基于核心素養(yǎng)的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題解題技巧剖析

摘 要：本文通過對(duì)化學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵闡述，結(jié)合高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的特點(diǎn)和常見類型，詳細(xì)論述了解題的關(guān)鍵步驟和實(shí)用技巧.同時(shí)，以具體實(shí)例展示解題過程，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和實(shí)踐能力的重要性，以期

為高中化學(xué)教學(xué)提供有益的參考.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中化學(xué)；實(shí)驗(yàn)探究題；解題技巧

中圖分類號(hào)：G632"" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"" 文章編號(hào)：1008-0333（2025）04-0132-03

高中化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性較強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)探究題在化學(xué)教學(xué)和考試中占據(jù)著非常重要的地位.該類題目可以考查學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，是落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體.因此，深入研究高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的解題技巧，對(duì)于提高學(xué)生的解題效率和核心素養(yǎng)具有重要意義.1 高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題的特點(diǎn)

1.1 呈現(xiàn)出高度的綜合性

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題整合了化學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)流程的操作細(xì)則、各類物質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)，還融入了化學(xué)計(jì)算以及對(duì)數(shù)據(jù)的剖析等多維度知識(shí).

1.2 題目的情境設(shè)定新穎且前沿

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題多以當(dāng)下熱門的科研新發(fā)現(xiàn)、化學(xué)在前沿領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例或者日常生活里的化學(xué)現(xiàn)象作為藍(lán)本，具有強(qiáng)烈的時(shí)代感和現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)性，能夠有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心和探索熱情.再者，此類題目具有顯著的開放性，答案并非局限于單一模式，而是允許學(xué)生憑借自身的思考角度和創(chuàng)新思維，給出各式各樣的實(shí)驗(yàn)規(guī)劃和結(jié)論，充分彰顯學(xué)生的獨(dú)特見解與創(chuàng)新能力.

1.3 極度關(guān)注探究的整個(gè)流程

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題著重考查學(xué)生從問題的萌生、假設(shè)的構(gòu)建到實(shí)驗(yàn)的精細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)際操作，再到數(shù)據(jù)的收集整理與分析，直至最終結(jié)論的推導(dǎo).

2 解題關(guān)鍵步驟和技巧

（1）要仔細(xì)且深入地審題，明確實(shí)驗(yàn)的最終目的和具體要求，同時(shí)抓住題目所給定的各種實(shí)驗(yàn)條件、提供的試劑、儀器等已知信息.

（2）要善于充分調(diào)動(dòng)和運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)原理、基本概念以及相關(guān)規(guī)律，結(jié)合題目所創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情境，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和深入細(xì)致的分析，從而構(gòu)建起清晰、合理且邏輯嚴(yán)密的解題思路.

（3）解題過程中絕不能忽視實(shí)驗(yàn)中的安全問題和環(huán)保因素.嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范流程和基本原則，保障實(shí)驗(yàn)過程的安全平穩(wěn)進(jìn)行，并且最大程度減少對(duì)環(huán)境的不良影響.

3 因類型施策

由于實(shí)驗(yàn)題類型的多樣性，我們需要針對(duì)不同類型的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)題采取相應(yīng)的、具有針對(duì)性的策略.例如，對(duì)于物質(zhì)制備類實(shí)驗(yàn)題，重點(diǎn)在于明晰反應(yīng)原理、掌握實(shí)驗(yàn)裝置的搭建以及注意實(shí)驗(yàn)條件的控制；而對(duì)于性質(zhì)探究類實(shí)驗(yàn)題，關(guān)鍵在于深入理解物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，通過合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來得出準(zhǔn)確結(jié)論；對(duì)于定量分析類實(shí)驗(yàn)題，則需要精確掌握測(cè)量方法和數(shù)據(jù)處理技巧，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性.

3.1 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)題

例1 某學(xué)生按圖1方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

①銅絲表面緩慢放出氣泡，錐形瓶?jī)?nèi)氣體呈紅棕色；②銅絲表面氣泡釋放速度逐漸加快，氣體顏色逐漸變深；③一段時(shí)間后氣體顏色逐漸變淺，至幾乎無色；④錐形瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，最終銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止.

下列說法正確的是（" ）.

A.開始階段銅絲表面氣泡釋放速度緩慢，原因是銅絲在稀HNO3中表面鈍化

B.錐形瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了紅棕色氣體，表明銅和稀HNO3反應(yīng)生成了NO2

C.紅棕色逐漸變淺的主要原因是3NO2+H2O2HNO3+NO

D.銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止，原因是硝酸消耗完全

分析 A項(xiàng)金屬銅與稀硝酸不會(huì)產(chǎn)生鈍化.開始反應(yīng)速率較慢，可能的原因是銅表面有氧化銅，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)由于裝置內(nèi)有空氣，銅和稀HNO3反應(yīng)生成的NO迅速被氧氣氧化為紅棕色的NO2，產(chǎn)生的NO2濃度逐漸增加，氣體顏色逐漸變深，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)裝置內(nèi)氧氣逐漸被消耗，生成的NO2量逐漸達(dá)到最大值，同時(shí)裝置內(nèi)的NO2能與溶液中的H2O反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO，氣體顏色變淺，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)由于該裝置為密閉體系，生成的NO無法排出，逐漸將錐形瓶?jī)?nèi)液體壓入長(zhǎng)頸漏斗，銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.

3.2 綜合性實(shí)驗(yàn)探究題

例2 利用“燃燒—碘酸鉀滴定法”測(cè)定鋼鐵中硫含量的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示（夾持裝置略）.

實(shí)驗(yàn)過程如下：

①加樣，將a mg樣品加入管式爐內(nèi)瓷舟中（瓷舟兩端帶有氣孔且有蓋），聚四氟乙烯活塞滴定管G內(nèi)預(yù)裝c（KIO3）∶c（KI）略小于1∶5的KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液，吸收管F內(nèi)盛有鹽酸酸化的淀粉水溶液.向F內(nèi)滴入適量KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液，發(fā)生反應(yīng)：KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O，使溶液顯淺藍(lán)色.

②燃燒：按一定流速通入O2，一段時(shí)間后，加熱并使樣品燃燒.

③滴定：當(dāng)F內(nèi)溶液淺藍(lán)色消退時(shí)（發(fā)生反應(yīng)：SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI），立即用KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺藍(lán)色復(fù)現(xiàn).隨SO2不斷進(jìn)入F，滴定過程中溶液顏色“消退-變藍(lán)”不斷變換，直至終點(diǎn).回答下列問題：

（1）取體積20.00 mL濃度0.100 0 mol/L KIO3的堿性溶液和一定量的KI固體，配制體積為1 000 mL KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液，下列儀器必須用到的是（填標(biāo)號(hào)）.

A.玻璃棒""" B.1 000 mL錐形瓶

C.500 mL容量瓶D.膠頭滴管

（2）裝置B和C的作用是充分干燥O2，B中的試劑為.裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內(nèi)置一密度小于水的磨砂浮子，目的是.

（3）該滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是；滴定消耗KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，樣品中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是.

（4）若裝置D中瓷舟未加蓋，會(huì)因燃燒時(shí)產(chǎn)生粉塵而促進(jìn)SO3的生成，粉塵在該過程中的作用是；若裝置E冷卻氣體不充分，可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大，原因是；若滴定過程中，有少量IO-3不經(jīng)I2直接將SO2氧化成H2SO4，測(cè)定結(jié)果會(huì)（填“偏大”“偏小”“不變”）.

解析 在該類綜合性實(shí)驗(yàn)題的解題過程中，學(xué)生需要注意對(duì)題目展開深入分析，掌握基本操作步驟與基本實(shí)驗(yàn)原理[1].

（1）取體積20.00 mL濃度0.100 0 mol/L KIO3的堿性溶液和一定量的KI固體，配制1 000 mL KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液（稀釋了50倍以后KIO3的濃度為0.002 000 0 mol/L），需要用堿式滴定管或移液管量取20.00 mL 0.100 0 mol/L KIO3的堿性溶液，需要用一定精確度的天平稱量一定質(zhì)量的KI固體，需要在燒杯中溶解KI固體，溶解時(shí)要用到玻璃棒攪拌，需要用1 000 mL容量瓶配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，需要用膠頭滴管定容，因此，下列儀器必須用到的是AD兩個(gè)選項(xiàng).

（2）裝置B和C的作用是充分干燥O2，濃硫酸具有吸水性，常用于干燥某些氣體，因此B中的試劑為濃硫酸.裝置F中通氣管末端多孔玻璃泡內(nèi)置一密度小于水的磨砂浮子，其目的是防止倒吸，因?yàn)槟ド案∽拥拿芏刃∮谒?，若球泡?nèi)水面上升，磨砂浮子也隨之上升，磨砂浮子可以作為一個(gè)磨砂玻璃塞將導(dǎo)氣管的出氣口堵塞上，從而防止倒吸.

（3）該滴定實(shí)驗(yàn)是利用過量的1滴或半滴標(biāo)準(zhǔn)溶液來指示滴定終點(diǎn)的，因此，該滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)加入最后半滴KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液后，溶液由無色突變?yōu)樗{(lán)色且30 s內(nèi)不變色；由S元素守恒及SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O可得關(guān)系式3S-3SO2-KIO3，可以假設(shè)滴定消耗KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL，依次求出則KIO3和S的物質(zhì)的量，最后樣品中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就很容易求出.最后一個(gè)問題若裝置D中瓷舟未加蓋，燃燒時(shí)產(chǎn)生粉塵中含有鐵的氧化物，鐵的氧化物能催化SO2的氧化反應(yīng)從而促進(jìn)SO3的生成，因此，粉塵在該過程中的作用是催化劑；若裝置E冷卻氣體不充分，則通入F的氣體溫度過高，可能導(dǎo)致部分I2升華，這樣就要消耗更多KIO3堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液，從而可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；若滴定過程中，有少量IO-3不經(jīng)I2直接將SO2氧化成H2SO4，從電子轉(zhuǎn)移守恒的角度分析，IO-3得到6e-被還原為I-，仍能得到關(guān)系式3S-3SO2-KIO3，測(cè)定結(jié)果會(huì)不變.

4 結(jié)束語(yǔ)

高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題是化學(xué)中的重要的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，其解題方式與其他化學(xué)試題不同，需要結(jié)合化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和解題關(guān)鍵步驟和技巧來進(jìn)行解答.教師通過具體實(shí)例的分析和針對(duì)性的教學(xué)策略，能夠有效提高學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)探究題的能力，提升學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)[2].

參考文獻(xiàn)：

［1］薛暉.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)題常見解題方法[J].高中數(shù)理化，2019（4）：117.

[2] 藍(lán)建興.基于學(xué)科核心素養(yǎng)框架下的高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐與思考[J].基礎(chǔ)教育論壇，2019（24）：43-44.