刘燕秋

(山东省宁阳县第一中学)

新课程改革实施以来的试题命制提高了学科核心素养的考查力度,强化了科学探究与创新意识的考查.2023年的高考化学试卷中取消选做题,化学题量采用“7＋4”形式,这势必会对实验探究题的考查方式有所影响.笔者对实验探究题的考查方式进行归纳总结,以期对学生的复习备考有所帮助.

1 以基础实验为依托考查实验归纳能力

以基础实验为依托的实验探究题一般以选择题的形式为主,基础性较强,涉及的实验多为学生熟悉的课本实验,要求学生具备扎实的基础实验技能,能对已学的实验原理、实验操作等进行归纳总结.高考实验题的形式或在实验装置中进行创新,或在一道试题中涉及几个基础实验,因此,透彻理解已学实验原理,掌握正确的操作方法,熟悉常见的实验现象,是解答此类实验题的关键.

例1(2022年广东卷,改编)某化学学习小组在学习过浓硫酸的性质后,欲对铜与浓硫酸的反应进行探究,设计了如图1所示的微型装置.图中a～d均为蘸有相应溶液的棉球.据此判断,下列分析不正确的是( ).

图1

A.Cu与浓硫酸反应,既体现了H2SO4的酸性,又体现了H2SO4的氧化性

B.a处棉球变红,说明SO2是酸性氧化物

C.b或c处棉球褪色,其褪色原理相同

D.试管底部出现白色固体,体现了浓H2SO4的物理性质

分析本题考查的是学生比较熟悉的Cu与浓硫酸反应的实验,实验装置是试题的创新点,属于绿色化学中的微型实验范畴,是高考常见题型,基础性较强.Cu与浓硫酸反应的化学方程式为

说明在反应中,浓H2SO4既体现了酸性,又体现了氧化性,选项A 分析正确.紫色石蕊溶液遇酸性物质变红,a处棉球变红说明有酸性物质生成,即可说明SO2是酸性氧化物,选项B 分析正确.蘸有品红溶液的棉球遇SO2褪色,说明SO2具有漂白性;酸性KMnO4具有强氧化性,SO2有还原性,两者相遇可发生氧化还原反应,进而使蘸有酸性KMnO4试液的棉花褪色,选项C 分析错误.观察题图可知,所用浓硫酸过量,反应生成的水会被浓硫酸吸收,使得生成的CuSO4无法形成蓝矾晶体,因此试管底部出现白色固体,体现了浓H2SO4具有吸水性的物理性质,选项D分析正确.答案为C.

2 以工艺流程为依托考查实验分析能力

以工艺流程为依托的高考试题,是考查学生实验分析能力的重要载体,所涉化学知识隐含在题干和问题中,需要学生认真分析流程图,理解其中涉及的实验操作和实验原理.

例2(2022年湖南卷)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图2所示.下列说法错误的是( ).

图2

A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料

B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率

C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2

D.滤液可回收进入吸收塔循环利用

分析本题以铝电解厂烟气的净化流程为背景,考查物质制备类实验.把握物质的性质和混合物的提纯,准确分析和解读所给流程图等是解题的关键.将含HF 的烟气通入吸收塔,加入过量的Na2CO3,Na2CO3与HF 发生反应,化学方程式为Na2CO3＋HF＝NaF ＋NaHCO3;接着向合成槽中通入NaAlO2,吸收塔中生成的NaF、NaHCO3和NaAlO2发生反应,化学方程式为4NaHCO3＋6NaF ＋NaAlO2＝Na3AlF6＋4Na2CO3＋2H2O,据此分析解答.铝电解厂烟气中含有HF,陶瓷中含有SiO2,SiO2会与HF反应,所以不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料,选项A 说法正确.溶液喷淋法可增大反应物的接触面积,加快反应速率,可提高吸收塔内烟气的吸收效率,选项B说法正确.合成槽中含有生成的Na3AlF6、加入的NaAlO2、过量的Na2CO3,因为NaAlO2会与CO2反应,所以产物为Na3AlF6和Na2CO3,选项C 说法错误.滤液中含有过量的Na2CO3,可回收进入吸收塔循环利用,选项D 说法正确.答案为C.

3 以物质的制备或测定为依托考查实验综合能力

以物质的制备或测定为依托的实验探究题,通常以非选择题的形式出现,综合性较强,意在考查学生的实验综合能力.熟悉常见化学仪器,掌握实验设计流程,理解化学实验原理,了解实验设计原则,并能通过所给信息结合所学知识进行化学计算,是解答此类实验探究题的关键.

例3四氯化锡(SnCl4)是无色液体,熔点-36 ℃,沸点114 ℃,极易发生水解.实验室用如图3所示装置制备少量SnCl4(夹持装置略).回答下列问题:

(1)按照气流方向,装置的连接顺序依次为A→________→________→________→________→D.

(2)装置A 中发生反应的离子方程式为________.导管a的作用为_________.

(3)试剂M 的名称为________.

(4)SnCl4遇水易水解生成SnO2·xH2O,该水解反应的化学方程式为_________.

分析本题主要考查实验方案的设计,意在考查学生的知识迁移能力,为高考常见题型,明确实验原理是解答的核心.用如图所示装置制备少量SnCl4,利用浓盐酸和高锰酸钾溶液反应在装置A 中制取氯气,由于浓盐酸具有挥发性,制取的氯气中含有水蒸气和氯化氢气体,通过装置C中的饱和食盐水和浓硫酸除去氯化氢和水蒸气,净化后的氯气通入装置B,在加热条件下与Sn 反应生成SnCl4,由于SnCl4熔沸点低,B 中反应生成的物质通入F 中用冰水浴冷凝收集,SnCl4易水解,为防止空气中的水蒸气进入装置F,在F装置后接装置E吸收水分,未参与反应的氯气是大气污染物,不能排放到大气中,用装置D 中的氢氧化钠溶液吸收.(1)根据分析,按照气流方向,装置的连接顺序依次为A→C→B→F→E→D.(2)装置A 中发生反应的离子方程式为2MnO-4＋16H＋＋10Cl-＝2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O;导管a的作用为平衡反应容器内外压强,使液体顺利滴下.(3)试剂M 的作用为吸收制取的氯气中含有的水蒸气,故应为浓硫酸.(4)SnCl4遇水易水解生成SnO2·xH2O,该水解反应的化学方程式为SnCl4＋(x＋2)H2O＝SnO2·xH2O＋4HCl.

本题考查的知识点基础性较强,预测2023 年高考化学试题中此类试题的难度会提高,学生需要提高知识的迁移应用能力,面对陌生的试题情境,能结合所学的实验目的、实验原理,进行分析、理解,同时还要掌握一定的运算方法,如溶液的浓度、产品的纯度、物质转化率的计算等.

新的高考形式必然会产生新的考查方式,体现学生化学核心素养的化学实验探究题必然会受到命题者的青睐.学生在复习过程中可在往年高考试题命制形式的基础上,参考新教材编写理念,加深对化学知识的理解,充分理解化学与生产生活实际的紧密联系,提高知识应用的灵活性,为新的高考形式做好充分的准备.

(完)