傅孟兒
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,在高考試題中也充分體現(xiàn)了這一特征。在以往的高考中,實(shí)驗(yàn)題一直作為各省市高考的必考試題,雖然側(cè)重點(diǎn)有所不同,但是實(shí)驗(yàn)題的比重有增無減,特別是新課程改革以來,進(jìn)入了對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的提高有更深層次要求的時(shí)代,實(shí)驗(yàn)的地位越來越高,它能充分考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作的掌握、實(shí)驗(yàn)綜合分析和應(yīng)用能力。
縱觀近幾年的各省市高考試題,重點(diǎn)考查內(nèi)容相近,基本以物質(zhì)的制備、分離與提純、性質(zhì)的探究、定性和定量分析等為主,以簡(jiǎn)答題、選擇題的考查形式出現(xiàn)。如近三年的浙江省理綜卷中的第28題(見表1)。
表12012年~2014年浙江省高考理綜卷第28題(實(shí)驗(yàn)題)的考查內(nèi)容
2012年2013年2014年
(1)裝置名稱和用途裝置名稱儀器選擇和使用、試劑的替代與優(yōu)化
(2)實(shí)驗(yàn)條件控制實(shí)驗(yàn)操作流程流程試劑作用
(3)原料混合要求實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)目的分離條件控制
(4)實(shí)驗(yàn)流程目的、萃取劑的選擇要求實(shí)驗(yàn)操作原理實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)目的
(5)儀器的規(guī)范操作定量計(jì)算和溶液配制的儀器選擇洗滌劑的選擇
(6)實(shí)驗(yàn)操作的基本原理實(shí)驗(yàn)誤差分析
分析這三年實(shí)驗(yàn)題,均以物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)為載
6H2O-24e-6CO2↑+24H+
C.放電過程中,H+從正極區(qū)向負(fù)極區(qū)遷移
D.在電池反應(yīng)中,每消耗1 mol氧氣,理論上能生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2氣體22.4/6 L
解析高溫條件下微生物會(huì)變性,A錯(cuò)誤;負(fù)極是葡萄糖失電子生成CO2,電極反應(yīng)為C6H12O6+6H2O-24e-6CO2↑+24H+,B正確;原電池內(nèi)部陽離子應(yīng)向正極移動(dòng),C錯(cuò)誤;正極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O,消耗1 mol O2生成1 mol CO2,標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是22.4L, D錯(cuò)誤。選B。
【鞏固練習(xí)】
圖3
1.(2013年江蘇)Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液,示意圖如圖3。該電池工作時(shí),下列說法正確的是( )。
A.Mg電極是該電池的正極
B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C.石墨電極附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正極移動(dòng)
2.(2013年新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖4所示,電極圖4材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是( )。
A.電池反應(yīng)中有NaCl生成
B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子
C.正極反應(yīng)為NiCl2+2e-Ni+2Cl-
D.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)
圖5
3.(2013年北京理綜)通過NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量,其工作原理示意圖如圖5:
①Pt電極上發(fā)生的是反應(yīng)(填“氧化”或“還原”);②寫出NiO電極的電極反應(yīng)式:。
參考答案:
1.C 2.B
3.①還原②NO+O2--2e-NO2
4.(2010?安徽理綜)某固體酸燃料電池以CsHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H+,其基本結(jié)構(gòu)見下圖,電池總反應(yīng)可表示為:2H2+O2=2H2O,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.電子通過外電路從b極流向a極
B.b極上的電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e-=4OH-
C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子,消耗1.12 L的H2
D.H+由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極
4、D
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(收稿日期:2015-05-15)
體,試題涉及面廣、綜合度高、問題的設(shè)計(jì)可難可易、區(qū)分度較大,有效調(diào)控試卷的難度系數(shù),廣受命題專家青睞。在相對(duì)陌生背景下的實(shí)驗(yàn)題,學(xué)生得分率較低,如表2所示。
表22012年~2014年浙江省高考理綜卷第28題(實(shí)驗(yàn)題)的平均得分(含零分卷)
2012年2013年2014年
試題總分141414
平均得分6.237.665.7
從日常的試題批改和批閱高考試卷的教師反映,學(xué)生失分的原因之一是因?yàn)轭}干陌生,導(dǎo)致緊張、思路混亂,出現(xiàn)詞不達(dá)意、不規(guī)范、語言描述不精練、條理不清、含糊其辭、表達(dá)不完整等現(xiàn)象。據(jù)此,筆者結(jié)合近幾年的高考真題和模擬試題,歸納總結(jié)常見的實(shí)驗(yàn)題中答題的規(guī)范表述,為高考增分。
一、常見儀器及規(guī)范使用
1.儀器名稱表述
化學(xué)儀器是化學(xué)專業(yè)術(shù)語的重要組成部分,所以一定要避免寫錯(cuò)別字,如坩堝,切勿寫成“鉗鍋”;也要避免根據(jù)自己的意愿寫,如蒸餾燒瓶,盡量不要寫成具支燒瓶或帶支管的圓底燒瓶;如吸濾瓶,不要寫成具支錐形瓶;如將三口(三頸)燒瓶寫成“三頭、三嘴、三井、三勁”燒瓶。
2.??純x器的規(guī)范使用
(1)密封性檢查
①檢漏(見表3)
表3常見儀器檢漏操作的文字表述
儀器操作的規(guī)范文字表述
容量瓶加入少量水,塞緊玻璃塞,將容量瓶倒轉(zhuǎn),觀察是否有水滴流出,再正放將玻璃塞旋轉(zhuǎn)180°,再倒轉(zhuǎn)觀察是否漏水
滴定管關(guān)閉開關(guān),加入約為3 mL~5 mL水,靜置觀察是否有水滴滴下
分液漏斗關(guān)閉開關(guān),向分液漏斗中加入少量的水,垂直放置,觀察是否有水滴流出(玻璃旋塞的檢漏);然后將漏斗倒轉(zhuǎn),觀察是否有水滴流出,再正放將玻璃塞旋轉(zhuǎn)180°,再倒轉(zhuǎn)觀察是否漏水(玻璃塞的檢漏)
②氣密性檢查
先形成封閉系統(tǒng)(如關(guān)閉活塞、導(dǎo)氣管插入水中等),后操作(如手捂、用酒精燈微熱、加水等),現(xiàn)象描述(如導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡且冷卻后形成一段水柱、漏斗的導(dǎo)管中形成一段水柱且一段時(shí)間后不下落等),最后結(jié)論(一般為:則氣密性良好)。在實(shí)際答題中學(xué)生往往只答操作,表達(dá)不完整。
(2)滴定管的使用
①檢漏(見表3)
②洗滌、潤(rùn)洗(見二中的2、洗滌)
③裝液:從上口注入溶液至滴定管“0”刻度以上2 mL~3 mL,用滴定管夾固定。
④調(diào)整液面:輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)酸式滴定管的活塞或輕輕擠壓堿式滴定管的玻璃球,使滴定管的尖嘴部分充滿溶液,無氣泡,調(diào)整液面至“0”刻度或以下;(酸式滴定管開大開關(guān),使水快速流出;堿式滴定管將橡皮管向上彎曲,輕輕擠壓玻璃球,使水緩慢流出(見圖1))。
⑤滴定:用左手控制活塞,右手搖晃錐形瓶,眼睛注意錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化(如圖2、圖3)。
圖1圖2圖3
⑥滴定終點(diǎn)的判斷:滴入最后一滴,溶液由……色突變?yōu)椤野敕昼姴蛔兩?/p>
(3)試紙的使用
①pH試紙:用鑷子夾取pH試紙于干燥的表面皿(玻璃片、點(diǎn)滴板)上,用潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)液于試紙上,待變色穩(wěn)定后,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。
②其他試紙:基本操作相同,但有些試紙先要潤(rùn)濕。
二、實(shí)驗(yàn)的基本操作
1.物質(zhì)的檢驗(yàn)
在物質(zhì)的檢驗(yàn)中,學(xué)生非常容易失分,往往只看到“加……試劑,現(xiàn)象……”,少了幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。正確的表述為:
(1)某種微粒的檢查:取少量樣品,滴加……試劑,如看到……現(xiàn)象,則結(jié)論……(如果是固體,一般要加水或……溶解后再檢驗(yàn));(一般用沉淀法、顯色法等靈敏度高的方法)。
(2)沉淀是否完全:靜置,取少量上層清液,滴加……試劑,如看到……現(xiàn)象,則結(jié)論……。
(3)沉淀是否洗滌干凈:取少量最后一次洗滌液,滴加……試劑,如看到……現(xiàn)象,則結(jié)論……;(一般用沉淀法、顯色法等靈敏度高的方法,盡量不用氣體法、焰色反應(yīng)等低靈敏度的方法)。
(4)固體質(zhì)量變化的恒重表述:最后兩次稱量質(zhì)量之差小于0.1g。
2.洗滌
(1)普通過濾后洗滌:沿玻璃棒往漏斗中加蒸餾水(或其他洗滌劑)至沒過濾渣,等水自然流完后重復(fù)2~3次。學(xué)生中會(huì)出現(xiàn)“將濾渣取下放入燒杯中,加水洗滌”或“加水洗滌”等答案,都是表述錯(cuò)誤或不規(guī)范的。
(2)減壓過濾后洗滌:
①關(guān)小水龍頭,往布氏漏斗中加洗滌劑至沒過濾渣,讓洗滌劑緩慢通過濾渣,等洗滌劑流完后,重復(fù)2~3次。
②粘在布氏漏斗上的物質(zhì):用濾液沖洗。
(3)溶液配制中的洗滌:用蒸餾水沖洗燒杯和玻璃棒。
(4)滴定管的洗滌或潤(rùn)洗:從滴定管上口裝入3~5 mL的水或所裝溶液,慢慢傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)滴定管,使洗滌液潤(rùn)濕內(nèi)壁,然后豎直從下口放出洗滌液,重復(fù)2~3次。
3.萃取、分液:重要操作步驟的文字表述
(1)檢漏(見表3)
圖4(2)振蕩:右手壓住分液漏斗的玻璃塞,左手握住旋塞,將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來,用力振蕩。
(3)放氣:將分液漏斗的瓶身傾斜,導(dǎo)管朝上,左手握住旋塞,用拇指和食指旋開旋塞放氣(見圖4)。
(4)分液:
①操作的規(guī)范表述:將分液漏斗口上的玻璃塞打開或是玻璃塞上的凹槽或小孔對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔,使漏斗內(nèi)外空氣相通;打開旋塞,使下層液體慢慢流出,待下層液體完全流出后,關(guān)閉旋塞,將上層液體從漏斗口上口倒出。
②萃取劑的選擇:互不相溶,互不反應(yīng),溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。
4.減壓過濾(抽濾或吸濾)
重要操作步驟的文字表述。
(1)濾紙的選擇:一般選擇比布氏漏斗內(nèi)徑略小又能將全部小孔蓋住的濾紙。
(2)布氏漏斗:布氏漏斗的頸口斜面應(yīng)與吸濾瓶的支管口相對(duì)。
(3)安全瓶:導(dǎo)管應(yīng)短進(jìn)長(zhǎng)出或短進(jìn)短出。
(4)相關(guān)操作:
①濾紙潤(rùn)濕:用蒸餾水潤(rùn)濕濾紙,微開水龍頭,抽氣使濾紙緊貼在漏斗瓷板上。
②轉(zhuǎn)移:用傾析法轉(zhuǎn)移溶液,溶液量不超過漏斗容量的2/3,開大水龍頭,待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀。
③濾液的取出:當(dāng)吸濾瓶?jī)?nèi)濾液高度快達(dá)到支管口時(shí),應(yīng)拔掉吸濾瓶上的橡皮管,從吸濾瓶的上口倒出溶液;(不能從支管口倒出)。
④吸濾完畢或中途停止:先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶間的橡皮管,后關(guān)閉水龍頭,以防倒吸。
5.焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作的文字表述
用潔凈的鉑絲(鐵絲、鉻絲)蘸取待測(cè)物于酒精燈火焰上灼燒,觀察火焰焰色,火焰為……色,則含有……。(鉀元素的焰色觀察必須透過藍(lán)色的鈷玻璃)
6.結(jié)晶操作的規(guī)范表述
(1)蒸發(fā)結(jié)晶:加熱到有大量晶體析出。
(2)冷卻結(jié)晶:
①現(xiàn)象表述:加熱到溶液表面有晶膜出現(xiàn)。
②冷卻結(jié)晶的基本流程表述:加熱濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌→干燥。
三、實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)目的或作用
1.過濾后洗滌濾渣的目的
(1)水洗:去除固體表面……可溶性雜質(zhì)。
(2)冰水洗滌:
①去除表面的雜質(zhì)。
②減少溶解而損耗。
(3)乙醇洗滌:
①去除表面的雜質(zhì)(包括水)。
②減少溶解而損耗。
③乙醇易揮發(fā),可以得到較干燥的晶體(但雜質(zhì)只有水時(shí),只答②③)。
2.某些實(shí)驗(yàn)溫度控制的目的
(1)一般控溫的目的:控制反應(yīng)溫度,防止……(如某物質(zhì)的分解、發(fā)生副反應(yīng)等)。
(2)保持恒溫的目的:提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,加快反應(yīng)速率。
(3)反應(yīng)溫度不易過高的可能目的:
①防止……物質(zhì)分解。
②防止……物質(zhì)脫去水等。
③防止……物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)(主要用于有機(jī)反應(yīng))等。
(4)水浴/油浴/沙浴加熱的優(yōu)點(diǎn):
①受熱均勻。
②易控制溫度。
(5)溫度計(jì)水銀球的位置及使用目的:
①制乙烯:混合液的液面下,測(cè)反應(yīng)液的溫度;
②蒸餾(或分餾):蒸餾燒瓶的支管口略偏下,測(cè)餾分即出去的氣體的溫度。
③水浴/油浴/沙浴加熱:水/油/沙中,測(cè)水/油/沙的溫度。
3.趁熱過濾的目的
(1)除去……晶體。
(2)防止目標(biāo)產(chǎn)物晶體的析出。
4.有機(jī)化學(xué)中制備反應(yīng)后經(jīng)常加無機(jī)鹽(如乙酸乙酯中加飽和Na2CO3、皂化反應(yīng)后加NaCl)的目的
(1)可能降低有機(jī)物的溶解度,便于分層析出(鹽析法)。
(2)可能與某些物質(zhì)反應(yīng),從而與其他物質(zhì)分離(如阿司匹林的制備中加
NaHCO3,將阿司匹林變成可溶性的鹽,與聚合物分離)。
5.恒壓漏斗(連通管)的作用(見圖5)
平衡氣壓,使溶液順利滴下。
圖56.冷凝管的使用目的
(1)作用:橫放——冷凝;豎放——冷凝回流,提高反應(yīng)物的利用率。
(2)冷卻水:冷凝水應(yīng)下進(jìn)上出,目的為增強(qiáng)冷凝效果。
7.固體粉碎的目的
增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,且使反應(yīng)更完全(或提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率),而學(xué)生往往只敘述使反應(yīng)完全,表述不完整。
8.玻璃棒攪拌的作用
(1)稀釋:加快散熱。
(2)溶解:加快溶解。
(3)蒸發(fā):加快散熱,防止飛濺。
(4)反應(yīng)中攪拌:增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)充分。
9.無水操作的目的
防止…水解或防止…吸水,失去…的性質(zhì)。
10.有機(jī)等反應(yīng)中加一種液體(不參與反應(yīng))的作用
一般為溶劑,促進(jìn)……的溶解。
圖6
11.實(shí)驗(yàn)題中的分水器的使用(見圖6)
(1)使用目的:分離出水,使平衡向正方向移動(dòng)。
(2)判斷反應(yīng)已基本結(jié)束的現(xiàn)象表述:分水器中水量不再增加。
12.兩種氣體反應(yīng)前同時(shí)通入濃硫酸等溶液中的作用
(1)混合均勻。
(2)控制氣流的流速。
(3)如果是濃硫酸,還起到干燥作用。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)題是高考化學(xué)試題中重要的組成部分,規(guī)范的文字表述可以提高學(xué)生答題的得分率,適當(dāng)?shù)乇苊饬艘蚩荚嚨木o張而導(dǎo)致發(fā)揮的失常,通過總結(jié)了近幾年高考中幾個(gè)考點(diǎn),希望學(xué)生能達(dá)到事半功倍的效果。
(收稿日期:2015-03-15)