“母題”的拓展性挖掘

山西 劉 偉

河北 孫紅霞

2018年高考已經(jīng)塵埃落定，總結(jié)命題特點，改進復(fù)習(xí)方法，是一線教師不可回避的課題。筆者認(rèn)為以“母題”為根，多角度拓展性復(fù)習(xí)，可以避免簡單重復(fù)，提高復(fù)習(xí)效率。

“母題”包括高考試題和典型的模擬題，在復(fù)習(xí)過程中教師要將“母題”的原理吃透，然后深入挖掘“母題”中隱含的有價值的命題點，將這些點設(shè)計成多個問題，用問題逼迫學(xué)生思考，即教師是“問題”的制造者，學(xué)生是“問題”的破解者。

現(xiàn)以2018年全國理綜卷I的第26題為例淺談如何對一道試題進行拓展性挖掘。

醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr ·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示。

回答下列問題：

(1)實驗室中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻，目的是________。儀器a的名稱是________。

(2)將過量的鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開K1、K2，關(guān)閉K3。

①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。

②同時c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是________。

(3)打開K3，關(guān)閉K1和K2，c中亮藍(lán)色溶液流入d中，其原因是________________；d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是________、________、洗滌、干燥。

(4)指出裝置d可能存在的缺點:________。

一、如何分析試題

由實驗?zāi)康拇_定大致方向→由物質(zhì)的性質(zhì)完善確定實驗細(xì)節(jié)→將試題所呈現(xiàn)的信息(包括文字信息、圖片信息、數(shù)據(jù)信息等)和所學(xué)知識相結(jié)合綜合確定答題方向。

1.利用實驗?zāi)康拇_定大致方向

實驗?zāi)康模豪肅r2+和CH3COO-反應(yīng)制備醋酸亞鉻晶體。

問題1：Cr2+如何獲得？CH3COO-如何獲得？

將題中文字信息和圖象信息相結(jié)合不難得出，在裝置c中利用Zn還原Cr3+制備Cr2+，而CH3COO-則由d中的CH3COONa電離產(chǎn)生。

問題2：Cr2+和CH3COO-分處在不同容器中，如何才能使二者混合發(fā)生反應(yīng)？

回答完問題1后，學(xué)生自然會產(chǎn)生問題2所示的這種疑問，教師順勢引導(dǎo)，降低思維門檻，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的參與欲望。

教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀第(3)題，學(xué)生很容易發(fā)現(xiàn)命題人是想讓含有Cr2+的溶液進入到d中與CH3COO-反應(yīng)。

問題3：含有Cr2+的溶液能夠流入到裝置d中的動力是什么？

裝置c中有氫氣生成，關(guān)閉K1和K2后c中壓強會大于d中壓強，含有Cr2+的溶液被壓入到裝置d中。

問題4：有利于醋酸亞鉻晶體析出的措施有哪些？分離固液混合物的方法有哪些？

減少溶劑及降低溫度都能減少醋酸亞鉻晶體的溶解度，但考慮到該晶體帶有結(jié)晶水，若采用加熱減少溶劑的方法，很可能使晶體失去部分或全部結(jié)晶水，故有利于該晶體析出的措施應(yīng)選用冷卻的方式；析出的醋酸亞鉻晶體可采用過濾的方法與母液分離。

啟示1：第(2)題的①小題、第(3)題都是圍繞實驗?zāi)康亩O(shè)計的，無論是教師講題還是學(xué)生做題都可以根據(jù)實驗?zāi)康姆抡丈鲜瞿Ｊ絾栕约簬讉€問題，突破了這些問題，好多題的答案也就能夠確定了。

啟示2：實驗題所呈現(xiàn)的信息是分散的、多元的，獲取信息時要有意識地從文字、圖象、數(shù)據(jù)、題目中廣泛地攝取，如通過閱讀第(3)題我們能獲得解決問題2的信息。

2.利用物質(zhì)性質(zhì)完善實驗細(xì)節(jié)

題干中提供了如下信息：“……在氣體分析中用作氧氣吸收劑?！痹摼湓捴该髁舜姿醽嗐t晶體能與氧氣反應(yīng)，因此制備醋酸亞鉻晶體過程中要注意防氧氣，避免其對醋酸亞鉻的制備造成影響。

問題：該制備反應(yīng)是在溶液中進行的，哪些因素會使溶液中含有O2？如何消除O2對制備的影響？使實驗更完美。

使溶液中含O2的因素消除O2的方法溶液中溶解的O2配置溶液所使用的蒸餾水加熱冷卻后再使用裝置中的空氣含有O2利用生成的氫氣將裝置中的空氣排盡外界空氣進入制備裝置①在裝置d中加入一些苯或植物油②將裝置d用下列裝置替換

啟示1：性質(zhì)是化學(xué)實驗的靈魂，裝置是對物質(zhì)具體性質(zhì)的體現(xiàn)，解答化學(xué)實驗題時必須能通過性質(zhì)預(yù)測可能出現(xiàn)的裝置，利用裝置猜測可能對應(yīng)物質(zhì)的哪點性質(zhì)。

啟示2：實驗題中經(jīng)常涉及陌生物質(zhì)的性質(zhì)，這些特殊的性質(zhì)往往會對應(yīng)個性化的裝置，而個性化的裝置是實驗題的亮點所在，是決定考生能否拿高分的重要因素。

3.分析試題與所學(xué)知識必須相結(jié)合

高考經(jīng)過多年改革，如今更側(cè)重于對于學(xué)科素養(yǎng)的考查，單純地依靠死記硬背很難取得好成績。該題的原型早已出現(xiàn)在各地模擬試卷中，但模擬試題主要集中在對實驗?zāi)康牡目疾?，而該題卻是在防氧氣的細(xì)節(jié)上做文章，挖掘得較深。因此對于實驗題，搞清楚實驗的原理才是最重要的，只有原理清楚了，復(fù)習(xí)時歸納的答題方向和角度才會用對地方。

二、如何對母題進行挖掘和拓展

單純地講解一道試題，對學(xué)生能力的提高收效甚微，用一道試題將所學(xué)的學(xué)科知識、學(xué)科方法盡可能地調(diào)用起來，才是高效復(fù)習(xí)的出路。對一道實驗試題的挖掘和拓展可從如下三個角度著手。

1.挖原理

實驗原理是實驗題的靈魂，只有深刻地理解了原理，才能正確地解決大多數(shù)問題，因此對一道實驗題中未開發(fā)的原理進行挖掘是拓展試題的首選角度。

問題1：Cr2+也可用鋅粒還原K2Cr2O7制備，寫出反應(yīng)的離子方程式。

問題2：第(2)題中為什么采用過量的鋅粒？

提示：①使CrCl3充分轉(zhuǎn)化為CrCl2；②產(chǎn)生足量的氫氣增大體系壓強，將CrCl2溶液壓到CH3COONa溶液中；③產(chǎn)生足量的氫氣隔絕空氣，使反應(yīng)體系保持還原性氣氛。

問題3：該實驗中鹽酸必須適量，不能過量的原因是什么？

提示：若鹽酸過量，會使生成的醋酸亞鉻晶體溶解，不利于晶體析出。

問題4：“一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻”，題中設(shè)計“封閉體系”的目的是什么？

提示：防止Cr2+被空氣中的氧氣氧化。

問題5：裝置b中導(dǎo)氣管末端用水封的原因是什么？

提示：防止空氣進入裝置c中，將Cr2+氧化。

挖掘意圖：問題1是對反應(yīng)原理進行拓展；問題2和問題3是對物質(zhì)作用和性質(zhì)的拓展；問題4和問題5是對裝置作用的拓展。

2.挖操作

化學(xué)實驗中的基本操作在《考試大綱》中要求達到“掌握”層次，因此對于“操作”的深入挖掘是必要的。

問題6：在不增加儀器的前提下，檢查裝置c氣密性的方法是什么？

提示：連接好裝置后，關(guān)閉K1和K3，打開K2，通過分液漏斗向裝置c中加入水，水開始能夠滴下，一段時間后，如果水不再滴下，表明裝置c氣密性良好，反之，則氣密性不好(其他合理答案也可)。

問題7：洗滌醋酸亞鉻晶體時先用水洗，再用乙醚洗，用水洗的目的是什么？如何證明晶體已經(jīng)被水洗滌干凈了(寫出操作步驟)？分析用乙醚洗滌的好處有哪些。

提示：洗去晶體表面的雜質(zhì)；取最后一次洗滌液少量于試管中，滴加適量硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀生成，則證明洗滌干凈了；利用乙醚易揮發(fā)，帶走晶體表面的水份，便于干燥。

問題8：將洗滌后的醋酸亞鉻晶體鋪在表面皿中形成一薄層室溫下進行干燥。

①“形成一薄層”的目的是什么？

②干燥過程中的注意事項有哪些？

提示：①增大表面積，加快干燥；②干燥過程中需要隔絕空氣。

問題9：為了便于鹽酸順利滴下，滴入鹽酸前，應(yīng)對裝置a進行怎樣的操作？

提示：打開裝置a上口玻璃塞。

問題10：在不改變裝置和藥品的前提下，如何控制裝置c中反應(yīng)快慢？

提示：通過控制鹽酸的滴加速度，進而控制反應(yīng)速率。

挖掘意圖：問題6是對檢查氣密性操作的挖掘，檢查氣密性時要結(jié)合裝置特點，從如下幾個角度設(shè)計：創(chuàng)造密閉體系→改變壓強→敘述現(xiàn)象→得出結(jié)論。

問題7是對洗滌操作的挖掘，洗滌操作要求掌握：敘述洗滌操作的過程；洗滌劑的選擇及評價；如何檢驗是否洗滌干凈。

問題8是對干燥操作的挖掘，干燥過程中一些附加措施要引起重視，比如有時干燥需要在真空環(huán)境中，可以從如下兩個方面選擇合適的答題角度：①降低固體表面水的沸點，防止溫度過高××固體分解；②防止空氣中的氧氣與固體反應(yīng)。

問題9和問題10是對分液漏斗操作的考查。

3.挖設(shè)計和評價

近幾年的高考試題已經(jīng)不再回避模擬試題中已有的素材，要在舊瓶中裝出新酒，使試題煥發(fā)青春，命題人肯定要在實驗設(shè)計、評價、改進上做文章，因此對該角度的挖掘必不可少。

問題11：如下圖所示，用注射器代替分液漏斗，除了更好地控制鹽酸的加入量外，還有什么好處？試進行評價。

提示：當(dāng)裝置c中壓力過大時，也能順利地加入鹽酸。

問題12：某實驗小組設(shè)計如下改進裝置制備醋酸亞鉻晶體。

①增加連通管a的目的是什么？

②增加裝置丙的目的是什么？

提示：①使分液漏斗中的壓強與三頸燒瓶中的壓強相等，便于鹽酸順利滴下；②防止空氣進入裝置乙中氧化醋酸亞鉻。

挖掘意圖：問題11和問題12均是對裝置進行評價，抓住裝置的不同之處進行對比，即可確定設(shè)計的優(yōu)點或缺點。