一道中考化學實驗探究題的命制歷程及反思

徐作培　李德前（邳州市教研室　江蘇邳州　300；徐州市西苑中學　江蘇徐州　00）

一道中考化學實驗探究題的命制歷程及反思

徐作培1李德前2
（1邳州市教研室江蘇邳州221300；2徐州市西苑中學江蘇徐州221002）

摘要：以“木炭還原氧化銅”反應為素材，命制了一道實驗探究題，并對試題的構思和打磨過程進行了回顧和反思，以期對中考化學實驗探究題的命制提供參考和啟示。

關鍵詞：中考化學；實驗探究題；命制；反思

中圖分類號：

文章編號：1008-0546（2015）05-0071-02G633．8

文獻標識碼：B

實驗探究題是中考化學試卷命制的核心，它承載著考查學生的探究、分析、提煉、實踐等能力的多重任務，要有明顯的區分度，以及一定的公平性、原創性和思想性。下面筆者以2014年徐州市中考化學試卷中一道原創型實驗探究題的命制過程為例，與各位同仁共同研討。

一、初步構思

科學探究是《義務教育化學課程標準（2011年版）》的重要內容，是化學教學中最常見的活動形式，是增加試卷亮點的有效體現。在徐州市2014年中考化學命題過程中，筆者決定將實驗探究題作為壓軸題，選擇“木炭還原氧化銅”的反應作為素材進行命制。

［題目初稿］木炭與CuO的反應化學方程式為：C＋2CuO 2Cu＋CO2↑，若該反應進行的不徹底，產物中還有紅色的氧化亞銅（Cu2O），Cu2O能與稀硫酸反應：Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O。

某化學興趣小組開展以下探究活動：

（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量均勻混合加入試管中。

（2）用酒精噴燈加熱反應物2分鐘左右，黑色粉末出現紅熱現象，此時停止加熱。

［提出問題］木炭與CuO反應所得紅色固體中含有什么物質？

［作出猜想］紅色固體的成分：①全部是Cu；②全部是Cu2O；③。

［實驗探究］待試管冷卻后，倒出里面的紅色固體，向紅色固體中滴入足量的，充分反應，紅色固體部分減少，溶液變為色，故猜想正確。

二、磨題推敲

木炭與氧化銅反應后的產物取決與還原是否徹底，因此得到的產物有三種可能：全部是Cu、全部是Cu2O、Cu和Cu2O的混合物。進行驗證時可借助于題干中的信息（Cu2O可以和稀硫酸反應，而Cu不與稀硫酸反應），只需向紅色固體中滴入足量的稀硫酸，紅色固體部分減少，溶液變為藍色，故猜想③正確。

這是最早預設的參考答案，反復推敲后發現問題：原來當產物為猜想②（全部是Cu2O）時，也會出現與猜想③相同的現象。根據Cu2O與稀硫酸反應的化學方程式不難算出：每144份質量的Cu2O完全反應后能生成64份質量的Cu，固體同樣不能全部溶解。這樣一來猜想②和猜想③都正確了，因此接下來磨題時，將相關的問題改為“猜想錯誤”，那樣就只有猜想①錯誤了。

這樣的設計沒有探究出最終的產物，不符合科學探究的要求。筆者便引入了簡單的計算，故將有關問題作進一步修改，即：

②濾出試管中殘留的紅色固體洗滌干燥，稱其質量為1．04 g，猜想正確。

1．44g紅色固體加入足量的稀硫酸充分反應后，既然紅色固體減少且溶液變色，說明不可能是純銅，故猜想①一定錯誤；若紅色固體全部為Cu2O時，通過分析與計算可知，殘留的紅色固體應為0．64g，當殘留的固體質量介于0．64g和1．44g之間時，說明紅色固體是Cu和Cu2O的混合物，即猜想③正確。

三、拓展延伸

考慮到木炭與氧化銅的反應所需溫度較高、反應現象不明顯等缺點，筆者又將催化劑的知識融合進去，使得探究的知識面更深遠。于是將［實驗探究］中的（1）更改為：

取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再與少許CaCl2（能降低反應溫度、加快反應速率）均勻混合，然后將黑色粉末裝入試管。

高興之余卻突然發現［實驗探究］中的陳述有問題，試管中的固體包括多種物質，含有催化劑氯化鈣、生成物Cu或Cu2O以及剩余的反應物等，“倒出”一詞明顯不妥，故改成了“提取”，包括了溶解、過濾等過程，具體操作不影響學生答題，學生不必知道。

設計如此，試題似乎有些單薄，筆者再次增添了豐滿元素：設計時引入了微型實驗，利用筆者設計的長柄V形玻璃管進行創作，模仿和借鑒已有實驗中某些有效因素［1］，將傳統的實驗裝置和改進的微型實驗裝置加以比較，以此來提升學生對實驗的評價能力。為了增添試卷的育人和導向功能，又創設了愛國主義情境，讓學生在解題中體驗我國古代勞動人民的聰明才智，增強他們學好化學、報效祖國的信念。

該探究活動情境陌生、充滿懸念，能使學生站在中考的同一起跑線上，也落實了中考化學探究題綜合性強、原創性大的特點。

四、審核定稿

最終定稿如下：

［題例］我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅。在化學實驗室里模擬煉銅，既可用傳統的實驗裝置（見圖甲），又能用改進的微型實驗裝置（見圖乙）。化學興趣小組采用圖乙裝置，開展以下探究活動。

圖甲

圖乙

［提出問題］木炭與CuO反應所得紅色固體中含有什么物質？

［查閱資料］

（2）Cu2O是不溶于水的紅色固體，能與稀硫酸反應：Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O。

［作出猜想］紅色固體的成分：①全部是Cu；②全部是Cu2O；③。

［實驗探究］

（1）取木炭、CuO兩種黑色粉末適量，再與少許CaCl2（能降低反應溫度、加快反應速率）均勻混合，然后將黑色粉末裝入長柄V形玻璃管的直管內。

（2）按圖乙連好實驗裝置，然后加熱反應物；2分鐘后，黑色粉末出現紅熱現象，同時澄清的石灰水，此時停止加熱。

（3）待玻璃管冷卻后，提取里面的紅色固體，進行如下的驗證：

步驟　現象　結論①取1.44 g紅色固體裝入試管，滴入足量的，充分反應紅色固體部分減少，溶液變為色猜想錯誤②濾出試管中殘留的紅色固體，洗滌干燥，稱其質量為1.04 g猜想正確

［評價反思］

（2）若要證明CaCl2是該反應的催化劑，還需要驗證CaCl2的。

（3）在銅的冶煉史中，我國勞動人民還有一項重大發明就是“濕法煉銅”。該方法可用化學方程式表示為。

參考答案：［作出猜想］Cu和Cu2O的混合物［實驗探究］（2）變渾濁（3）稀硫酸藍①③［評價反思］（1）操作簡單（或現象明顯、節約藥品、反應條件容易達到、反應速率快等）（2）質量和化學性質在反應前后不變（3）Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu

五、命題反思

1．研讀教材，把握方向

義務教育化學課程標準指出：化學實驗是進行科學探究的主要方式，教師要注意改進傳統的實驗教學，精心設計各種探究性實驗［2］。雖然滬科版沒有碳還原氧化銅的反應，但是本題的探究過程與滬教版初中化學教材關聯巧妙，既合理保留了探究環節，又充分凸顯了學科特點；尤其是將微型實驗引入試卷，在經典實驗的基礎上進行了深度重組和創新。

熟讀各種版本的化學教科書，命題才可能融會貫通、銜接得當、水到渠成。立足教材命題，也為教與學指明了方向。中考重視再現和拓展延伸教材知識，對平時課堂教學和中考復習導向功能意義甚大［3］。

2．強化細節，精益求精

細節決定成敗。命題如同舞臺表演，不是一蹴而就的，也要靠積累、醞釀和磨煉。每個人的理解力和思維是不同的，試題不應有歧義，哪怕是一個詞、一句話甚至一個標點符號都應細致研磨，力求精益求精、完美無暇、無可挑剔。語言的精準、圖形的逼真、表格的合理、數據的科學等都要慎之又慎地處理，能經得起任何人的推敲。

3．關注基礎，注重能力

一道好的探究題不在于是否難住了考生，基礎和能力并重依然是命題者不懈的追求。該探究題注重圍繞提出問題、猜想假設、解決問題、拓展延伸等過程進行考查。既有簡單明了的知識點，也有思維性很強的能力提升點，適度開放，區分度明顯，讓不同層次的學生收效不同，又利于教師評卷，不失公正公平的社會問題。

4．以人為本，合理預知

實驗探究題作為中考化學壓軸題，關系著學生的未來命運。命題者應從學生的視角來設計考點，能對學生在答題過程中可能出現的問題有詳實的預知，從而調整知識點覆蓋率和難度系數，使學生的思維與試題有機融合、碰撞、升華。

參考文獻

［1］李德前．初中化學實驗探究題的命制［J］．化學教育，2014 （13）：43－45

［2］中華人民共和國教育部．義務教育化學課程標準（2011年版）［S］．北京：北京師范大學出版社，2012

［3］周躍．中考化學實驗探究題的新命題思路［J］．化學教與學，2011（10）：74－75

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．05．024