剖析真題規律 命制原創試題 促進有效復習——以化學實驗選擇題為例

湖南 周學興 楊 霄

選擇題中實驗選擇題是高考全國卷的必考題型，分值為6分，同時也是實驗綜合題的基礎。文章從實驗選擇題的高考命題規律、考點來源、試題序號的設置、應對策略等視角進行分析，以期給予教師和學生的一輪復習一定的方向，提升復習效率。筆者結合《普通高中化學課程標準(2017年版)》對實驗選擇題在未來高考中的考查方向給出了一定的分析，并介紹了原創試題的命制過程。

1.試題背景

化學是一門以實驗為基礎的自然學科，實驗是化學的靈魂。通過實驗，可以使學生獲得主動的感性認知，可以幫助學生認識化學概念，理解和鞏固化學知識，培養學生的實驗能力、觀察能力、邏輯思維和創造能力，還有助于學生磨煉意志，培養實事求是、嚴肅認真的科學態度，訓練科學思維方法，促進實驗探究與科學創新意識的素養發展。

本文以2015～2019年近五年全國卷高考試題為背景，將從高考化學實驗選擇題與教材的關系及其突破策略、選材命題等角度進行闡述。近五年全國卷的考查形式與內容具體情況，詳見表1。

表1 2015～2019年全國卷實驗選擇題的考查形式與內容情況匯總

2.試題研究

2.1 考題類型分析

由表1可知，實驗選擇題考查的形式主要為表格類、圖象類、文字敘述類、大題小做類，涉及面廣，涵蓋有機小實驗、無機小實驗，很好地考查了學生的必備知識，體現了核心素養中的實驗探究與創新意識。該類試題主要考查教材中的實驗及其延伸、教材中元素化合物性質探究設計型實驗、原理設計型實驗等內容。其中表格類，屬于拼盤式考題，考查內容豐富廣泛，綜合性強，難度大。儀器圖象類試題中，若是考查儀器的識別與選擇，難度并不大，若是“大題小做類”，則綜合性強，難度大。文字敘述類試題，也屬于拼盤式試題，考查內容較為廣泛，但是信息比較直接，難度相對下降。

2.2 真實情境創設

2019年高考化學試題積極貫徹全國教育大會精神，把握新時代的育人方向，落實新時代的育人要求，助力培養德智體美勞全面發展的人才。持續深化高考考試內容改革，全面落實“一核四層四翼”高考評價體系的要求，精選試題情境，呈現真實問題，加強對關鍵能力的考查，彰顯教育改革的鮮明導向。同時，高考評價體系還規定了高考的考查載體——真實情境，以此承載考查內容，實現考查要求。

此部分內容屬于“學習探索情境”，主要源自教材內容。近五年全國卷高考試題的實驗選擇題考查內容與人教版教材(2004版)的對應關系，見表2。

表2 2015～2019年全國卷實驗選擇題考查內容與教材的對應關系

在具體的“學習探索情境”中，主要為元素化合物知識，集中在必修1、必修2，包含教材中的實驗、儀器使用與基本操作、反應原理、有機模塊、化學反應創設類等部分。其中化學反應創設類(簡稱創設類)指的是學生熟悉的化學反應，但教材并未以實驗形式呈現，命題者進行創設的學習探索情境，考查學生對實驗現象的預測描述、分析與歸納等能力，2015～2019年全國卷探索情境模塊分類見表3。

表3 2015～2019年全國卷實驗選擇題學習探索情境模塊分類

綜合表3可發現，教材實驗是實驗選擇題考查的重點。全國卷Ⅰ從呈現教材內容的形式看，近兩年集中考查了必修2部分的內容并重點考查了有機部分。創設類試題基本來源于教材的化學反應，從實驗現象的預測、方案的評價等角度進行考查，同時可能涉及一定物質的量濃度溶液的配制、反應速率的比較、強酸制弱酸、性質的探究與驗證、儀器的選擇與知識使用等，也可從定性或定量的角度審視全國卷實驗選擇題的考查情況。

從元素知識角度分析，實驗選擇題的選項有制備類，涵蓋分離提純操作與儀器的選擇、氣體的收集，比如2019年全國卷Ⅰ第9題溴苯的制備、2019年全國卷Ⅲ第12題A和D項、2018年全國卷Ⅰ第9題乙酸乙酯的制備、2017年全國卷Ⅰ第10題氫氣還原WO3等；有的選項考查反應原理類，比如2019年全國卷Ⅲ第12題B項，考查了反應速率的比較；有的選項考查實驗操作，物質的分離和提純，如2019年全國卷Ⅲ第12題C項、2016年全國卷Ⅰ第10題考查乙酸乙醇的分離、氯氣的凈化；有的選項考查性質的驗證與現象的預測，如2019年全國卷Ⅲ第10題考查KMnO4與C2H4反應、Mg與CO2反應、Na2S2O3與鹽酸反應、FeCl3與Fe反應。

從反應原理等角度，可以考查溶液的配制，比如2016年全國卷Ⅰ第10題考查氯化鐵溶液的配制，關鍵在于抑制FeCl3水解，比如2015年全國卷Ⅰ第10題考查沉淀轉化的證明與分析、2019年全國卷Ⅲ第12題B項考查如何加快反應速率等。

從題號編排情況發現，2015～2019年近三年全國卷Ⅰ將實驗選擇題主要設置在第9、10題，難度并不大，屬于中檔題或偏易題。2015～2019年近三年全國卷Ⅱ將實驗選擇題分別設置在第13、13、13、13、10題，現全國卷Ⅱ常常將實驗選擇題作為難題進行考查，而且主要以表格類形式呈現，但是難度有下降趨勢，可能將離子平衡作為最后一道選擇題。2015～2019年近三年全國卷Ⅲ將實驗選擇題分別設置在第9、9、10、12題，近幾年逐步有后移趨勢，難度逐步增加，可能將其作為壓軸選擇題進行考查。

縱觀三套試卷，每一年的考查內容均覆蓋必修教材和選修4教材，且每年考查的內容來源不盡相同，仍可從中發現一些命題規律。同時實驗選擇題的題號也“此起彼伏”，尤其是卷Ⅱ、卷Ⅲ，呈現“你上我下”的狀態。

2.3 應對策略

實驗是高中化學評價中重要的環節，但是各個學校對于實驗的開設并不理想，尤其是“大題小做類”題中出現整套裝置時，學生表現很不理想。

(1)常規實驗選擇題

走進實驗室，熟悉教材常規的試管實驗。不少老師認為“做實驗不如看實驗，看實驗不如說實驗”，這是出于應試的極端想法，在一定程度上，有助于部分學生學習實驗內容，但是長此以往不利于學生的長足發展。若是讓學生走進實驗室，簡單地完成操作，并無任何問題情境的創設，效果也將大打折扣。筆者認為，可以對教材常規實驗進行再創設，比如人教版化學選修4實驗3-4、3-5。

【實驗3-4】

向盛有10滴0.1 mol/L AgNO3溶液的試管中滴加0.1 mol/L NaCl溶液，至不再有白色沉淀生成。向其中滴加0.1 mol/L KI溶液，觀察現象；再向其中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液，觀察現象。

【實驗3-5】

向盛有1 mL 0.1 mol/L MgCl2溶液的試管中滴加1～2 滴2 mol/L NaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加2滴0.1 mol/L FeCl3溶液，靜置。觀察現象。

創設問題情境1：書寫實驗3-4，3-5中生成第一種沉淀的離子方程式。

創設問題情境2：書寫沉淀現象轉化的離子方程式。

創設問題情境3：請說明實驗3-4，3-5說明沉淀轉化要注意什么呢？

(2)“大題小做”題

人教版教材中有少數整套裝置的實驗呈現，比如人教版化學必修1實驗3-3。

【實驗3-3】

在燒杯中加一些水，滴入幾滴酚酞溶液，然后把一小塊鈉投入水中。你看到什么現象？

科學探究——鐵與水蒸氣反應

鐵不能與冷、熱水反應，但能否與水蒸氣反應？

請設計一套簡單的實驗裝置，使還原鐵粉與水蒸氣反應。這套裝置應包括水蒸氣發生、水蒸氣與鐵粉反應、檢驗產生的氣體等部分，也可用干凈的細鐵絲代替還原鐵粉進行實驗。

創設問題情境1：當發現有肥皂泡產生時，能否說明就是氫氣產生呢，為何？

創設問題情境2：模仿初中氫氣還原氧化銅的裝置，再設計一套裝置實現該反應？

創設問題情境3：分析兩套裝置中各部分的作用？

創設問題情境4：對比H2收集裝置，請問使用肥皂泡的優點是什么？

該實驗是人教版化學教材中為數不多的整套裝置的呈現與學習，是綜合實驗的模板，也是“大題小做”類試題的思維源泉。

不難發現，“大題小做”類試題中，以物質的制備實驗居多，無機制備實驗一般有氣體參與，可利用“插空法”分析或組裝實驗裝置。“插空法”的簡易模型介紹，見圖1。

圖1 插空法解題思路

若大題小做類屬于有機制備，有機實驗的核心——分離提純，常出現“水洗”“某物質洗”、干燥、分液、蒸餾、萃取、重結晶等內容。構建認知模型，以人教版化學必修2教材中實驗3-4、選修5教材中實驗1-2為有機實驗的基本模型。

【實驗3-4】

在一支試管中加入3 mL乙醇，然后邊振蕩試管邊慢慢加入2 mL濃硫酸和2 mL乙酸；按圖連接好裝置，用酒精燈緩慢加熱，將產生的蒸氣經導管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上，觀察現象。

創設問題情境1：寫出反應的方程式，強調可逆符號的書寫

創設問題情境2：試劑的混合順序原因

創設問題情境3：長導管的作用是什么

創設問題情境4：飽和Na2CO3溶液的作用？如何提高乙酸的轉化率？

創設問題情境5：結合蒸餾裝置，思考是否可以利用直形冷凝管等儀器改進實驗方案？

【實驗1-2】苯甲酸的重結晶

將粗苯甲酸1 g加到100 mL的燒杯中，再加入50 mL蒸餾水，在石棉網上邊攪拌邊加熱，使粗苯甲酸溶解，全溶后再加入少量蒸餾水。然后，使用短頸玻璃漏斗趁熱將溶液過濾到另一個100 mL燒杯中，將濾液靜置，使其緩慢冷卻結晶，濾出晶體。

創設問題情境1：重結晶的概念是什么，若要采用重結晶的方法，必須知道物質的哪些性質？

創設問題情境2：該實驗的操作步驟

創設問題情境3：全溶后加入少量蒸餾水的目的是什么

創設問題情境4：趁熱過濾的目的是什么

創設問題情境5：對比思考KNO3與NaCl的分離提純有哪些關聯

通過合理的問題情境創設，可以幫助學生迅速構建解題模型，高效突破高考化學中的實驗選擇題。

3.高考預測

綜上，實驗選擇題的呈現形式豐富，內容繁雜，但是并非無規律可循。在未來的高考中乃至新高考，實驗選擇題仍是必考題，考查內容來源于教材，符合2017版課程標準的要求，符合2019年高考評價體系中能力考查的要求。

3.1 教材板塊

值得關注的是表格類習題已經多年未考。實驗本該建立在實驗操作之上，無奈更多的是在習題訓練中構建解題模型，可以采取“角色扮演”，讓學生感知實驗的過程，運用理論和經驗感知教材實驗，感悟模擬試題。預計2020年全國卷Ⅰ將考查表格類試題、知識側重考查選修4實驗，繼續考查有機實驗的概率相對降低。在復習過程中，展開題型全覆蓋、教材實驗全覆蓋、教材板塊全覆蓋，在難度上進行全方位調控，兼顧難中易三種情況等角度的訓練。

3.2 課程標準

《普通高中化學課程標準(2017年版)》在課程模塊的每一個主題，均提供了情境素材建議和學習活動建議，這些建議當中提到了許許多多的實驗，進一步強化了實驗在化學中的核心地位。這些情境素材值得我們去關注，展開復習教學，并展開選題、命題。比如主題3水溶液中的離子反應與平衡中的學習活動和情境素材建議提供了許多實驗素材。

【學習活動建議】

(1)實驗及探究活動：測定溶液pH、強酸與強堿的中和滴定、探究促進或抑制氯化鐵的水解、鹽類水解的應用、沉淀的轉化。

(2)調查與交流討論：討論Kw的定義和應用，討論鹽溶液呈酸性、中性或堿性的原因，查閱資料并討論含氟牙膏預防齲齒的化學原理，提出加氟預防齲齒需要注意的問題，查閱資料并討論水溶液中的離子平衡在化工生產中的應用，如二氧化鈦的制備、侯氏制堿等。

【情境素材建議】

同濃度鹽酸和醋酸與鎂條的反應，不同鹽溶液的酸堿性，泡沫滅火器，碘化鉛懸濁液靜置后的上層清液中碘離子的檢驗，氯化銀與碘化銀、硫化鋅與硫化銀、氫氧化鎂與氫氧化鐵沉淀的轉化，鋇鹽中毒與解毒，水溶液中離子平衡的應用實例，例如弱酸的制備、鋁鹽和鐵鹽的凈水作用、緩沖溶液及其作用、溶洞和珊瑚的形成以及可溶性鋇鹽的工業生產等。

3.3 原創試題

(2019·常德市模擬考試·10)下列實驗操作、現象、結論或解釋均正確的是

( )

命制過程：

1.題號的編排

根據近幾年全國卷Ⅰ的考題特點，確定實驗小題設置在第10題，定位為中檔題。

2.內容的打磨

教材模塊的選擇，最終選擇必修1、選修4、選修5，常德地區大部分學校選擇選修5學習，兼顧無機和有機內容模塊，滲透元素知識與原理的考查。在難度的拿捏上選擇“多彎道”的思維模式進行考查，比如A項的鈍化是學生易混淆的知識點，但結論又較為簡單，還警示了學生今后在探究金屬活動性順序時，一般不能選擇濃、稀硝酸和濃硫酸等強氧化性酸；B項，為了證明元素非金屬性的強弱，選擇從選修4內容“越弱越水解”的角度展開命制；C項，選擇高考真題中的已考查且極為巧妙的選項直接進行考查，符合高考真題之間存在傳承或借鑒的現象；略顯不足的是，D項屬于選修5內容，若是將其換為必修2的實驗內容將更加完善。