全國卷高考化學實驗選擇題的命題趨勢和考查類型

新疆福建

實驗選擇題是全國卷高考理綜化學的必考題型，少則一題，有些年份甚至達到兩題。從考查內容看，主要涉及：儀器與基本操作、方案評價(或現象描述)、分離與提純、綜合實驗型等。從信息呈現形式看，主要有文字、表格、裝置等形式及其組合。從內容呈現方式看，2014—2016年以分散式為主(每個選項獨立考查一個實驗)，2017年開始出現主題式(整道題綜合考查一個完整實驗)考查并成為每年必考的方式。本文分析了近6年全國卷高考化學實驗選擇題的考查特點和命題趨勢，基于考查內容分類視角，歸納總結實驗選擇題常見的考查類型，希望對化學實驗選擇題的復習有所幫助。

一、實驗選擇題的考查特點和命題趨勢

表1 實驗選擇題考查特點和命題趨勢

二、實驗選擇題的考查類型

類型一 儀器操作型

(一)典例剖析

(2014·全國卷Ⅰ·12)下列有關儀器的使用方法或實驗操作正確的是

( )

A.洗凈的容量瓶和錐形瓶可以放進烘箱中烘干

B.酸式滴定管裝標準溶液前，必須先用該溶液潤洗

C.酸堿滴定實驗中，用待滴定溶液潤洗錐形瓶以減小實驗誤差

D.用容量瓶配溶液時，若加水超過刻度線，立即用滴定管吸出多余液體

【答案】B

【解析】容量瓶不能放在烘箱中烘干，故A錯誤。滴定管使用前，要先用標準溶液潤洗。若不潤洗，會導致標準溶液濃度減小，故B正確。酸堿滴定時，不能用待測液潤洗錐形瓶。若潤洗，會導致錐形瓶中待測液物質的量增多，引起滴定時所用標準液的體積增多，故C錯誤。若加水超過容量瓶的刻度線，會導致所配制的溶液濃度偏低，實驗失敗需重新配制，故D錯誤。

(二)解題策略

1.常考儀器需牢記

(1)量筒、托盤天平、滴定管和容量瓶等四種定量儀器的刻度及精確度。

(2)坩堝、試管、燃燒匙、蒸發皿等四種可直接加熱儀器。

(3)燒杯、燒瓶、錐形瓶等三種可墊石棉網加熱的儀器。

(4)容量瓶、分液漏斗、酸(或堿)式滴定管等三種儀器使用前需檢查是否漏水。

2.試劑保存需提防

圖1 試劑保存“八防”

3.實驗操作細節需謹記

(1)堿式滴定管不能裝酸性及氧化性溶液，酸式滴定管不能裝堿性溶液。

(2)燒杯、燒瓶、錐形瓶需墊石棉網加熱，不可直接加熱。

(3)測溶液的pH時，不能潤濕pH試紙，使用pH試紙或淀粉-KI試紙檢驗氣體的性質時需先將試紙潤濕。

(4)實驗中剩余的Na、K等藥品需回收放回原瓶。

(5)中和滴定實驗中，滴定管、移液管需用待測液潤洗，而錐形瓶無需潤洗。

(6)使用溫度計測液體溫度時不能“碰壁”，溫度計也不能用于攪拌。

(7)量筒和容量瓶均不能用于加熱或量取熱的液體，也不能用作反應容器或用來配制溶液。

(三)變式訓練

下列實驗的儀器或操作正確的是

( )

A.在固體物質灼燒實驗中，可將坩堝直接放在三腳架上加熱

B.在NaCl溶液蒸發結晶實驗中，加入幾片碎瓷片的目的是防止溶液暴沸

C.在蒸餾分離乙酸乙酯、乙醇、乙酸混合物的實驗中，可使用球形冷凝管

D.在測量醋酸鈉溶液濃度的滴定實驗中，將待測液醋酸鈉溶液盛裝在堿式滴定管中

【答案】D

【解析】使用坩堝加熱時應放在泥三角上，故A錯誤；蒸發結晶時為了防止液滴飛濺，應用玻璃棒攪拌，蒸餾時為了防止液體暴沸，應加入碎瓷片，故B錯誤；反應物的冷凝回流實驗一般選擇球形冷凝管，蒸餾收集產物時應選擇直形冷凝管，故C錯誤；醋酸鈉是強堿弱酸鹽，水解使溶液呈堿性，應裝在堿式滴定管中，故D正確。

類型二 方案評價型

(一)典例剖析

1.(2019·全國卷Ⅲ·12)下列實驗不能達到目的的是

( )

【答案】A

2.(2015·全國卷Ⅱ·13)用如圖所示裝置進行下列實驗：將①中溶液滴入②錐形瓶中，預測的現象與實際相符的是

( )

選項①中物質②中物質預測②中的現象A稀鹽酸碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液立即產生氣泡B濃硝酸用砂紙打磨過的鋁條產生紅棕色氣體C氯化鋁溶液濃氫氧化鈉溶液產生大量白色沉淀D草酸溶液高錳酸鉀酸性溶液溶液逐漸退色

【答案】D

【解析】稀鹽酸先和②中的NaOH反應，再與Na2CO3反應，所以剛開始無氣泡產生，A項錯誤；A1條遇到濃HNO3發生鈍化，表面生成致密的氧化膜，無NO2產生，故B錯誤；向濃NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液的過程中，剛開始時過量NaOH與少量AlCl3反應生成NaAlO2而無明顯現象，隨著AlCl3溶液不斷滴加，后期會出現白色沉淀，故C錯誤；酸性KMnO4具有較強的氧化性，草酸(H2C2O4)溶液具有較強的還原性，二者容易發生氧化還原反應，使紫紅色的KMnO4溶液褪色，故D正確。

(二)解題策略

此類試題借助實驗考查物質的基本性質，涉及原理、操作、現象、結論等項目的評價，難度不大。答題時注意審清題中每個選項所給實驗的目的，分析其實驗原理或化學反應的正確性；分析所選試劑及添加順序能否達到實驗目的；分析儀器的選擇能否達到實驗目的(或儀器的操作是否正確)；分析實驗現象與結論、原理是否匹配。分析時要和所學的元素化合物、化學反應原理的知識相聯系，將不熟悉的內容轉換成已學的知識。

(三)變式訓練

1.下列根據實驗操作和現象所得出的結論正確的是

( )

【答案】D

2.(2019·全國卷Ⅱ·10)下列實驗現象與實驗操作不相匹配的是

( )

【答案】A

類型三 分離提純型

(一)典例剖析

(2017·全國卷Ⅰ·8)《本草衍義》中對精制砒霜過程有如下敘述：“取砒之法，將生砒就置火上，以器覆之，令砒煙上飛著覆器，遂凝結累然下垂如乳，尖長者為勝，平短者次之。”文中涉及的操作方法是

( )

A.蒸餾 B.升華 C.干餾 D.萃取

【答案】B

【解析】以古文獻中精制砒霜為素材考查物質分離和提純的操作方法。由精制、火、煙、凝結等關鍵詞可知，該操作方法是將被提純固體直接轉化為氣體、冷凝為固體的過程，故是升華操作。故選B。

(二)解題策略

1.牢記物質分離和提純的“四原則”和“三必須”

(1)“四原則”：①不增(除雜過程中不引入新的雜質)；②不減(不減少被提純物)；③易分離(被提純物與雜質易分離)；④易復原(被提純物易復原)。

(2)“三必須”：①為保證雜質除盡，必須使用過量的除雜試劑；②前面步驟的過量除雜試劑，在后面步驟中必須除盡；③必須注意試劑加入順序和選擇最優化的除雜途徑。

2.掌握分離、提純的基本思路

一般先考慮物理方法，后考慮化學方法。

(1)物理方法

①“固+固”分離提純方法

圖2 “固+固”分離提純方法

②“固+液”分離提純方法

圖3 “固+液”分離提純方法

③“液+液”分離提純方法

圖4 “液+液”分離提純方法

(2)化學方法

沉淀法、氣化法、雜轉純法、氧化還原法、熱分解法、酸堿溶解法。

(三)變式訓練

(2018·廈門高三質檢)《茶疏》中對泡茶過程有如下記載“治壺、投茶、出浴、淋壺、燙杯、釃茶、品茶…”。上述過程中未涉及的操作方法是

( )

A.過濾 B.溶解 C.蒸餾 D.萃取

【答案】C

【解析】以中華優秀傳統文化泡茶的步驟為背景考查物質分離和提純的基本方法。以上泡茶過程包含了將茶葉中有機物萃取、溶解和將茶葉過濾的操作方法，未涉及蒸餾。根據常識，也可知泡茶過程中不需要蒸餾，故選C。

類型四 綜合實驗型

(一)典例剖析

(2019·全國卷Ⅰ·9)實驗室制備溴苯的反應裝置如圖所示，關于實驗操作或敘述錯誤的是

( )

A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K

B.實驗中裝置b中的液體逐漸變為淺紅色

C.裝置c中的碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫

D.反應后的混合液經稀堿溶液洗滌、結晶，得到溴苯

【答案】D

【解析】以溴苯的制備為背景考查實驗方案的設計與評價，涉及實驗操作、實驗現象、尾氣處理、除雜和分離等。本實驗基本原理：裝置a中，在溴化鐵的催化作用下，苯和液溴反應生成無色的溴苯和溴化氫；裝置b中，CCl4可吸收揮發出的苯和溴蒸氣；裝置c中Na2CO3溶液能吸收反應生成的HBr氣體，倒置漏斗的作用是防倒吸。具體分析如下：打開K，可以平衡氣壓，保證苯和溴混合液順利流下，故A正確；由相似相溶原理可知，裝置b中CCl4的作用是吸收揮發出的苯和溴蒸氣，溴溶于CCl4使液體逐漸變為淺紅色，故B正確；裝置c中Na2CO3溶液呈堿性，能夠吸收反應生成的HBr氣體，故C正確；反應后得到粗溴苯中含有溴苯、苯和Br2，加入稀NaOH溶液洗滌，除去其中溶解的Br2，振蕩、靜置，分層后分液，向有機層(含苯、溴苯)中加入適當的干燥劑進行干燥，蒸餾分離出沸點較低的苯，即可得到溴苯，不能用結晶法提純溴苯，故D錯誤。

(二)解題策略

“物質制備及性質”是綜合實驗型試題最常見的考查類型，該類試題的構成要素如圖5所示。明確實驗原理，結合相關物質性質和常見物質的檢驗方法是解答此類試題的關鍵。首先，從題目所給實驗目的結合有關知識獲取實驗原理。分析所制備物質是否有特殊性質(即是否需要特殊保護)，制備過程中是否產生有毒氣體，實驗方案是否遵循科學性、可行性、安全性、簡約性原則等。其次，以促進主反應和抑制副反應為指導思想，整體理解實驗方案和實驗原理。結合實驗原理，分析實驗方案中每個步驟的目的、原理和先后順序。再次，特別要理清制備后除雜提純操作的原理與先后關系。最后，分析圖中各裝置，進入每一裝置的物質是什么，吸收了什么物質(或生成了什么物質)。結合實驗目的和原理，分析裝置作用，舉一反三，分析缺少裝置的可能后果。

圖5 “物質制備及性質”型實驗題構成要素

解答此類試題時還應重點關注如下問題：(1)“分離與提純”問題要明確原理，切記不能引入新雜質。(2)“操作”問題，要養成有序思維，有效避免遺漏。(3)“制備”問題，要從教材類比遷移。(4)“檢驗”問題，要關注“特殊”，如特殊現象、特殊顏色、特殊氣味等。

(三)變式訓練

( )

A.裝置乙、丙、丁中盛裝的物質依次為無水CuSO4粉末、Ba(NO3)2溶液、品紅溶液

B.實驗時應先打開K，緩緩通入N2，再點燃酒精噴燈

C.甲裝置中殘留固體加稀H2SO4溶解，再滴加KSCN溶液，溶液變紅

D.丁裝置后需連接盛有NaOH溶液的洗氣瓶

【答案】A

三、實驗選擇題的考查趨勢預測

縱觀近幾年的全國卷高考理綜合化學實驗選擇題，筆者認為明年實驗選擇題的考查內容仍會繼續側重教材基礎實驗現象的描述、基于原理分析的實驗方案評價及綜合拓展。從考查方式來看主題式考查(即綜合實驗型)逐漸成為實驗選擇題考查的熱點和高階能力試題，體現了高考的選拔功能和對考生的能力要求，體現了學生的科學探究與創新意識和化學實驗與探究的能力，特別是使用全國卷Ⅰ的地區更要重點關注此類方式的考查。全國卷Ⅱ、Ⅲ考查仍然側重分散式，內容上側重方案評價、現象描述、分離與提純等。