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提 要:从近年广东省高考“实验探究题”的命题情况中,分析特点、考查内容及对应策略。
关键词:广东高考 实验探究题 教学策略
化学是以实验为基础的学科,考试中对实验的考查必不可少。新课程标准要求让学生体验科学探究的过程;学习运用以实验为基础的实证研究方法;初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能;初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。
研究广东近年高考可发现实验探究性试题所占分值越来越大,2007~2010年都是以完成化学实验报告为主线,2010年之后逐步给出了大部分实验步骤;2011年后放弃了“假设”增加基本实验和化学计算;2012年增加与工艺流程的结合。从命题趋势上看实验探究题逐步回归课本回归基础实验。
一、广东高考实验探究题的命题情况
二、广东实验探究题的特点分析
通过近年广东高考实验探究题的深刻剖析,可发现以下明显特点:
1.试题情境新颖而不陌生。如2012年广东高考,利用《有机化学基础》中苯的同系物甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色的性质与“有机相”“水相”相结合,形成新情境。又如2011年广东高考,Ba(OH)2·8H2O是必修2教材中探究反应热中用到的试剂,配制一定浓度的溶液学生也很熟悉,由不陌生的试剂和实验操作构成新的情境,体现出高考试题“源于课本又高于课本”“做实验和不做实验不一样,认真做实验和不认真做实验不一样”的特点。
2.试题不要求学生完成一份完整的实验报告,只引导其掌握实验探究的一般程序,对一些简单的实验课题进行初步探究。能设计实验方案;能理解实验的原理、方法和操作技能,学会实验条件控制的方法,预测实验现象,分析归纳实验数据,评价解释有关结论。
3.探究的内容多样。探究物质的组成、性质,附带化学反应、反应原理、实验基本操作、物质含量的测定等。
4. 探究实验与有机化学反应原理、化工流程等题型组合已成趋势。如2012年广东高考探究实验与有机题相组合。
三、实验探究题的考查内容及应对策略
1.基本实验操作
配置一定物质的量浓度的溶液的实验步骤:①酸碱中和滴定;②实验数据处理及计算;③物质分离和提纯的基本方法。
例(2011年广东理科综合33题)某同学进行试验探究时,欲配制1.0mol·L-1Ba(OH)2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究原因,该同学查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度(g/100g H2O)分别为2.5、3.9和5.6。
(3)将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。实验如下:
①配制250ml 约0.1mol·L-1Ba(OH)2·8H2O溶液:准确称取w克试样,置于烧杯中,加适量蒸馏水, ,将溶液转入 ,洗涤,定容,摇匀。
②滴定:准确量取25.00ml所配制Ba(OH)2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将 (填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)mol·L-1盐酸装入50ml酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸Vml。
③ 计算Ba(OH)2·8H2O的质量分数= (只列出算式,不做运算)。
(4)室温下 (填“能”或“不能”) 配制1.0 mol·L-1Ba(OH)2溶液。
应对策略:创造条件让学生多做实验,在动手的过程中熟悉各种实验仪器的用途、使用方法及注意事项,体会每个实验的反应原理、实验装置、实验药品和实验步骤等,思考相关的实验问题,改进实验提出新问题。老师在实验复习时都有这样的体会:老师讲十遍不如学生认真做一遍。学生在实验过程中既可强化基本实验知识,又能提高动手能力和实践能力,体会成功的喜悦,提升学习化学的兴趣。在高三化学实验复习时要求学生将必考模块的实验一一做一遍外,补充选修6“实验化学”中的部分实验,如“从海带中提取碘”“硫酸亚铁铵的制备”“几种无机离子的检验”等,同时严格按照规范进行操作和描述,独立完成实验报告。
2.实验探究过程
例:某研究性学习小组查阅资料得知:硫代硫酸钠(Na2S2O3)又称大苏打,易溶于水,是一种中等强度的还原剂;易被I2或更强的氧化剂氧化;与酸反应的离子方程式为:S2O32-+2H+= SO2↑+ S↓+H2O。该小组同学对Na2S2O3溶液有关反应进行探究。
(2)请完成NaClO与Na2S2O3在碱性溶液中反应的离子方程式 。
(3)将NaClO溶液加入到Na2S2O3溶液中,充分反应后,溶液中肯定存在的阴离子有 。请你设计实验,探究反应后的溶液中可能存在的其他阴离子(不考虑离子的水解及空气中CO2的影响)。
①提出合理假设
假设1: 只存在S2O32- 假设2: 只存在ClO-
假设3: 。
②设计实验方案,进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。限选实验试剂:
1 mol·L-1H2SO4、1 mol·L-1NaOH、淀粉—KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。
应对策略:明确科学探究的过程:
探究实验原则:所选试剂用量少,反应尽可能无污染;实验操作简单易行如过滤描述为静置取上层清液剩余固体备用。
3.文字描述的规范性
应对策略:培养学生严谨规范的文字表达。
4.化学反应
例(2012年佛山一模)Na2SO3是抗氧化剂。向烧碱和Na2SO3的混合溶液中加入少许溴水,振荡后溶液变为无色。 (1)SO2通入过量NaOH溶液可得到烧碱和Na2SO3的混合溶液,该反应的化学方程式为 。
(2)碱性条件下Br2与Na2SO3溶液反应的离子方程式为 ,该反应的氧化剂是 ,1molBr2参与反应转移 mol电子。
例(2012年汕头一模)根据以上现象,该小组同学认为SO2 与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。
写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式:
。
应对策略:把握高中化学的核心知识,掌握化学反应主要规律。
复分解反应:酸+盐→新盐+新酸 如:HCO3-+H+=H2O+CO2↑
COOK + HCl → COOH + KCl
正盐+酸→酸式盐 如:CO32-+H+=HCO3-
碱性物质+(少量)酸性氧化物→正盐+水
如:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O
碱性物质+(过量)酸性氧化物→酸式盐
氧化还原反应:如:2NaOH+SO2=NaHSO3
Fe2+ Cl- H2O或OH- Br- MnO2 或Mn2-
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Fe3+ ClO-(H+)或Cl2 O2 Br2 KMnO4
还原剂:SO32-或SO2 I- Fe2+
↓ ↓ ↓
SO42- I2 Fe3+
如:SO32-+ Br2 + 2OH-=H2O + SO42- + 2Br-
2Fe3+ + SO2 +2H2O=SO42-+4H++2Fe2+
Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O
Ca(ClO)2+SO2=CaSO4↓+Cl2↑
CH3 + 2KMnO4 → COOK + KOH + 2MnO2↓+ H2O
从2012年起实验探究题与流程题相结合,对化学反应的考查更多,突出元素化合物知识的重要性。对化学反应可从反应条件、四大基本类型反应、氧化还原反应、有无离子反应、是否可逆、反应热、反应现象七个角度进行分析,让学生对每个反应有较为深刻全面的认识。
5.物质检验
应对策略:解题思路为取样溶解通过检验离子而证明物质的存在。清楚混合物中各种离子的单独的检验方法及现象,在混合状况下各离子的检验是否有相互干扰?如何排除干扰?确定检验思路,写出实验步骤注意表达细节。强化实验专题训练。教师有意识根据教材内容编撰实验新题,如
常见的阳离子:Na+、K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Cu2+等;
常见的阴离子:CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-等;
常见的金属单质:Mg、Al、Fe、Cu等;
常见的氧化物:MgO、Al2O3、FeO、Fe2O3、CuO、SiO2等;
常见的特殊物质:K2SO4、NH4Cl、NaCl、NaHCO3、Na2CO3、NH4HCO3等。
训练时从中选出2~3种组分按照分析思路和解题方法进行不同的组合,反复训练,提高该类题的思维能力。
关键词:广东高考 实验探究题 教学策略
化学是以实验为基础的学科,考试中对实验的考查必不可少。新课程标准要求让学生体验科学探究的过程;学习运用以实验为基础的实证研究方法;初步学会物质的检验、分离、提纯和溶液配制等实验技能;初步认识实验方案设计、实验条件控制、数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。
研究广东近年高考可发现实验探究性试题所占分值越来越大,2007~2010年都是以完成化学实验报告为主线,2010年之后逐步给出了大部分实验步骤;2011年后放弃了“假设”增加基本实验和化学计算;2012年增加与工艺流程的结合。从命题趋势上看实验探究题逐步回归课本回归基础实验。
一、广东高考实验探究题的命题情况
二、广东实验探究题的特点分析
通过近年广东高考实验探究题的深刻剖析,可发现以下明显特点:
1.试题情境新颖而不陌生。如2012年广东高考,利用《有机化学基础》中苯的同系物甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色的性质与“有机相”“水相”相结合,形成新情境。又如2011年广东高考,Ba(OH)2·8H2O是必修2教材中探究反应热中用到的试剂,配制一定浓度的溶液学生也很熟悉,由不陌生的试剂和实验操作构成新的情境,体现出高考试题“源于课本又高于课本”“做实验和不做实验不一样,认真做实验和不认真做实验不一样”的特点。
2.试题不要求学生完成一份完整的实验报告,只引导其掌握实验探究的一般程序,对一些简单的实验课题进行初步探究。能设计实验方案;能理解实验的原理、方法和操作技能,学会实验条件控制的方法,预测实验现象,分析归纳实验数据,评价解释有关结论。
3.探究的内容多样。探究物质的组成、性质,附带化学反应、反应原理、实验基本操作、物质含量的测定等。
4. 探究实验与有机化学反应原理、化工流程等题型组合已成趋势。如2012年广东高考探究实验与有机题相组合。
三、实验探究题的考查内容及应对策略
1.基本实验操作
配置一定物质的量浓度的溶液的实验步骤:①酸碱中和滴定;②实验数据处理及计算;③物质分离和提纯的基本方法。
例(2011年广东理科综合33题)某同学进行试验探究时,欲配制1.0mol·L-1Ba(OH)2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究原因,该同学查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度(g/100g H2O)分别为2.5、3.9和5.6。
(3)将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。实验如下:
①配制250ml 约0.1mol·L-1Ba(OH)2·8H2O溶液:准确称取w克试样,置于烧杯中,加适量蒸馏水, ,将溶液转入 ,洗涤,定容,摇匀。
②滴定:准确量取25.00ml所配制Ba(OH)2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将 (填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)mol·L-1盐酸装入50ml酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸Vml。
③ 计算Ba(OH)2·8H2O的质量分数= (只列出算式,不做运算)。
(4)室温下 (填“能”或“不能”) 配制1.0 mol·L-1Ba(OH)2溶液。
应对策略:创造条件让学生多做实验,在动手的过程中熟悉各种实验仪器的用途、使用方法及注意事项,体会每个实验的反应原理、实验装置、实验药品和实验步骤等,思考相关的实验问题,改进实验提出新问题。老师在实验复习时都有这样的体会:老师讲十遍不如学生认真做一遍。学生在实验过程中既可强化基本实验知识,又能提高动手能力和实践能力,体会成功的喜悦,提升学习化学的兴趣。在高三化学实验复习时要求学生将必考模块的实验一一做一遍外,补充选修6“实验化学”中的部分实验,如“从海带中提取碘”“硫酸亚铁铵的制备”“几种无机离子的检验”等,同时严格按照规范进行操作和描述,独立完成实验报告。
2.实验探究过程
例:某研究性学习小组查阅资料得知:硫代硫酸钠(Na2S2O3)又称大苏打,易溶于水,是一种中等强度的还原剂;易被I2或更强的氧化剂氧化;与酸反应的离子方程式为:S2O32-+2H+= SO2↑+ S↓+H2O。该小组同学对Na2S2O3溶液有关反应进行探究。
(2)请完成NaClO与Na2S2O3在碱性溶液中反应的离子方程式 。
(3)将NaClO溶液加入到Na2S2O3溶液中,充分反应后,溶液中肯定存在的阴离子有 。请你设计实验,探究反应后的溶液中可能存在的其他阴离子(不考虑离子的水解及空气中CO2的影响)。
①提出合理假设
假设1: 只存在S2O32- 假设2: 只存在ClO-
假设3: 。
②设计实验方案,进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。限选实验试剂:
1 mol·L-1H2SO4、1 mol·L-1NaOH、淀粉—KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。
应对策略:明确科学探究的过程:
探究实验原则:所选试剂用量少,反应尽可能无污染;实验操作简单易行如过滤描述为静置取上层清液剩余固体备用。
3.文字描述的规范性
应对策略:培养学生严谨规范的文字表达。
4.化学反应
例(2012年佛山一模)Na2SO3是抗氧化剂。向烧碱和Na2SO3的混合溶液中加入少许溴水,振荡后溶液变为无色。 (1)SO2通入过量NaOH溶液可得到烧碱和Na2SO3的混合溶液,该反应的化学方程式为 。
(2)碱性条件下Br2与Na2SO3溶液反应的离子方程式为 ,该反应的氧化剂是 ,1molBr2参与反应转移 mol电子。
例(2012年汕头一模)根据以上现象,该小组同学认为SO2 与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。
写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式:
。
应对策略:把握高中化学的核心知识,掌握化学反应主要规律。
复分解反应:酸+盐→新盐+新酸 如:HCO3-+H+=H2O+CO2↑
COOK + HCl → COOH + KCl
正盐+酸→酸式盐 如:CO32-+H+=HCO3-
碱性物质+(少量)酸性氧化物→正盐+水
如:2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O
碱性物质+(过量)酸性氧化物→酸式盐
氧化还原反应:如:2NaOH+SO2=NaHSO3
Fe2+ Cl- H2O或OH- Br- MnO2 或Mn2-
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Fe3+ ClO-(H+)或Cl2 O2 Br2 KMnO4
还原剂:SO32-或SO2 I- Fe2+
↓ ↓ ↓
SO42- I2 Fe3+
如:SO32-+ Br2 + 2OH-=H2O + SO42- + 2Br-
2Fe3+ + SO2 +2H2O=SO42-+4H++2Fe2+
Cl2+Na2SO3+2NaOH=2NaCl+Na2SO4+H2O
Ca(ClO)2+SO2=CaSO4↓+Cl2↑
CH3 + 2KMnO4 → COOK + KOH + 2MnO2↓+ H2O
从2012年起实验探究题与流程题相结合,对化学反应的考查更多,突出元素化合物知识的重要性。对化学反应可从反应条件、四大基本类型反应、氧化还原反应、有无离子反应、是否可逆、反应热、反应现象七个角度进行分析,让学生对每个反应有较为深刻全面的认识。
5.物质检验
应对策略:解题思路为取样溶解通过检验离子而证明物质的存在。清楚混合物中各种离子的单独的检验方法及现象,在混合状况下各离子的检验是否有相互干扰?如何排除干扰?确定检验思路,写出实验步骤注意表达细节。强化实验专题训练。教师有意识根据教材内容编撰实验新题,如
常见的阳离子:Na+、K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Cu2+等;
常见的阴离子:CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-、Cl-、Br-、I-等;
常见的金属单质:Mg、Al、Fe、Cu等;
常见的氧化物:MgO、Al2O3、FeO、Fe2O3、CuO、SiO2等;
常见的特殊物质:K2SO4、NH4Cl、NaCl、NaHCO3、Na2CO3、NH4HCO3等。
训练时从中选出2~3种组分按照分析思路和解题方法进行不同的组合,反复训练,提高该类题的思维能力。