核心素養導向下高考化學實驗題命題特點及復習策略

陳志寧

摘 要：縱觀2018～2020年全國Ⅰ卷以及今年全國乙卷的實驗題，按照“穩中求進，變中出新”的命題思路，重點考查“四層”，圍繞“一核”，用不同的問題分別體現了“基礎性、綜合性、應用性和創新性”.

關鍵詞：核心素養;命題特點;實驗題;高考化學

中圖分類號：G632?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1008-0333（2022）04-0130-03

實驗是高考的重要內容，直接考查實驗的試題有選擇題和綜合實驗題兩種類型，還有一部分題目雖然沒有直接考查實驗，但在題設時會滲透化學實驗操作、原理或以實驗為載體考查基本原理.對比近4年全國卷的高考實驗試題，依據試題存在的特點，提出以下實驗復習建議和得分策略.

1 選擇題命題特點及其復習策略

1.1 命題特點

細看近4年的選擇部分實驗題，大多是直接考查教材實驗，或由教材實驗派生、發展出來的內容作為母本進行命題，同時在教材內容基礎上作一定的延伸.這類試題雖然考查的是局部知識，但試題考查的實驗均為綜合實驗，對于學生來說必須清晰整個實驗原理、過程、操作、結論.

如2021全國乙卷考查的4種常見氣體制取的發生裝置，2020全國I卷考查的4種氣體的除雜問題，其命題載體、情境都是必修1教材中出現的相關實驗，核心素養為宏觀辨識與微觀探析，物質性質決定除雜方法等，屬于必備知識，考查有關反應原理方法、物質轉化與應用及實驗裝置.2019年全國I卷考查的是溴苯制備，實驗原理在三個版本必修2教材中均有，也屬于必備知識，但沒有相關的裝置圖.2018年全國I卷為乙酸乙酯制備，在3個版本的必修2教材中均能找到相關詳細的制備過程.

1.2 復習策略

（1）回歸基礎、回歸教材.從4年的考點難易度統計結果來看，簡單題比例占很大，基礎是實驗題得分的“中流砥柱”.而在平常的復習中教師和學生往往會忽視教材，只是籠統的將教材實驗過一遍，復習效果肯定好不了，所以復習時務必重視基礎，回歸教材，關注教材中的實驗，將其作為實驗復習的一項重要內容.同時需要特別重視元素化合物的知識，尤其是物理和化學性質及其應用.特別重視新課標附錄3中必做的18個實驗，將其融會貫通，既要有橫向上零散知識的聚焦、解讀與重構，又要在縱向上整合發展必做實驗的相似點完成學習進階.

（2）建構模型突破教材實驗.熟悉的解題模型建立廣闊的心理空間，做到胸有成竹，消除面對陌生情境時的恐懼感，可將實驗分為“物質性質和物質制備”兩類，并對兩類實驗采用建構模型的方式復習，如制備實驗均按“制備—分離提純——收集—尾氣處理”順序，這樣有利于學生逐步建構制備物質實驗的思維模型（包括發生、凈化、尾氣處理裝置模型等），幫助學生在陌生情境中遷移已有的實驗經驗，提高知識遷移能力，同時還要注意在教材實驗的基礎上進行延伸與拓展，如對人教版必修2教材中乙酸乙酯的制備裝置進行優化.

實驗3-4 在1支試管中加入3mL乙醇，然后邊振蕩試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙酸;按圖1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（如圖1所示），觀察現象.

針對乙酸、乙醇易揮發，原料利用率低、未完全液化的乙酸乙酯易逸出產率低的問題，可對教材中的裝置從發生裝置、回流裝置、吸收裝置3個環節加以改進，掌握相關原理后可構建好模型，遇到相類似的題目就迎刃而解了.

再如人教版必修2“ 海帶提碘”實驗拓展.

實驗 4-2

我們知道海帶中含有碘元素.怎樣通過實驗證明海帶中確實存在碘元素呢？（提示：海帶灼燒后的灰燼中碘元素以I-形式存在，H2O2可以將I-氧化為碘單質.）

（1）取3g左右的干海帶，把干海帶表面的附著物用刷子刷凈（不要用水沖洗）.用剪刀剪碎后，用酒精潤濕，放入坩堝中.點燃酒精燈，灼燒海帶至完全變成灰燼，停止加熱，冷卻.

（2）將海帶灰轉移到小燒杯中，向其中加入10mL蒸餾水，攪拌、煮沸2～3 min，過濾.

（3）在濾液中滴入幾滴稀硫酸（3mol/L），再加入約1mL H2O2（質量分數為3%），觀察現象.加入幾滴淀粉溶液，觀察現象.

拓展與思考1 煮沸的目的是什么？

提示：煮沸的目的有二：加快溶解速率和除盡溶液中溶解的氧氣.因為常溫下，O2在酸性條件下能氧化 I-（見選修4 P21頁 ），若需定量測定 I-含量，不煮沸，則測定結果偏小.

科學探究

已知4H++4I-+O22I2+2H2O

現有1mol/L KI溶液0.1mo/L H2SO4溶液和淀粉溶液，請探究溶液出現藍色與溫度的關系.

拓展與思考2：加入H2O2的目的是什么？除了加雙氧水，還可以加哪些氧化劑？（提示：主要目的是加入H2O2氧化 I- 生成I2）. 除了加雙氧水，還可以通入O3 等綠色氧化劑.

拓展與思考3：加入雙氧水后得到碘的水溶液，如何得到純的單質碘？

拓展與思考4：由表2可知I2和CCl4沸點相差107℃，通過蒸餾的方法把CCl4蒸餾出去，從而與碘分離可行嗎？

對比實驗：

（1）將碘置于燒瓶中，水浴加熱到50℃時，燒瓶中已有少量的紫色蒸氣，當水浴加熱到77℃時，燒瓶中已有很多紫色蒸氣.

（2）將碘的CCl4溶液 80℃水浴片刻，燒瓶中出現紫色蒸氣，錐形瓶中也開始收集到淺紫紅色溶液，最終燒瓶中殘留少量的碘.

由此說明：碘在77℃時有較多的升華，所以溫度達到四氯化碳的沸點時，大部分的碘隨著四氯化碳一起蒸出，說明常壓蒸餾不能分離碘和四氯化碳.

結果討論：

（1）采用常壓蒸餾方法不能很好分離碘和四氯化碳 .80℃水浴片刻，燒瓶中出現紫色蒸氣，錐形瓶中也開始收集到紫色的液體.最終燒瓶中殘留少量的碘，大部分的碘和四氯化碳一同被蒸出.

（2）減壓蒸餾可以分離碘和四氯化碳：將碘和四氯化碳的混合液（2g碘溶于30mL四氯化碳中），在室溫下，壓力在10～15mmHg，進行減壓蒸餾，約8min就將碘和四氯化碳分離開來.

綜上所述，用蒸餾的方法來提取碘是不可采用的方法，常壓蒸餾不能分離，減壓蒸餾可以分離，但通常在實驗室不方便操作.因此可采用化學方法（NaOH濃溶液反萃取法;過氧化氫法）來分離碘和四氯化碳具有一定的可行性.

2 綜合實驗題命題特點及其復習策略

2.1 綜合實驗題特點

該題背景大多為陌生情境，但考查的內容都在教材實驗里能找到相對應的知識點，需要學生將自己的學習經驗遷移到陌生情境中，考查學生的辨識能力、概括關聯能力等.常見的題型是定性實驗與定量測定相結合，試題通常以物質的制備和物質含量測定為背景，考查制備方法及過程、物質性質、操作方法，在題目的最后一至兩問考查制備的產率或者純度測定計算，也會圍繞定量測定展開的誤差分析、裝置的設計和改進、實驗評價、化學計算等問題.

如2021全國乙卷以氧化石墨烯制備為新情境，2020年全國I卷以電化學實驗為基礎探討不同價態鐵的氧化還原能力的實驗過程，其命題載體都是實驗與探究（定性與定量），核心素養為變化觀念、證據推理與模型認知、科學探究，必備知識為物質轉化與應用、反應變化與規律，化學語言與概念.2019年全國Ⅰ卷以硫酸鐵銨[NH4Fe（SO4）2·xH2O]制備為背景，對實驗流程中一些環節提出問題，主要涉及的知識是鐵及其化合物的性質.

2018年全國Ⅰ卷是以醋酸亞鉻的制備為背景，依據提供的新信息中，準確地提取已經掌握的知識“二價鐵與三價鐵的性質”類比遷移進行應用，最后一問是實驗裝置評價.

2.2 復習策略

提高綜合實驗解題的關鍵是提升考試大綱要求的接受、吸收、整合化學信息的能力及分析問題和解決化學問題的能力、實驗探究能力三大能力.

在做題之前提前預設：題干是陌生的，而設問是熟悉的.在此預設之下將會有更大的心理空間對整道題進行更準確的把握. 這就要求首先要提高學生的破題、析題的能力，學會在試題提供的情景中提取題目問題的有效信息，聯想遷移已經掌握的知識，應用于陌生情境.要同步有效地提升學生這些解決問題的綜合能力，應該要采用專題方式，根據學生實際量身定做專題訓練的例題和習題，來突破定量實驗和定性實驗，構建好模型.如定量實驗的建模：某Na2SO3樣品因部分被氧化而變質，現有一瓶該樣品，如何設計實驗測定樣品的純度？方法一沉淀法：測量BaSO4沉淀的質量，方法二氣體法：測量SO2的質量 或測量SO2的體積，方法三滴定法：用高錳酸鉀溶液滴定SO2-3.復習時教師只要把三種方法的原理、通常的設問角度（方案一如何保證SO2-4沉淀完全？如何洗滌沉淀？如何判斷沉淀已洗滌干凈？常見的誤差分析等，方案二取樣品固體加濃硫酸產生二氧化硫用濃硫酸可用稀硫酸代替嗎？將樣品配成溶液再進行實驗行嗎？方案三為確定滴定終點，選擇何種指示劑，說明理由？判斷到達滴定終點的實驗現象等）講透徹，并構建好模型.

參考文獻：

[1] 唐敏.碘和四氯化碳的分離實驗探究[J].化學教學，2010（5）：16.

[責任編輯：季春陽]