毛媛媛 馮熙云

(云南師范大學化學化工學院,云南 昆明 650000)

通過對2020-2023年高考化學全國甲卷的實驗部分進行分析,將化學實驗題分為不同的類型,尋找解題技巧,深化學生對化學知識的系統(tǒng)認識.希望學生在面臨這類題時能做到心中不畏懼,能力不欠缺,能從實驗的角度解決問題,形成啟發(fā)-思考-探究的科學思維,促進學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成.

1 高考化學實驗題的分類

高中化學實驗試題分為基礎類、定量類、探究類等類型,不同類型的實驗題涉及的情境和難度均有差異.通常情況下,基礎類的實驗題較為簡單,主要考查基本實驗操作、儀器選擇、物質(zhì)制備和檢驗等內(nèi)容.而對于定量類和探究類的題型多是基礎類實驗的延伸,考查的知識點范圍廣、難度高,需要學生在掌握一定實驗知識和技能的基礎上,將所學的知識糅和在一起,大多以化合物為載體,涉及基本實驗操作、離子方程式的書寫、誤差分析、計算等知識,考查形式多變,情境新穎.

2 化學實驗題的解題技巧

2.1 基礎類題解題技巧

(1)夯實基礎,掌握實驗基本知識.高中化學實驗基礎題主要考查學生的實驗基礎知識和基本技能,考核的內(nèi)容主要包括常用的實驗儀器試劑、實驗原理、實驗方法等,對此,學生需要掌握基本的實驗常識.實驗知識部分需要掌握:常用的儀器名稱、使用儀器的注意事項、使用試劑的用量、集氣瓶的使用、常見試劑的保存等;實驗技能部分需要嚴格遵循實驗“從左至右”“從上到下”“先塞后定”“固體先放”“液體后加”等操作原則,知道常見物質(zhì)分離方法的具體操作:如過濾、萃取、蒸餾、蒸發(fā)結(jié)晶、重結(jié)晶等過程;實驗安全意識部分:了解常用危險化學藥品的標志、常見意外事故處理、化學灼傷的急救措施、“三禁”“八防”等處理[1].

(2)立足教材,熟知課本實驗.在掌握實驗基本常識基礎上需留意課本實驗,對于課本上的實驗內(nèi)容理解透徹,真正理解各個實驗的原理現(xiàn)象、操作過程和注意事項.

例1實驗室將粗鹽提純并配制0.100 0 mol·L-1的NaCl溶液.下列儀器中,本實驗必須用到的有( ).

①天平 ②溫度計 ③坩堝 ④分液漏斗

⑤容量瓶 ⑥燒杯 ⑦滴定管 ⑧酒精燈

A.①②④⑥ B.①④⑤⑥

C.②③⑦⑧ D.①⑤⑥⑧

解析本題主要是對化學實驗操作進行考查.把物質(zhì)分離、提純的常見方法與配制一定的物質(zhì)的量濃度的溶液融合起來,深化基礎.實驗室粗鹽的提取分為三個步驟,包括溶解、過濾除雜(四步除雜)、蒸發(fā)結(jié)晶.學生需清楚粗鹽提取每個步驟所需的實驗儀器與用品,在溶解時需要燒杯和玻璃棒,溶解后純化和除雜需要燒杯、漏斗和玻璃棒,蒸發(fā)結(jié)晶得精鹽的過程還需用到蒸發(fā)皿和酒精燈.綜上可知,粗鹽提取涉及三個步驟五種實驗儀器.提取后配制精鹽溶液依據(jù)化學教材的相關內(nèi)容,學生需了解配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的具體操作步驟,根據(jù)操作步驟推斷所需要的儀器,即天平、容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等.因此,D選項涉及所需要的儀器,是正確選項.

2.2 化學定量測定類解題技巧

(1)重視定量實驗,培養(yǎng)化學思維.近幾年高考化學試題中定量計算頻繁出現(xiàn),這類題主要通過對數(shù)據(jù)的合理分析和計算展現(xiàn)化學反應的過程,重點在于考查學生的信息轉(zhuǎn)化和處理能力,需要學生能敏銳地發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的量的變化,如氣體的生成量減少量、沉淀物質(zhì)的質(zhì)量變化或溶液質(zhì)量的變化等[2].試題的重點主要圍繞著化學教材內(nèi)容進行類比延伸,因此學生應重視課本上為數(shù)不多的定量實驗,如一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制、中和反應、中和熱的測定、硫酸銅晶體中結(jié)晶水數(shù)目的測定等.在此過程中學習掌握物質(zhì)定量分析常用的儀器,了解定量測定數(shù)據(jù)的常用方法,從而培養(yǎng)學生宏觀微觀結(jié)合、定性定量結(jié)合的化學思維.

(2)吃透實驗原理,建立等量關系.針對化學定量分析類的化學實驗題求解,弄清測定原理是關鍵,實驗原理不僅僅是有關的化學方程式,還包括一切與題目相關的物理、化學原理規(guī)律.在完整準確地把握住實驗原理的基礎上,根據(jù)各步反應的化學方程式找出中介物質(zhì),建立已知物質(zhì)、中介物質(zhì)和所求物質(zhì)之間的物質(zhì)的量的關系,最終根據(jù)已知物質(zhì)求解未知物的物質(zhì)的量.

例2(試題節(jié)選)膽礬(CuSO4·5H2O) 易溶于水,難溶于乙醇.某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO (雜質(zhì)為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應制備膽礬,并測定其結(jié)晶水的含量.回答下列問題:結(jié)晶水測定:稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1,加入膽礬后總質(zhì)量為m2,將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨?置于干燥器中冷至室溫后稱量,重復上述操作,最終總質(zhì)量恒定為m3根據(jù)實驗數(shù)據(jù),膽礬分子中結(jié)晶水的個數(shù)為____(寫表達式).

2.3 化學探究類解題技巧

2.3.1性質(zhì)探究類題型

對于該類題應結(jié)合猜想驗證,突破性質(zhì)探究類題型.化學性質(zhì)類探究實驗主要是對某種物質(zhì)發(fā)生化學反應后的產(chǎn)物進行檢驗,根據(jù)所學物質(zhì)的相關性質(zhì)推測反應會產(chǎn)生的現(xiàn)象等.性質(zhì)探究類題型具有一定開放性,需要結(jié)合化學學科的基礎依據(jù)從給定的實驗過程中進行猜想假設,進而開展細致的分析和探究.解答該類題通常可以從以下幾個方面來考慮:觀察物質(zhì)外觀性質(zhì)、預測物質(zhì)性質(zhì)、實驗觀察和解釋及結(jié)論,具體來說可通過觀察物質(zhì)的外觀性質(zhì),運用分類的方法根據(jù)物質(zhì)所屬的類別或利用有關反應規(guī)律預測物質(zhì)的性質(zhì),接著驗證預測,并做出新的預測進而進行實驗觀察現(xiàn)象.在此過程中可能發(fā)現(xiàn)特殊的現(xiàn)象,提出問題進行進一步研究,由此對實驗現(xiàn)象進行分析、綜合、推論歸納出物質(zhì)的通性及特性.作為探究性實驗,得出的實驗現(xiàn)象及結(jié)論需有理有據(jù),具有一定的嚴謹性,這需要學生具有一定的證據(jù)推理能力和理性客觀的科學思維能力.

例3為探究CO2和NaOH確實發(fā)生了化學反應,某實驗小組的同學設計出了圖1所示4種實驗裝置,請回答下列問題:

圖1 實驗裝置示意圖

(1)選擇任意一種實驗裝置,簡述出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象并解釋原因:選擇的實驗裝置是____,實驗現(xiàn)象為:____,產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的原因是:____.

(2)某同學質(zhì)疑上述實驗設計,該同學質(zhì)疑的依據(jù)是:____.

(3)在原實驗的基礎上,請你設計實驗證明CO2和NaOH肯定發(fā)生了化學反應____.

解析解答該題學生容易先入為主,根據(jù)二氧化碳極易溶于氫氧化鈉溶液的性質(zhì),導致裝置內(nèi)外氣壓不一致產(chǎn)生壓力差,從而選擇(1)裝置,觀察到試管內(nèi)液面明顯上升.但該實驗為探究性實驗,實驗的結(jié)論需要嚴謹且有證據(jù),在該過程中由于氫氧化鈉溶液中既有溶質(zhì)氫氧化鈉,也有溶劑水,所以還需要考慮二氧化碳溶于水造成的干擾,也有可能是二氧化碳溶于溶劑水產(chǎn)生的壓力差,因此要證明二氧化碳與氫氧化鈉溶液的發(fā)生,只需要對反應的產(chǎn)物進行檢驗即可,即加入適量稀鹽酸觀察是否有大量氣泡產(chǎn)生.

2.3.2反應原理探究類題型

對于該類題應細摳實驗現(xiàn)象,掌握原理探究類題型.這類題型主要是在已學習的反應基礎上,用實驗現(xiàn)象驗證反應或進行實驗現(xiàn)象的校對,從而推導未知反應.具體來說,該實驗的基本環(huán)節(jié)是在實驗過程中提出值得探索的問題和異?，F(xiàn)象,根據(jù)已有知識提出對該問題的猜想,根據(jù)猜想設計實驗進行驗證,從而分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論.在分析和解答時需緊扣實驗目的,對于題中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象要根據(jù)原有知識進行大膽排查、猜測,除此之外推測的正確性要靠實驗進行驗證,分析驗證過程是否合理,若題目未給驗證實驗,則需要自行設計合理的實驗進行驗證.