yàn)在教材中都能找到原形。

研究近幾年各省市的有機(jī)實(shí)驗(yàn)試題不難發(fā)現(xiàn)，此類題目大多都來源于大學(xué)《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》，以下是大學(xué)教材有機(jī)實(shí)驗(yàn)的部分目錄：

第三部分 有機(jī)化合物的制備與反應(yīng)

3.1 烯烴的制備

實(shí)驗(yàn)一 環(huán)己烯

3.2 鹵代烴的制備

實(shí)驗(yàn)二 溴乙烷

實(shí)驗(yàn)三 正溴丁烷

實(shí)驗(yàn)四 叔丁基氯

實(shí)驗(yàn)五 1,2 - 二溴乙烷

實(shí)驗(yàn)六 溴苯

3.8 羧酸酯的制備 酯化反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)二十一 乙酸乙酯

實(shí)驗(yàn)二十二 乙酸異戊酯

實(shí)驗(yàn)二十三 苯甲酸乙酯

實(shí)驗(yàn)二十四 乙酰水楊酸

實(shí)驗(yàn)二十五 鄰苯二甲酸二丁酯

實(shí)驗(yàn)二十六 五乙酸葡萄糖酯

近幾年高考中出現(xiàn)過的有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)：

【2008】江蘇： 制溴乙烷和1 - 溴丁烷

【2009】江蘇： 制環(huán)己酮

【2010】江蘇第21題： 制對硝基甲苯

【2011】江蘇第21題： 草酸的制備

上海第26題： 制溴乙烷

天津第9題： 制1 - 丁醇

浙江第28題： 制二苯基乙二酮

【2012】江蘇第21題： 制次硫酸氫鈉甲醛

海南第17題：制1,2 - 二溴乙烷

新課標(biāo)： 制溴苯

【2013】新課標(biāo)： 制環(huán)己烯

【2013】新課標(biāo)： 制乙酸異戊酯

浙江： 制葡萄糖酸鈣

【2016】上海： 制乙酸乙酯

通過對比大學(xué)有機(jī)實(shí)驗(yàn)和高考試題中的有機(jī)實(shí)驗(yàn)題不難發(fā)現(xiàn)，大學(xué)有機(jī)實(shí)驗(yàn)幾乎在高考試題中做到了全覆蓋。雖然試題的素材和情境都來源于大學(xué)有機(jī)實(shí)驗(yàn)，但是考查的實(shí)驗(yàn)原理、基本操作、分離與提純、產(chǎn)率計(jì)算等都是中學(xué)化學(xué)的核心和主干內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)基本流程如下：

2015年新課標(biāo)陜西用卷的實(shí)驗(yàn)大題經(jīng)歷連續(xù)幾年的有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)考查后，終于又回到了以草酸分解產(chǎn)物探究為立意的題目上來，但所選物質(zhì)草酸仍為有機(jī)物。

2016年回歸到教材中核心知識Fe2+、Fe3+的性質(zhì)探究，起點(diǎn)貌似很低，但落腳點(diǎn)較高。檢驗(yàn)Fe2+所用方法是《選修4》中出現(xiàn)的Fe2+與K3[Fe(CN)6] 溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，很多學(xué)生對此無印象。

2017年實(shí)驗(yàn)題的考查更能體現(xiàn)“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)理念，應(yīng)用氧化還原滴定分析法定量測定水泥中Ca及水中溶解氧的含量，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科在生產(chǎn)和生活中的價(jià)值，同時(shí)檢驗(yàn)了考生的學(xué)科素養(yǎng)。

二、物質(zhì)制備型實(shí)驗(yàn)題

1.制固體的裝置：①氣體通入直型玻璃管加熱，如制CaH2、無水FeCl3等。

②氣體通入盛有溶液的三頸燒瓶，如制CuBr、Na2S2O3等。

③氣體壓強(qiáng)差液液反應(yīng)，如制Fe(OH)2等。

④工藝流程中溶液的結(jié)晶，如制CuSO4、FeSO4等。

2.制液體的裝置：此類問題最常見的是制備有機(jī)物，制備裝置選擇蒸餾裝置還是冷凝回流裝置取決于原料與產(chǎn)品沸點(diǎn)的相對高低。

3.制氣體的裝置：通過近幾年高考試題研究，單純制氣體的實(shí)驗(yàn)基本沒有出現(xiàn)，以制備氣體為基礎(chǔ)來考查其他物質(zhì)的制備比較常見，如制備CaH2、無水FeCl3、AlCl3等。

三、主觀實(shí)驗(yàn)題的發(fā)展

研究近幾年高考實(shí)驗(yàn)大題，有從單純的物質(zhì)制備型向各類探究型發(fā)展的趨勢，陜西省考題中出現(xiàn)的草酸分解產(chǎn)物成分的探究、Fe2+與Fe3+性質(zhì)的探究就是很好的例證。常見的探究型實(shí)驗(yàn)題可以總結(jié)如下：

四、客觀實(shí)驗(yàn)題的特點(diǎn)

選擇題中的實(shí)驗(yàn)題著重考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，如藥品的保存、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作、混合物的分離與提純、物質(zhì)或離子的檢驗(yàn)等，從近兩年看客觀實(shí)驗(yàn)題對考生的要求明顯提高，從前幾年的考化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識到現(xiàn)在的考查探究能力。

考查1.物質(zhì)的保存及離子的檢驗(yàn)：化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識屬于較容易題目。

(2012·全國卷 Ⅰ·7題)下列敘述中正確的是( A )

A.液溴易揮發(fā)，在存放液溴的試劑瓶中應(yīng)加水封

B.能使?jié)櫇竦牡矸?KI試紙變成藍(lán)色的物質(zhì)一定是Cl2

C.某溶液加入CCl4，CCl4層顯紫色，證明原溶液中存在I-

D.某溶液加入BaCl2溶液，產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀，該溶液一定含有Ag+

考查2.混合物的分離與提純：涉及常見分離方法的選擇和分離原理的認(rèn)識，此類問題仍然是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)部分，在復(fù)習(xí)課中師生應(yīng)該都給予高度的關(guān)注和密度的訓(xùn)練。

(2013·全國卷Ⅰ·13題)下列實(shí)驗(yàn)中，所采取的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是( D )

選項(xiàng)目的分離方法原理A分離溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固體中混雜的NaCl重結(jié)晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大

考查3.考查儀器的使用方法或?qū)嶒?yàn)操作：在高考中主要針對學(xué)習(xí)的重要實(shí)驗(yàn)和重點(diǎn)儀器進(jìn)行考查，如容量瓶、滴定管、分液漏斗等儀器的使用與注意問題，是學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)活動的基礎(chǔ)。

(2014·全國卷Ⅰ·12題)下列有關(guān)儀器的使用方法或?qū)嶒?yàn)操作正確的是( B )

A．洗凈的錐形瓶和容量瓶可以放進(jìn)烘箱中烘干

B．酸式滴定管裝標(biāo)準(zhǔn)液前，必須先用該溶液潤洗

C．酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中，用待測溶液潤洗錐形瓶以減小實(shí)驗(yàn)誤差

D．用容量瓶配溶液時(shí)，若加水超過刻度線，立即用滴定管吸出多余液

考查4.氣體制備與性質(zhì)檢驗(yàn)：以酸的性質(zhì)為起點(diǎn)，固液反應(yīng)為情景，實(shí)驗(yàn)探究得出多元化的結(jié)論，對考生靈活將元素化合物知識與實(shí)驗(yàn)結(jié)合的能力提出更高的要求。

(2014·全國卷Ⅰ·13題)利用下圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，能得出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是( B )

選項(xiàng)①②③實(shí)驗(yàn)結(jié)論A稀硫酸Na2SAgNO3與AgCl的濁液Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)B濃硫酸蔗糖溴水濃硫酸具有脫水性、氧化性C稀鹽酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2與可溶性鋇鹽均可以生成白色沉淀D濃硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性:硝酸>碳酸>硅酸

考查5.實(shí)驗(yàn)方案的合理設(shè)計(jì)：綜合性較強(qiáng)，題目較難。

設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)操作以期達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，由于涉及的知識內(nèi)容范圍較寬，考生既要對基礎(chǔ)知識了如指掌，還須對實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性等做出準(zhǔn)確的分析才會準(zhǔn)確解答，要求明顯提高。

(2016·全國卷Ⅱ·13題)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? D )

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作A制備Fe(OH)3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制備無水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶液,過濾、洗滌、干燥D比較水和乙醇中氫的活潑性分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中

考查6.“知其然，知其所以然”：正確理解從“操作→現(xiàn)象→結(jié)論”的邏輯關(guān)系會對實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行正確的復(fù)述，并要求對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象加以解釋得出正確的結(jié)論，涉及的元素知識比較分散，實(shí)驗(yàn)考查的綜合性加強(qiáng)，對考生化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊筮_(dá)到近幾年之最。

(2017·全國卷Ⅱ·13題)由下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象不能推出相應(yīng)結(jié)論的是( C )

五、實(shí)驗(yàn)題研究啟示

通過對陜西用卷的實(shí)驗(yàn)題跟蹤研究，不難發(fā)現(xiàn)有以下幾點(diǎn)規(guī)律和啟示：

1.客觀實(shí)驗(yàn)題以化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識為立意，在知識內(nèi)容方面進(jìn)行擴(kuò)充，在內(nèi)在邏輯關(guān)系方面不斷挖掘，對學(xué)生使用藥品儀器的綜合應(yīng)用能力等多方面進(jìn)行提升，對考生的要求逐年攀升。

2.主觀實(shí)驗(yàn)題旨在考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力，從探究無機(jī)物的制備發(fā)展到制備有機(jī)物；從探究物質(zhì)的制備發(fā)展到探究物質(zhì)的性質(zhì)；從實(shí)驗(yàn)原理的理解發(fā)展到原理在生活中的應(yīng)用，高考化學(xué)在核心素養(yǎng)背景下更加注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力。