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高考化学实验题的评析及复习备考建议

2019-09-19林增辉

广东教育·高中 2019年8期
关键词:水杨酸考查题目

林增辉

实验题是高考的基本题型,在历年的新课标I卷中,既有选择题也有综合题,分值占全卷的20%左右,是考查的重点内容。怎样才能有效地复习备考,做到有的放矢呢?常言道,知已知彼,方能百战不殆,在复习过程中,应该了解实验题是怎样考的?考什么?才能确定应该怎样备考。笔者结合近几年来全国各地的高考化学验题,对其考查方式、考查内容做了一些分析,以期能帮助同学们明确备考的方向。

一、化学实验题的题材呈现方式

从题材呈现的方式来看,高考化学实验题是灵活多样的,主要形式如下:

1. 以常见仪器及其用途作为命题的视角,考查同学们对常规仪器的名称、用途及其使用注意事项的掌握情况。

【例1】(2018·课标Ⅰ)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是(  )

【评析建议】乙酸乙酯是必修二(人教版,下同)的一个常规实验,在分离乙酸乙酯时根据该物质不溶于饱和碳酸钠溶液的性质,利用分液的方法,可知,不需要用D选项的蒸发仪器。这种题型在近几年的高考题中是很常见的,以考查仪器用途及使用注意事项为主,这类题型四个选项的内容可能是有联系的,也可能是相对独立的,但考查内容都比较基础,基本都源于教材中的常规实验,因此同学们要熟记教材中基本实验的仪器、实验原理,确保正确作答。

2. 以文字描述实验操作、现象及结论的形式,要求同学们判断文字信息中内容是否正确。

【例2】(2019·课标Ⅱ)下列实验现象与实验操作不相匹配的是( )

【评析建议】乙烯通入酸性高锰酸钾溶液中,被氧化成二氧化碳,溶液褪色但不分层,A错误。上述四个问题,究其根源,A选项源于必修二乙烯的内容,B选项源于初中镁条与二氧化碳反应的内容,C选项源于选修四硫代硫酸钠与酸的反应的内容,D选项源于必修一铁及其化合物的内容;可见四个选项是相对独立的,因此,这种题目的素材来源也是非常广的,但由于素材的内容也基本源于教材的常规实验,因此同学们要重视回归教材。

3. 以某种物质的制备或性质检验为背景,考查该实验中仪器的使用、物质的性质、反应的现象及实验的评价等内容;和综合实验题不同的是,这类题目的内容和答案范围已经明确,同学们只需要根据题目信息,对各选项的内容进行分析判断即可,不需要进行主观描述。

【例3】(2019·课标I)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( )

A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯

【评析建议】向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液,为了平衡气压,需要打开K,A正确;溴有挥发性,而溴易溶于四氯化碳,因此装置b中的液体逐渐变为浅红色,B正确;在反应过程会生成HBr,易挥发且不溶于四氯化碳,因此需要c中的碳酸钠溶液进行尾气处理,C正确;溴苯是一种密度比水大的无色液体(必修二教材内容),不能用结晶的方法,D错误。在必修二苯一节中,苯与溴的反应,虽然不要求进行实验教学,但反应的原理是要求同学们掌握的,题目以此为背景,在提供装置图的前提下,考查平衡气压的方法(必修一萃取实验中涉及开瓶塞平衡气压)、溴易挥发及易溶于四氯化碳(由必修一碘易溶于四氯化碳类推)、溴化氢的尾气处理方法(类于氯化氢)和溴苯的分离提纯方法(教材中已经说明溴苯是一种无色液体),可见这类题目的命题素材虽然可能高于教材,但落脚点依然贴近教材。这种命题的角度在近年来的高考题中比较少,但2017和2019年新课标I的实验选择题都采用了这种方式,所以也应该引起重视。

4. 综合实验题。这类题型相对比较稳定,常以某种物质的制备为背景,主要考查物质制备、分离提纯、物质检验、方案设计、实验评价和数据处理等内容。

【例4】(2019·课标III)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:

實验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作.

①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。

②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。

③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。

④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。

回答下列问题:

(1)该合成反应中应采用__________加热。(填标号)

A. 热水浴    B. 酒精灯    C. 煤气灯    D. 电炉

(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有_________(填标号),不需使用的___________(填名称)。

(3)①中需使用冷水,目的是______________________。

(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是____________________,以便过滤除去难溶杂质。

(5)④采用的纯化方法为_________________________。

(6)本实验的产率是_________%。

【评析建议】对于综合实验题,同学们除了掌握必要的基础知识,还得掌握必要的解题方法——捕捉证据信息,合理推理作答。题目提示“维持瓶内温度在70 ℃左右”,结合(1)中四种加热方式,只能选择水浴法;①信息提示“倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤”,可知涉及溶解和过滤,所以烧杯和漏斗都是需要的,而分液漏斗和容量瓶是不需要的;题目提示“冷水中,析出固体”,可推断冷水的作用是为了降低产品的溶解度,有利于产品的充分结晶;根据信息“滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体”、“以便过滤除去难溶杂质”,可知碳酸氢钠与乙酰水杨酸反应生成可溶的乙酰水杨酸钠,形成可溶性盐;对于纯化的方法,题目中已经提示乙酰水杨酸是一种不溶于水的固体,因此可用重结晶的方法(类似于选修五第一章中苯甲酸的重结晶);而对于产率的计算,根据提供的化学方程式、相对分子质量、体积和密度,可粗略计算醋酸酐是过量的,而水杨酸是0.05 mol,如果完全反应,乙酰水杨酸也应生成0.05 mol,但实际上只生成5.4 g,物质的量为0.03 mol,转化率为60%。由上述的分析可见,这类题目对信息的获取,目的不在于“证实”或“证伪”,而在于推断出所要填写的内容,而要将“信息”转化为答案,则需要同学们具备有一定的基础知识,例如上述的水浴加热法、羧酸与碳酸氢钠的反应等等;同时,也要注意文字的表达,既要简洁,也要规范;所以同学们既要夯实基础,也要善于从题目中捕捉信息、处理信息,合理作答。

二、化学实验题的内容透析

了解实验题的呈现方式,有助于我们在题目素材上进行有针对性地复习,但这还是不够的。高考是选拔性考试,需要通过题目对同学们的知识、技能和价值观念进行全面考查,也就是说,一道实验题应该包含了核心知识、核心技能还有核心价值观念三个维度。那么,我们平时所进行的实验或练习,也应该从这三个维度进行思考,这样才能让我们和高考实验题进行深度对接。那么,怎样从这三个维度审视实验题呢?下面以2019年的新课标I实验题为例,通过对题目的透视,以期寻找备考的启示。

【例5】(2019·课标I)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:

回答下列问题:

(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。

(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。

(3)步驟③中选用足量的H2O2,理由是_____________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。

(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。

【评析建议】从核心知识、核心技能和核心价值观念三个维度分析题目:

上表呈现了同学们解题时所应具备的化学知识、实验技能及价值观念。考查的知识点,都是初高中化学的基础知识,基本都源于教材,这就要求同学们对基础知识地掌握要扎实,记忆要牢固,切不可好高骛远。而对于实验技能的的掌握,也基本源我们的教材实验,例如①源于选修四化学反应速率的内容,②水浴加热源于选修五银镜反应的内容;因此,同学们在备考过程中,应回归教材,认真审视教材中每一个重要的化学实验,感悟实验过程中所应用的方法,举一反三,转化为自身的能力,这样在面对陌生的问题情境时,才能将知识和技能进行迁移应用。当然,在解题过程中,也要有一定的指导思想,例如绿色化学理念、守恒思想等,有了价值观念地引导,才能找到正确的解题方向。

三、备考建议

在熟悉化学实验题的命题方式及题目内涵后,就需要同学们脚踏实地、有针对性地进行复习了,基于实验题的特点,在这里给同学们提几点建议:

1. 回归教材,重温教材中的常规实验。2017版的高中化学课程标准在附录中列出了18个必做的化学实验,可见化学实验在高中化学中地位。当然,重温实验,不能走马观花、简单地背诵反应原理和实验操作,这样只会让同学们的知识变得杂而乱,对解决陌生问题并无帮助。建议同学们也从实验中所蕴含的知识、技能和价值观念三个角度进行分析,学会分析问题、处理问题,学会将知识和方法进行迁移升华,举一反三。例如2017年新课标I实验题中考到“中空玻璃管的保温作用”,很多同学们对该问题无从下手,但如果同学们在“中和热测定实验”中,能将该实验的保温方法进行分析拓展,对该问题应该能轻松作答。

2. 在熟悉教材实验的基础上,还需要进一步梳理实验考点。例如常规实验仪器及其应用、物质分离提纯方法及其应用范围、常见物质的制备方法、物质的检验方法、尾气处理方法等等,由于这部分内容在市面上绝大部分的教辅资料中都有详细归纳,这里不做详细叙述。但这一过程是非常有必要的,因为教材实验毕竟是相对独立的,只有归类对比,才能进一步理解各种实验要素的作用。例如对物质的冰浴、水浴加热、油浴、加石棉网加热、直接加热、坩埚灼烧都与“热”有关,但用处不同,通过对比分析,同学们能更深刻地理解每一种方法的作用。

3. 强化文字表达训练。对于综合实验题,基本都要求同学们能描述实验的操作方法、实验现象、实验结论或实验评价等内容,这就需要同学们能快速组织通顺、简洁的语言进行作答,要提高这一方面的能力,同学們可以背诵并模仿一些常考操作的表达,例如结晶的过程、沉淀的洗涤、离子的检验等等,还可以以往届高考真题为蓝本,模仿高考真题答案的表达方式,提高文字表达的精准性。

4. 在以往高考题中练习、思考、汲取营养。明确高考题的题型、命题角度及考查的方式,能使备考更有针对性,同时,在练习过程中,同学们不能只满足于得到答案,而要学习怎样才能更有效率地解题,在题目中快速地捕捉有效信息,使答案变得有理有据。另外,要学会从解题到赏题,体会题目中所要求的能力是源于教材,还是从教材中演变而来,在赏题过程,寻找复习备考的动力。

责任编辑 李平安

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