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基于化学学科核心素养分析高考实验真题

2019-11-07安徽

教学考试(高考化学) 2019年5期
关键词:真题考查物质

安徽

“科学探究与创新意识”是“化学实践”环节的化学核心素养要求,是化学学科实践能力的重要表征。高考是测试学生能力的手段,更是对学生能力的考查,所以在平时的教学中我们要有意识总结经验,注重培养学生的探究意识。

化学是一门以实验为基础的科学。化学实验作为认识化学物质及其变化的实践活动的重要工具与手段,对“化学实践”具有重要的认识论、方法论功能,对学生化学实验探究能力的提升具有重要的价值。而化学实验功能价值的发挥有赖于学生实验素养的高低、探究水平的强弱。我们要不断提高学生化学实验探究的能力和分析、解决问题的能力,从而增强学生的社会责任感。

一、关注“一体四层四翼”

“一体四层四翼”即通过“立德树人、服务选拔、导向教学”这个三位一体的核心立场,回答了“为什么考”的问题;通过“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”四层考查目标,回答了高考“考什么”的问题;通过“基础性、综合性、应用性、创新性”四个方面的考查要求,回答了“怎么考”的问题。

为落实“立德树人”的教育根本任务,充分发挥课程在人才培养中的核心作用,高中化学课程标准修订组根据“中国学生发展核心素养(征求意见稿)”和高中化学课程特点,提出包含“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“科学探究与创新意识”“科学精神和社会责任”五个方面的化学学科核心素养。化学学科核心素养是以“中国学生发展核心素养”为指导,基于学科特质与学科任务,为培育全面发展、社会需要的人而提出的关键素养。

高考命题框架:

二、高考真题分析

1.变化分析

每年高考真题的考查点各不相同,不断地变化,主要表现如下:

2015年高考真题侧重于物质的性质分析。

2016年高考真题侧重于物质分离的物理和化学方法,实验室收集气体,以及物质的保存。

2017年高考真题第8题侧重于物质分离提纯的物理方法(结合文言文);第10题侧重于气体的制备,净化和性质的验证。

2018年高考真题侧重于物质的分离提纯,考查其所对应的装置图。

2019年高考真题侧重于物质的制备、分离、提纯等。

2.变中不变

(1)实验题主要考查实验基本操作、物质鉴别和分离、实验现象与结论分析、实验设计的方案等。

(2)从题干来看,考查形式主要有三种:一是文字;二是表格;三是装置图。

3.考点

(1)化学实验室常用仪器的名称、用途和使用方法。

(2)化学实验的基本操作;化学品标志的识别;实验室事故的预防和处理方法。

(3)常见气体的实验室制法(包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法)。

(4)常见物质检验、分离和提纯的方法;溶液的配制方法。

(5)正确选用实验装置。

(6)控制实验条件的方法,预测或描述实验现象,分析或处理实验数据,得出合理结论。

4.实例分析

(1)源于教材,高于教材

【例1】(2019·全国卷Ⅰ·9)实验室制备溴苯的反应装置如图所示,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

【答案】D

【解析】装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。

本题以学生熟悉的实验原理为基础,考查化学实验方案的设计与评价,侧重于考查学生的分析能力、实验能力。所以要注意实验操作要点,再结合物质的性质综合分析是解答关键。

【出处】本实验取自化学必修2中苯的取代反应,在溴化铁的催化作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢。

(2)掌握实验基本原理,熟悉操作技能

【例2】(2019·全国卷Ⅰ·27)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)。

A

B

D

(3)步骤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________。

【答案】(1)碱水煮洗

(2)加快反应 热水浴 C

(3)将Fe2+全部转换为Fe3+,不引入杂质

(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)

(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O

【解析】(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,油污在碱性条件下容易水解,所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗,即碱煮水洗。

(2)步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率;温度保持80~95℃,温度恒定且低于水的沸点,故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸,加倒置的漏斗,故选择C装置;

(3)步骤③中选用足量的H2O2,H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,且H2O2的还原产物为H2O,不会引入新的杂质;因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分批加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5;

(4)为了除去硫酸铵、铁离子等,具体的实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤);

本题主要考查常规实验技能和操作,所以平时要注重用语言描述实验操作过程的训练,加强学生的语言组织能力。要根据《实验化学》教材中所体现的基本思想,带领学生做好有关的经典实验,如从铝土矿中提取铝、从海水中提取镁和溴、海带中碘元素的分离与检验、粗盐的提纯、硝酸钾晶体的制备、阿司匹林的合成、食醋总酸含量的测定、牙膏和火柴头成分的检验等。

三、备考建议

物质及其变化是化学研究的基本问题。解决这一问题,需运用实验、假说、模型、分类等方法,通过以化学实验为主的多种探究活动开展物质及其变化的研究,在高考复习上,我们要做到以下几点:

1.深入挖掘教材中的重要案例,将教材原型知识模型化

从近五年高考化学卷实验试题中可以看出,几乎每一道试题都能在教材中找到出处。而且,有些试题所涉及的实验直接取材于教材中的演示实验或学生实验。

平时做题要善于总结规律和技巧,解题思路:首先要明确实验目的,根据实验目的展开分析,理解实验原理与实验步骤,在此基础上,选择装置进行连接,选择合适的试剂,制备物质、除去杂质、干燥气体或检验物质等,通过运用相关知识,采用综合分析的方法逐一解答问题。

2.挖教材背后的东西,活化给学生,形成学科素养

以学科素养为宗旨,重视STSE教育,分析近年的高考化学实验题,可以发现在实验题中渗透了STSE知识。此类试题往往从以下角度来选材命题:

(1)以学生实施研究性学习活动中的课题作为背景,如食品检验、假酒中甲醇含量的测定、空气中某污染成分的测定、胃药中碳酸盐、氢氧化铝含量的测定;

(2)选用生活中常见的物质来代替化学仪器或药品而进行的家庭实验;

(3)对某个具有一定生活或社会意义的化学知识进行实验设计等。

3.整合、拓展同一主题下的知识点,注重试题的综合性

通过分析近五年高考真题,发现试题很好地体现了化学学科的特点,即以实验为中心,将化学实验与其他化学知识有机结合于一体,着重考查学生的能力和素质。化学实验试题所考查的知识从简单到复杂、从单一到综合,具体体现:

(1)将实验原理、实验现象、基本操作及其原理有机结合,进行考查;

(2)将已有知识与新信息组合,进行相应的实验设计或对所给的实验方案作出评价;

(3)将化学实验与化学基本原理、化学理论、计算、推理融为一体;

(4)将化学实验与物理、生物等学科知识综合在一起,对实验进行跨学科综合考查。

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