立足基础,把握高考

——实验连接试题的分析及解题策略

黑龙江省佳木斯市第一中学  丁毅

摘要:综观近几年的高考新课标试题,化学实验仪器连接试题成为高考考试的重点。这类试题很好的体现了化学课程标准的主旨,也能够体现实验探究与创新意识以及证据推理与模型认知的化学核心素养。本文以典型试题的分析,建构仪器连接试题认知模型,通过高考试题的题组解题,讨论模型的活学活用,激活思维,最后将试题的分析回归教材,立足基础,把握高考。

 

关键词:仪器连接试题;模型认识;题组分析;回归教材

一、引言

化学是一门以实验为基础的自然学科,化学实验是我们认识化学的一个重要途径,很多化学概念、原理和规律来自于实验以及需要用实验来论证的,学生在学习过程中通过实验的实践和探究可以加深对化学概念原理规律的理解,同时也可以培养学生的科学态度和创新精神。高考是选拔性的考试,为高等院校选拔优秀人才,实验能力是从事科学研究的基础,因此高考中对实验能力的考察特别重视。化学实验题既能考查考生的自学能力,提取信息能力,逻辑思维能力,又能考查考生的实践运用和创新能力,还能考查科学语言的表述能力,化学实验的考察在化学学习质量的评价中有着重要地位。从近几年全国新课标高考试题来看,实验题的分值比重逐年增大,足以说明实验题的重要性。仪器连接顺序试题是一类对学生实验能力要求层次较高的题目,一般都与混合气体有关,除需要学生熟练地掌握各种气体的性质、检验、鉴别、除杂等有关知识外,还要求清楚各种仪器的使用方法,另外,学生还必须具备对实验现象与过程分析的想象能力。因此,实验仪器连接试题一直是高考考察的重点。

本文是在教授必修一第四章第四节《氨硝酸硫酸》中碳和浓硫酸反应的内容时,根据验证反应所产生各种产物的典型例题,构建此类实验仪器连接试题的认知模型,对些类型试题进行拓展,并将其模型应用于近期大量高考题和模考题中,最后再将此类试题回归教材。如果我们知道高考题是如何生成的,如果我们知道高考题与教材有什么联系,如果我们抓住高考命题的规律,如果我们将试题建立成解题模型,那么我们就能把高考从被动变为主动。

 

二、仪器连接试题解题模型的构建

1.典型例题分析

例题1:回答下列问题:(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式是:____ _____

(2)试用下图所列各种装置设计一个实验来验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序, 按产物气流从左到右的方向是(填装置的编号):___→___→___→___。

例题1

本道题的主要知识点来自人教版必修一SO2及浓硫酸的相关性质。解决该题并不困难,分析实验原理,C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O ,根据物质的性质进行分析,用澄清石灰水检验产物CO2,用品红溶液检验产物SO2,用无水硫酸铜固体检验产物水蒸气,由于气体在通过其它试剂均会带出水,所以水需要第一个检验,CO2、SO2均能使澄清石灰水变浑浊,所以我们应先检验SO2 ,除去SO2,最后再检验CO2,得出正确的连接顺序,进行作答。

2.构型建立与拓展

例题1以教材基本反应为背景,立足基础,考察性质,下面我们就建立这类实验连接题的解题模型(见图1)。

图1  解题模型

解题模型解决例题1(见图2)

图2  解题模型分析例题1

下面我们将这类仪器连接题从单一反应拓展到多个反应。

例题2:在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中,甲同学认为产生的气体是二氧化硫,而乙同学认为除二氧化硫气体外,还可能产生氢气。为了验证哪位同学的判断正确,丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X,气体发生装置略去)。

例题2

解题模型解决例题2(见图3)

图3  解题模型分析例题2

我们将这类仪器连接题从定性分析拓展到定量分析。

例题3:为测定某铁碳合金中铁的质量分数,并探究铁与浓硫酸的反应设计了图示实验装置。

解题模型解决例题3(见图4)

图4  解题模型分析例题3

三、仪器连接试题解题模型的活学活用

立足基础,把握高考,近期大量模考题和近几年新课标高考试题都出现过此类实验连接题的变式,下面我们对这类试题进行分析。

例题4(2019年哈三二模23题):某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,选用了如图所示的实验装置。 下列说法错误的是

A.有二氧化碳产生的实验现象是F装置中产生白色沉淀

B.拆除E装置也能达到实验目的

C.C装置用于检验是否有SO2生成

D.仪器A中反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)  CO2↑+2SO2↑+2H2O

例题4

解题模型解决例题4(见图5)

图5  解题模型分析例题4

从仪器连接分析上看,要想证明CO2存在的,应先证明SO2除尽,现象为E中品红不褪色,F中澄清石灰水变浑浊。所以A选项错误。拆除E装置,溴水颜色变浅也可以证明SO2除尽达到实验目的,B选项正确。选项C和D分别为产物性质分析和目的原理分析,也都正确。

例题5(2019师大附中一模27题):碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的金属材料。世界各工业国家在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时,也非常注意改进碳素钢质量,扩大品种和使用范围。

 (2)根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体中除SO2外,还可能含有X和Y两种气体,在标准状况下X气体的密度为0.0893g/L。为探究气体成分设计了下列探究实验装置

例题5

①反应过程中在通入W气体的同时,还要通入N2,其作用是______。

②装置B中试剂的作用是______,装置D中盛装的试剂是______,装置G的作用是______。

③如果气体W中含有X,预计实验现象应是______。

④分析W气体中的Y气体是如何生成的______用化学方程式表示。

解题模型解决例题5(见图6)

图6  解题模型分析例题5

例题6(2017全国Ⅲ26题):(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)(FeSO4)中已恒重的装置A接入下图示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热,实验后反应管中残留固体为红色粉末。

例题6

①C、D中的溶液依次为(填标号)                       。

C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为                      

a.品红         b. NaOH         c.BaCl2           d.Ba(NO3)2         e.浓 H2SO4         

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式                     

解题模型解决例题6(见图7)

图7  解题模型分析例题6

例题7(2018全国Ⅱ27题)K3[Fe(C2O4)3] •3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒 制蓝图。回答下列问题:

例题7

(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按如图所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是                                           

②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有                       

③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是                              

解题模型解决例题7(见图8)

图8  解题模型分析例题7

例题8(2019佳一中三模27题)高氯酸铵(NH4ClO4)是一种优良的火箭推进剂。 已知:邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)易制得纯品,在空气中不吸收水分,容易保存,摩尔质量大,是一种较好的基准物质。: NH4ClO4高温分解时产生水蒸气和三种气体单质,从而产生巨大的推动力。

1.①三种单质气体的化学式分别为_________________________________

②利用如图装置对分解产生的三种单质气体进行验证,装置A、B、C、 中所装试剂依次为                   (填选项字母)                            

a.湿润的有色布条    b.NaOH溶液   c.Na2SO3溶液    d.CuO   e.Cu

解题模型解决例题8(见图9)

图9  解题模型分析例题8

此类实验连接题多次进行考察,足以看出其重要性。纵观近几年高考,每年都有实验综合题,考点都是立足基础,突出能力,往往都是以无机物性质、制备、应用为背景,并提供一些新的信息,分析产物性质,分析仪器连接,最后进行规范答题。

在教学中,利用各种试题,充分挖掘试题的教学价值,利用各种题中的问题情境进行建模式教学,促进学生对新知识,新信息进行整理和重组,形成完善的认知结构,形成清晰的解题思路。一旦学生在大脑中建立了解题模型,在遇到新问题时就能联想大脑中已有的模型并充分发挥积极主动性,从被动变主动独立快速的解决这类试题。

四、仪器连接试题回归教材

仪器连接试题的连接方式多次在教材和教参中出现,因此可以看出近几年的高考出题方向仍是立足基础,回归教材,从教材内容到实际应用。下面我们看一下,仪器连接问题在教材中的出现情况。

人教版教材选修5科学探究出现了具体仪器连接问题。(见图10)

图10  验证乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱

人教版教参必修1浓硫酸与铜的反应实验的改进(见图11),必修2钠与氯气实验的改进建议及说明都出现了这样仪器连接顺序。(见图12)

图11  浓硫酸与铜的反应

图12  金属钠与氯气的反应

新课程背景下高考化学试题命题原则,要求试题应源于课本而高于课本。在所考查的观察能力、实验能力、思维能力和自学能力中,思维能力是核心,知识是能力的载体,化学基础知识主要是通过课本来掌握,而基础知识的考查并不是一目了然的,一般都是通过与本题相关的某种生活现象或已知条件迁移引导考生由现象进入到考题的本质,也就是说任何试题的分析我们都要回归教材的根本,求本溯源思想巧解实验问题。

五、总结

    在化学教学中,应关注培养学生思维的形成过程,对于实验试题的学习,可以根据试题的题型,根据教材内容,在不同的学习阶段,建构不同的解题模型,使教材真正成为一种动态的课程资源。本文通过验证碳和浓硫酸反应产物气体这一典型例题的讲解,构建化学实验仪器连接试题的解题模型,并利用这一解题模型分析解决近期大题模考高考试题,最后回归教材,找出模型的出处。本文旨在引导化学教学应重视教材中的实验,关注试题的形成过程。从这一点出发,依托教材为基础,深度研究实验仪器连接试题,形成建立模型式的解题模型,老师唯有“追本溯源”,才能促进学生的深度学习。


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