全國(guó)卷高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇題的命題趨勢(shì)和考查類型

新疆福建

實(shí)驗(yàn)選擇題是全國(guó)卷高考理綜化學(xué)的必考題型，少則一題，有些年份甚至達(dá)到兩題。從考查內(nèi)容看，主要涉及：儀器與基本操作、方案評(píng)價(jià)(或現(xiàn)象描述)、分離與提純、綜合實(shí)驗(yàn)型等。從信息呈現(xiàn)形式看，主要有文字、表格、裝置等形式及其組合。從內(nèi)容呈現(xiàn)方式看，2014—2016年以分散式為主(每個(gè)選項(xiàng)獨(dú)立考查一個(gè)實(shí)驗(yàn))，2017年開始出現(xiàn)主題式(整道題綜合考查一個(gè)完整實(shí)驗(yàn))考查并成為每年必考的方式。本文分析了近6年全國(guó)卷高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇題的考查特點(diǎn)和命題趨勢(shì)，基于考查內(nèi)容分類視角，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)選擇題常見的考查類型，希望對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇題的復(fù)習(xí)有所幫助。

一、實(shí)驗(yàn)選擇題的考查特點(diǎn)和命題趨勢(shì)

表1 實(shí)驗(yàn)選擇題考查特點(diǎn)和命題趨勢(shì)

二、實(shí)驗(yàn)選擇題的考查類型

類型一 儀器操作型

(一)典例剖析

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

( )

A.洗凈的容量瓶和錐形瓶可以放進(jìn)烘箱中烘干

B.酸式滴定管裝標(biāo)準(zhǔn)溶液前，必須先用該溶液潤(rùn)洗

C.酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中，用待滴定溶液潤(rùn)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體

【答案】B

【解析】容量瓶不能放在烘箱中烘干，故A錯(cuò)誤。滴定管使用前，要先用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗。若不潤(rùn)洗，會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度減小，故B正確。酸堿滴定時(shí)，不能用待測(cè)液潤(rùn)洗錐形瓶。若潤(rùn)洗，會(huì)導(dǎo)致錐形瓶中待測(cè)液物質(zhì)的量增多，引起滴定時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)液的體積增多，故C錯(cuò)誤。若加水超過容量瓶的刻度線，會(huì)導(dǎo)致所配制的溶液濃度偏低，實(shí)驗(yàn)失敗需重新配制，故D錯(cuò)誤。

(二)解題策略

1.?？純x器需牢記

(1)量筒、托盤天平、滴定管和容量瓶等四種定量?jī)x器的刻度及精確度。

(2)坩堝、試管、燃燒匙、蒸發(fā)皿等四種可直接加熱儀器。

(3)燒杯、燒瓶、錐形瓶等三種可墊石棉網(wǎng)加熱的儀器。

(4)容量瓶、分液漏斗、酸(或堿)式滴定管等三種儀器使用前需檢查是否漏水。

2.試劑保存需提防

圖1 試劑保存“八防”

3.實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)需謹(jǐn)記

(1)堿式滴定管不能裝酸性及氧化性溶液，酸式滴定管不能裝堿性溶液。

(2)燒杯、燒瓶、錐形瓶需墊石棉網(wǎng)加熱，不可直接加熱。

(3)測(cè)溶液的pH時(shí)，不能潤(rùn)濕pH試紙，使用pH試紙或淀粉-KI試紙檢驗(yàn)氣體的性質(zhì)時(shí)需先將試紙潤(rùn)濕。

(4)實(shí)驗(yàn)中剩余的Na、K等藥品需回收放回原瓶。

(5)中和滴定實(shí)驗(yàn)中，滴定管、移液管需用待測(cè)液潤(rùn)洗，而錐形瓶無(wú)需潤(rùn)洗。

(6)使用溫度計(jì)測(cè)液體溫度時(shí)不能“碰壁”，溫度計(jì)也不能用于攪拌。

(7)量筒和容量瓶均不能用于加熱或量取熱的液體，也不能用作反應(yīng)容器或用來(lái)配制溶液。

(三)變式訓(xùn)練

下列實(shí)驗(yàn)的儀器或操作正確的是

( )

A.在固體物質(zhì)灼燒實(shí)驗(yàn)中，可將坩堝直接放在三腳架上加熱

B.在NaCl溶液蒸發(fā)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中，加入幾片碎瓷片的目的是防止溶液暴沸

C.在蒸餾分離乙酸乙酯、乙醇、乙酸混合物的實(shí)驗(yàn)中，可使用球形冷凝管

D.在測(cè)量醋酸鈉溶液濃度的滴定實(shí)驗(yàn)中，將待測(cè)液醋酸鈉溶液盛裝在堿式滴定管中

【答案】D

【解析】使用坩堝加熱時(shí)應(yīng)放在泥三角上，故A錯(cuò)誤；蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)為了防止液滴飛濺，應(yīng)用玻璃棒攪拌，蒸餾時(shí)為了防止液體暴沸，應(yīng)加入碎瓷片，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)物的冷凝回流實(shí)驗(yàn)一般選擇球形冷凝管，蒸餾收集產(chǎn)物時(shí)應(yīng)選擇直形冷凝管，故C錯(cuò)誤；醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解使溶液呈堿性，應(yīng)裝在堿式滴定管中，故D正確。

類型二 方案評(píng)價(jià)型

(一)典例剖析

1.(2019·全國(guó)卷Ⅲ·12)下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是

( )

【答案】A

2.(2015·全國(guó)卷Ⅱ·13)用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：將①中溶液滴入②錐形瓶中，預(yù)測(cè)的現(xiàn)象與實(shí)際相符的是

( )

選項(xiàng)①中物質(zhì)②中物質(zhì)預(yù)測(cè)②中的現(xiàn)象A稀鹽酸碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液立即產(chǎn)生氣泡B濃硝酸用砂紙打磨過的鋁條產(chǎn)生紅棕色氣體C氯化鋁溶液濃氫氧化鈉溶液產(chǎn)生大量白色沉淀D草酸溶液高錳酸鉀酸性溶液溶液逐漸退色

【答案】D

【解析】稀鹽酸先和②中的NaOH反應(yīng)，再與Na2CO3反應(yīng)，所以剛開始無(wú)氣泡產(chǎn)生，A項(xiàng)錯(cuò)誤；A1條遇到濃HNO3發(fā)生鈍化，表面生成致密的氧化膜，無(wú)NO2產(chǎn)生，故B錯(cuò)誤；向濃NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液的過程中，剛開始時(shí)過量NaOH與少量AlCl3反應(yīng)生成NaAlO2而無(wú)明顯現(xiàn)象，隨著AlCl3溶液不斷滴加，后期會(huì)出現(xiàn)白色沉淀，故C錯(cuò)誤；酸性KMnO4具有較強(qiáng)的氧化性，草酸(H2C2O4)溶液具有較強(qiáng)的還原性，二者容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使紫紅色的KMnO4溶液褪色，故D正確。

(二)解題策略

此類試題借助實(shí)驗(yàn)考查物質(zhì)的基本性質(zhì)，涉及原理、操作、現(xiàn)象、結(jié)論等項(xiàng)目的評(píng)價(jià)，難度不大。答題時(shí)注意審清題中每個(gè)選項(xiàng)所給實(shí)驗(yàn)的目的，分析其實(shí)驗(yàn)原理或化學(xué)反應(yīng)的正確性；分析所選試劑及添加順序能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；分析儀器的選擇能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?或儀器的操作是否正確)；分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論、原理是否匹配。分析時(shí)要和所學(xué)的元素化合物、化學(xué)反應(yīng)原理的知識(shí)相聯(lián)系，將不熟悉的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成已學(xué)的知識(shí)。

(三)變式訓(xùn)練

1.下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是

( )

【答案】D

2.(2019·全國(guó)卷Ⅱ·10)下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)操作不相匹配的是

( )

【答案】A

類型三 分離提純型

(一)典例剖析

(2017·全國(guó)卷Ⅰ·8)《本草衍義》中對(duì)精制砒霜過程有如下敘述：“取砒之法，將生砒就置火上，以器覆之，令砒煙上飛著覆器，遂凝結(jié)累然下垂如乳，尖長(zhǎng)者為勝，平短者次之?！蔽闹猩婕暗牟僮鞣椒ㄊ?/p>

( )

A.蒸餾 B.升華 C.干餾 D.萃取

【答案】B

【解析】以古文獻(xiàn)中精制砒霜為素材考查物質(zhì)分離和提純的操作方法。由精制、火、煙、凝結(jié)等關(guān)鍵詞可知，該操作方法是將被提純固體直接轉(zhuǎn)化為氣體、冷凝為固體的過程，故是升華操作。故選B。

(二)解題策略

1.牢記物質(zhì)分離和提純的“四原則”和“三必須”

(1)“四原則”：①不增(除雜過程中不引入新的雜質(zhì))；②不減(不減少被提純物)；③易分離(被提純物與雜質(zhì)易分離)；④易復(fù)原(被提純物易復(fù)原)。

(2)“三必須”：①為保證雜質(zhì)除盡，必須使用過量的除雜試劑；②前面步驟的過量除雜試劑，在后面步驟中必須除盡；③必須注意試劑加入順序和選擇最優(yōu)化的除雜途徑。

2.掌握分離、提純的基本思路

一般先考慮物理方法，后考慮化學(xué)方法。

(1)物理方法

①“固+固”分離提純方法

圖2 “固+固”分離提純方法

②“固+液”分離提純方法

圖3 “固+液”分離提純方法

③“液+液”分離提純方法

圖4 “液+液”分離提純方法

(2)化學(xué)方法

沉淀法、氣化法、雜轉(zhuǎn)純法、氧化還原法、熱分解法、酸堿溶解法。

(三)變式訓(xùn)練

(2018·廈門高三質(zhì)檢)《茶疏》中對(duì)泡茶過程有如下記載“治壺、投茶、出浴、淋壺、燙杯、釃茶、品茶…”。上述過程中未涉及的操作方法是

( )

A.過濾 B.溶解 C.蒸餾 D.萃取

【答案】C

【解析】以中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化泡茶的步驟為背景考查物質(zhì)分離和提純的基本方法。以上泡茶過程包含了將茶葉中有機(jī)物萃取、溶解和將茶葉過濾的操作方法，未涉及蒸餾。根據(jù)常識(shí)，也可知泡茶過程中不需要蒸餾，故選C。

類型四 綜合實(shí)驗(yàn)型

(一)典例剖析

(2019·全國(guó)卷Ⅰ·9)實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如圖所示，關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯(cuò)誤的是

( )

A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K

B.實(shí)驗(yàn)中裝置b中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色

C.裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶，得到溴苯

【答案】D

【解析】以溴苯的制備為背景考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，涉及實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尾氣處理、除雜和分離等。本實(shí)驗(yàn)基本原理：裝置a中，在溴化鐵的催化作用下，苯和液溴反應(yīng)生成無(wú)色的溴苯和溴化氫；裝置b中，CCl4可吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸氣；裝置c中Na2CO3溶液能吸收反應(yīng)生成的HBr氣體，倒置漏斗的作用是防倒吸。具體分析如下：打開K，可以平衡氣壓，保證苯和溴混合液順利流下，故A正確；由相似相溶原理可知，裝置b中CCl4的作用是吸收揮發(fā)出的苯和溴蒸氣，溴溶于CCl4使液體逐漸變?yōu)闇\紅色，故B正確；裝置c中Na2CO3溶液呈堿性，能夠吸收反應(yīng)生成的HBr氣體，故C正確；反應(yīng)后得到粗溴苯中含有溴苯、苯和Br2，加入稀NaOH溶液洗滌，除去其中溶解的Br2，振蕩、靜置，分層后分液，向有機(jī)層(含苯、溴苯)中加入適當(dāng)?shù)母稍飫┻M(jìn)行干燥，蒸餾分離出沸點(diǎn)較低的苯，即可得到溴苯，不能用結(jié)晶法提純溴苯，故D錯(cuò)誤。

(二)解題策略

“物質(zhì)制備及性質(zhì)”是綜合實(shí)驗(yàn)型試題最常見的考查類型，該類試題的構(gòu)成要素如圖5所示。明確實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)和常見物質(zhì)的檢驗(yàn)方法是解答此類試題的關(guān)鍵。首先，從題目所給實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合有關(guān)知識(shí)獲取實(shí)驗(yàn)原理。分析所制備物質(zhì)是否有特殊性質(zhì)(即是否需要特殊保護(hù))，制備過程中是否產(chǎn)生有毒氣體，實(shí)驗(yàn)方案是否遵循科學(xué)性、可行性、安全性、簡(jiǎn)約性原則等。其次，以促進(jìn)主反應(yīng)和抑制副反應(yīng)為指導(dǎo)思想，整體理解實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)原理。結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，分析實(shí)驗(yàn)方案中每個(gè)步驟的目的、原理和先后順序。再次，特別要理清制備后除雜提純操作的原理與先后關(guān)系。最后，分析圖中各裝置，進(jìn)入每一裝置的物質(zhì)是什么，吸收了什么物質(zhì)(或生成了什么物質(zhì))。結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，分析裝置作用，舉一反三，分析缺少裝置的可能后果。

圖5 “物質(zhì)制備及性質(zhì)”型實(shí)驗(yàn)題構(gòu)成要素

解答此類試題時(shí)還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如下問題：(1)“分離與提純”問題要明確原理，切記不能引入新雜質(zhì)。(2)“操作”問題，要養(yǎng)成有序思維，有效避免遺漏。(3)“制備”問題，要從教材類比遷移。(4)“檢驗(yàn)”問題，要關(guān)注“特殊”，如特殊現(xiàn)象、特殊顏色、特殊氣味等。

(三)變式訓(xùn)練

( )

A.裝置乙、丙、丁中盛裝的物質(zhì)依次為無(wú)水CuSO4粉末、Ba(NO3)2溶液、品紅溶液

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開K，緩緩?fù)ㄈ隢2，再點(diǎn)燃酒精噴燈

C.甲裝置中殘留固體加稀H2SO4溶解，再滴加KSCN溶液，溶液變紅

D.丁裝置后需連接盛有NaOH溶液的洗氣瓶

【答案】A

三、實(shí)驗(yàn)選擇題的考查趨勢(shì)預(yù)測(cè)

縱觀近幾年的全國(guó)卷高考理綜合化學(xué)實(shí)驗(yàn)選擇題，筆者認(rèn)為明年實(shí)驗(yàn)選擇題的考查內(nèi)容仍會(huì)繼續(xù)側(cè)重教材基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、基于原理分析的實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)及綜合拓展。從考查方式來(lái)看主題式考查(即綜合實(shí)驗(yàn)型)逐漸成為實(shí)驗(yàn)選擇題考查的熱點(diǎn)和高階能力試題，體現(xiàn)了高考的選拔功能和對(duì)考生的能力要求，體現(xiàn)了學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的能力，特別是使用全國(guó)卷Ⅰ的地區(qū)更要重點(diǎn)關(guān)注此類方式的考查。全國(guó)卷Ⅱ、Ⅲ考查仍然側(cè)重分散式，內(nèi)容上側(cè)重方案評(píng)價(jià)、現(xiàn)象描述、分離與提純等。