核心素養(yǎng)導(dǎo)向下高考化學(xué)實(shí)驗(yàn)題命題特點(diǎn)及復(fù)習(xí)策略

陳志寧

摘 要：縱觀2018～2020年全國Ⅰ卷以及今年全國乙卷的實(shí)驗(yàn)題，按照“穩(wěn)中求進(jìn)，變中出新”的命題思路，重點(diǎn)考查“四層”，圍繞“一核”，用不同的問題分別體現(xiàn)了“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性”.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);命題特點(diǎn);實(shí)驗(yàn)題;高考化學(xué)

中圖分類號：G632?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）04-0130-03

實(shí)驗(yàn)是高考的重要內(nèi)容，直接考查實(shí)驗(yàn)的試題有選擇題和綜合實(shí)驗(yàn)題兩種類型，還有一部分題目雖然沒有直接考查實(shí)驗(yàn)，但在題設(shè)時會滲透化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作、原理或以實(shí)驗(yàn)為載體考查基本原理.對比近4年全國卷的高考實(shí)驗(yàn)試題，依據(jù)試題存在的特點(diǎn)，提出以下實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)建議和得分策略.

1 選擇題命題特點(diǎn)及其復(fù)習(xí)策略

1.1 命題特點(diǎn)

細(xì)看近4年的選擇部分實(shí)驗(yàn)題，大多是直接考查教材實(shí)驗(yàn)，或由教材實(shí)驗(yàn)派生、發(fā)展出來的內(nèi)容作為母本進(jìn)行命題，同時在教材內(nèi)容基礎(chǔ)上作一定的延伸.這類試題雖然考查的是局部知識，但試題考查的實(shí)驗(yàn)均為綜合實(shí)驗(yàn)，對于學(xué)生來說必須清晰整個實(shí)驗(yàn)原理、過程、操作、結(jié)論.

如2021全國乙卷考查的4種常見氣體制取的發(fā)生裝置，2020全國I卷考查的4種氣體的除雜問題，其命題載體、情境都是必修1教材中出現(xiàn)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，核心素養(yǎng)為宏觀辨識與微觀探析，物質(zhì)性質(zhì)決定除雜方法等，屬于必備知識，考查有關(guān)反應(yīng)原理方法、物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)裝置.2019年全國I卷考查的是溴苯制備，實(shí)驗(yàn)原理在三個版本必修2教材中均有，也屬于必備知識，但沒有相關(guān)的裝置圖.2018年全國I卷為乙酸乙酯制備，在3個版本的必修2教材中均能找到相關(guān)詳細(xì)的制備過程.

1.2 復(fù)習(xí)策略

（1）回歸基礎(chǔ)、回歸教材.從4年的考點(diǎn)難易度統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，簡單題比例占很大，基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)題得分的“中流砥柱”.而在平常的復(fù)習(xí)中教師和學(xué)生往往會忽視教材，只是籠統(tǒng)的將教材實(shí)驗(yàn)過一遍，復(fù)習(xí)效果肯定好不了，所以復(fù)習(xí)時務(wù)必重視基礎(chǔ)，回歸教材，關(guān)注教材中的實(shí)驗(yàn)，將其作為實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的一項(xiàng)重要內(nèi)容.同時需要特別重視元素化合物的知識，尤其是物理和化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用.特別重視新課標(biāo)附錄3中必做的18個實(shí)驗(yàn)，將其融會貫通，既要有橫向上零散知識的聚焦、解讀與重構(gòu)，又要在縱向上整合發(fā)展必做實(shí)驗(yàn)的相似點(diǎn)完成學(xué)習(xí)進(jìn)階.

（2）建構(gòu)模型突破教材實(shí)驗(yàn).熟悉的解題模型建立廣闊的心理空間，做到胸有成竹，消除面對陌生情境時的恐懼感，可將實(shí)驗(yàn)分為“物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)制備”兩類，并對兩類實(shí)驗(yàn)采用建構(gòu)模型的方式復(fù)習(xí)，如制備實(shí)驗(yàn)均按“制備—分離提純——收集—尾氣處理”順序，這樣有利于學(xué)生逐步建構(gòu)制備物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的思維模型（包括發(fā)生、凈化、尾氣處理裝置模型等），幫助學(xué)生在陌生情境中遷移已有的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，提高知識遷移能力，同時還要注意在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸與拓展，如對人教版必修2教材中乙酸乙酯的制備裝置進(jìn)行優(yōu)化.

實(shí)驗(yàn)3-4 在1支試管中加入3mL乙醇，然后邊振蕩試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙酸;按圖1連接好裝置.用酒精燈緩慢加熱，將產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上（如圖1所示），觀察現(xiàn)象.

針對乙酸、乙醇易揮發(fā)，原料利用率低、未完全液化的乙酸乙酯易逸出產(chǎn)率低的問題，可對教材中的裝置從發(fā)生裝置、回流裝置、吸收裝置3個環(huán)節(jié)加以改進(jìn)，掌握相關(guān)原理后可構(gòu)建好模型，遇到相類似的題目就迎刃而解了.

再如人教版必修2“ 海帶提碘”實(shí)驗(yàn)拓展.

實(shí)驗(yàn) 4-2

我們知道海帶中含有碘元素.怎樣通過實(shí)驗(yàn)證明海帶中確實(shí)存在碘元素呢？（提示：海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-形式存在，H2O2可以將I-氧化為碘單質(zhì).）

（1）取3g左右的干海帶，把干海帶表面的附著物用刷子刷凈（不要用水沖洗）.用剪刀剪碎后，用酒精潤濕，放入坩堝中.點(diǎn)燃酒精燈，灼燒海帶至完全變成灰燼，停止加熱，冷卻.

（2）將海帶灰轉(zhuǎn)移到小燒杯中，向其中加入10mL蒸餾水，攪拌、煮沸2～3 min，過濾.

（3）在濾液中滴入幾滴稀硫酸（3mol/L），再加入約1mL H2O2（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%），觀察現(xiàn)象.加入幾滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象.

拓展與思考1 煮沸的目的是什么？

提示：煮沸的目的有二：加快溶解速率和除盡溶液中溶解的氧氣.因?yàn)槌叵?，O2在酸性條件下能氧化 I-（見選修4 P21頁 ），若需定量測定 I-含量，不煮沸，則測定結(jié)果偏小.

科學(xué)探究

已知4H++4I-+O22I2+2H2O

現(xiàn)有1mol/L KI溶液0.1mo/L H2SO4溶液和淀粉溶液，請?zhí)骄咳芤撼霈F(xiàn)藍(lán)色與溫度的關(guān)系.

拓展與思考2：加入H2O2的目的是什么？除了加雙氧水，還可以加哪些氧化劑？（提示：主要目的是加入H2O2氧化 I- 生成I2）. 除了加雙氧水，還可以通入O3 等綠色氧化劑.

拓展與思考3：加入雙氧水后得到碘的水溶液，如何得到純的單質(zhì)碘？

拓展與思考4：由表2可知I2和CCl4沸點(diǎn)相差107℃，通過蒸餾的方法把CCl4蒸餾出去，從而與碘分離可行嗎？

對比實(shí)驗(yàn)：

（1）將碘置于燒瓶中，水浴加熱到50℃時，燒瓶中已有少量的紫色蒸氣，當(dāng)水浴加熱到77℃時，燒瓶中已有很多紫色蒸氣.

（2）將碘的CCl4溶液 80℃水浴片刻，燒瓶中出現(xiàn)紫色蒸氣，錐形瓶中也開始收集到淺紫紅色溶液，最終燒瓶中殘留少量的碘.

由此說明：碘在77℃時有較多的升華，所以溫度達(dá)到四氯化碳的沸點(diǎn)時，大部分的碘隨著四氯化碳一起蒸出，說明常壓蒸餾不能分離碘和四氯化碳.

結(jié)果討論：

（1）采用常壓蒸餾方法不能很好分離碘和四氯化碳 .80℃水浴片刻，燒瓶中出現(xiàn)紫色蒸氣，錐形瓶中也開始收集到紫色的液體.最終燒瓶中殘留少量的碘，大部分的碘和四氯化碳一同被蒸出.

（2）減壓蒸餾可以分離碘和四氯化碳：將碘和四氯化碳的混合液（2g碘溶于30mL四氯化碳中），在室溫下，壓力在10～15mmHg，進(jìn)行減壓蒸餾，約8min就將碘和四氯化碳分離開來.

綜上所述，用蒸餾的方法來提取碘是不可采用的方法，常壓蒸餾不能分離，減壓蒸餾可以分離，但通常在實(shí)驗(yàn)室不方便操作.因此可采用化學(xué)方法（NaOH濃溶液反萃取法;過氧化氫法）來分離碘和四氯化碳具有一定的可行性.

2 綜合實(shí)驗(yàn)題命題特點(diǎn)及其復(fù)習(xí)策略

2.1 綜合實(shí)驗(yàn)題特點(diǎn)

該題背景大多為陌生情境，但考查的內(nèi)容都在教材實(shí)驗(yàn)里能找到相對應(yīng)的知識點(diǎn)，需要學(xué)生將自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)遷移到陌生情境中，考查學(xué)生的辨識能力、概括關(guān)聯(lián)能力等.常見的題型是定性實(shí)驗(yàn)與定量測定相結(jié)合，試題通常以物質(zhì)的制備和物質(zhì)含量測定為背景，考查制備方法及過程、物質(zhì)性質(zhì)、操作方法，在題目的最后一至兩問考查制備的產(chǎn)率或者純度測定計(jì)算，也會圍繞定量測定展開的誤差分析、裝置的設(shè)計(jì)和改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)評價、化學(xué)計(jì)算等問題.

如2021全國乙卷以氧化石墨烯制備為新情境，2020年全國I卷以電化學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)探討不同價態(tài)鐵的氧化還原能力的實(shí)驗(yàn)過程，其命題載體都是實(shí)驗(yàn)與探究（定性與定量），核心素養(yǎng)為變化觀念、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究，必備知識為物質(zhì)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用、反應(yīng)變化與規(guī)律，化學(xué)語言與概念.2019年全國Ⅰ卷以硫酸鐵銨[NH4Fe（SO4）2·xH2O]制備為背景，對實(shí)驗(yàn)流程中一些環(huán)節(jié)提出問題，主要涉及的知識是鐵及其化合物的性質(zhì).

2018年全國Ⅰ卷是以醋酸亞鉻的制備為背景，依據(jù)提供的新信息中，準(zhǔn)確地提取已經(jīng)掌握的知識“二價鐵與三價鐵的性質(zhì)”類比遷移進(jìn)行應(yīng)用，最后一問是實(shí)驗(yàn)裝置評價.

2.2 復(fù)習(xí)策略

提高綜合實(shí)驗(yàn)解題的關(guān)鍵是提升考試大綱要求的接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力及分析問題和解決化學(xué)問題的能力、實(shí)驗(yàn)探究能力三大能力.

在做題之前提前預(yù)設(shè)：題干是陌生的，而設(shè)問是熟悉的.在此預(yù)設(shè)之下將會有更大的心理空間對整道題進(jìn)行更準(zhǔn)確的把握. 這就要求首先要提高學(xué)生的破題、析題的能力，學(xué)會在試題提供的情景中提取題目問題的有效信息，聯(lián)想遷移已經(jīng)掌握的知識，應(yīng)用于陌生情境.要同步有效地提升學(xué)生這些解決問題的綜合能力，應(yīng)該要采用專題方式，根據(jù)學(xué)生實(shí)際量身定做專題訓(xùn)練的例題和習(xí)題，來突破定量實(shí)驗(yàn)和定性實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建好模型.如定量實(shí)驗(yàn)的建模：某Na2SO3樣品因部分被氧化而變質(zhì)，現(xiàn)有一瓶該樣品，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測定樣品的純度？方法一沉淀法：測量BaSO4沉淀的質(zhì)量，方法二氣體法：測量SO2的質(zhì)量 或測量SO2的體積，方法三滴定法：用高錳酸鉀溶液滴定SO2-3.復(fù)習(xí)時教師只要把三種方法的原理、通常的設(shè)問角度（方案一如何保證SO2-4沉淀完全？如何洗滌沉淀？如何判斷沉淀已洗滌干凈？常見的誤差分析等，方案二取樣品固體加濃硫酸產(chǎn)生二氧化硫用濃硫酸可用稀硫酸代替嗎？將樣品配成溶液再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)行嗎？方案三為確定滴定終點(diǎn)，選擇何種指示劑，說明理由？判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等）講透徹，并構(gòu)建好模型.

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐敏.碘和四氯化碳的分離實(shí)驗(yàn)探究[J].化學(xué)教學(xué)，2010（5）：16.

[責(zé)任編輯：季春陽]