新课程高考化学实验考查要求与复习策略

                          王云生

高中化学课程标准在课程的学习目标中指出：“在化学学习中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。” 可见，新课程强调观察、实验是化学学习的手段和方法。要求“通过高中化学必修课程的学习”，“.学习必要的化学实验技能，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用。”

依据新课程化学实验的学习目标和学习内容，近几年的高考化学实验的考试要求，从三维学习目标出发，不仅仅考查考生实验知识、技能的掌握情况，更重视考查考生的实验能力，考查考生是否能运用化学实验手段和方法来研究物质的组成、性质与变化。

例如，08年高考考试大纲，无论是新课程实验区或非实验区的都十分重视上述5项实验学习内容的考查。依据考查的知识和能力目标，规定了考查的具体内容。考查的内容主要包括：

1．了解化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。

2．掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处理方法。

3．掌握常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器、反应原理和收集方法）。

4．综合运用化学知识对常见的物质（包括气体物质、无机离子）进行分离、提纯和鉴别。能根据要求配制溶液。

5．掌握化学实验的记录方法和运用化学知识设计一些基本实验。

（1）根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据，得出正确结论。

（2）了解控制实验条件的方法；

（3）根据实验xx要求，设计、评价或改进实验方案。

（4）能绘制和识别典型的实验仪器装置图．

6．以上各部分知识与技能的综合应用。

分析近几年高考涉及化学实验的考题，可以看到这些xx的考查要求与考纲规定的考试内容是吻合的。这些化学实验考题有以下几个特点：

l      注重理论联系实际，要求考生正确把握实验的目的和原理，依据具体的实验情景，灵活地运用实验基本技能，正确安排实验步骤、控制实验条件并处理好实验安全问题。

例1 （03年全国理综能力测试1，Ⅱ卷题33）用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。

方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入           。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用       的方法。

（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是                    。

方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是            。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是            。

（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是                       。

（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是          。

分析：本题主要考查学生对制备Fe(OH)2沉淀实验的目的和原理的理解程度，综合运用所学化学知识完成实验的能力。考生必须认识由于Fe2+和Fe(OH)2沉淀在空气中易被氧化成+3价化合物，为了得到白色的Fe(OH)2沉淀，必须在实验中使用不含Fe3+的硫酸亚铁，并防止在实验过程中Fe2+和Fe(OH)2被空气中的氧气氧化。如何做到这两点，就必须运用所学的化学知识，解决如何配制不含不含Fe3+的硫酸亚铁溶液，如何除去溶解在蒸馏水中的氧气，如何防止硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液作用生成的Fe(OH)2沉淀与氧气接触。考生必须真正理解这些原理，在第2小题中才能正确运用题目所提供的装置和试剂，通过合理的操作程序，巧妙地利用制备硫酸亚铁反应生成的氢气来除去溶液中的溶解氧，并保证生成的Fe(OH)2沉淀不与氧气接触。，能长时间保持白色。

答案：方法1，（1）稀硫酸、铁屑  （2）煮沸  （3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触氧气；方法2，（1）稀硫酸、铁屑  （2）NaOH溶液  （3）检验试管2出口处排出的氢气纯度，当排出的氢气纯净时，再夹紧止水夹  （4）试管1中反应生成的氢气充满试管1和试管2，且外界的空气不容易进入）

例2 (08年全国理综能力测试1，Ⅱ卷28题)  取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ和足量的碳粉充分混合物，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水。

按图连接仪器。实验开始时缓缓     

通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成，同时，b瓶的溶液出现白色浑浊。待反应xx后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却，此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答：

（1）元素Z是       ；

（2）停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？为什么？                                                                               

（3）反应管a中发生的所有反应的化学方程式是                                                                             

（4）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。

分析：

本题考查考生对金属热还原反应的理解，考查考生能否灵活地运用实验基本操作处理实验中具体问题。

反应管中存在C，生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体是CO2。反应管中MZ与C反应的产物中有CO2和金属，根据元素守恒可知MZ中有O元素，又金属与O形成物质的一般形式为金属在前，O在后，则Z为O。

考生在推断出MZ是氧化物，明白题设实验是通过热还原法用碳还原MO制得金属单质M之后，还要回答如何防止装置内气压降低产生液体回流，如何防止含有有害气体的尾气污染空气、危害健康等问题。这些问题是使用气体反应物经常需要考虑的。需要考生依据题设情景，做考虑、判断。由于停止加热后，反应管中的温度降低，压强减小，但有N2的不断通入，不会产生倒吸，故不需要断开a和b的连接处。

题设MO是黄色物质，从题设情景看，绝不是Na2O2 ，它不可能用C通过热还原得到。高中阶段未学习其他黄色氧化物，因此不能确定M是什么元素，题目也不要求回答，只能写为MO。如果考生只会根据平时训练的经验，先推断出具体物质才能解答，就陷入死胡同。考生的应变能力并不单纯是靠解题训练能得到的。

答案：（1）氧，（2）不需要，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中。

（3）MO+C M+CO↑     MO+CO M+CO2↑    CO2+C 2CO↑

2MO+C 2 M+CO2↑ 

（4）需处理，因为一氧化碳有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的玻璃管。

l      重视实验现象和实验数据的分析，要求考生能依据实验现象、数据通过归纳、推理，发现物质变化的原理和规律，或者印证所学习的原理知识。以此考查考生信息获取、加工能力，分析、归纳和推理能力。

例3（07年海南理综能力测试17题）下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：

分析上述数据，回答下列问题：

（1）实验4和5表明，             对反应速率有影响，             反应速率越快。能表明同一规律的实验还有                （填实验序号）；

（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有     （填实验序号）；

（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有       ，其实验序号是     。

（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因：                  。

分析：

本题考查考生对实验数据的查阅和分析能力，考查考生对反应速率影响因素的理解程度，对实验结果作出合理解释的能力。题目除要求考生分析实验中影响反应速率的因素，根据数据得出有关结论外，还要求考生进一步分析实验结果，推测反应前后溶液温度变化值相近的原因。

为了通过实验进行物质变化规律的探究，往往要控制实验变量，获得可靠的证据和结论。题设提供的9组实验和相应的数据，显示了实验中如何控制变量来揭示某种因素对反应速率的影响。考生通过题目的提示，对比相应的数据，联系所学的知识，不难作答。在9组实验中，反应前后溶液温度变化值相近的，而溶液总体积相同情况，说明反应放出的热量相近，考生只要从数据中了解到各实验中参加反应的金属质量相同，反应在相同温度、压力下进行，就不难作出回答。

答案：（1）固体反应物的表面积     表面积越大    1和2

（2）3和4  ；（3）开始反应温度    6和7

（4）一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同。 ）

l      要求能依据问题情景和实验条件，设计实验方案并进行实验探究，解决简单的化学实际问题。以此考查考生实验知识、技能的掌握程度与应用能力，解决问题的实践能力和创造性。

例4（07年广东高考题23）已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。

xx选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。

完成以下实验探究过程：

（1）提出假设：

假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有      元素；

假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有      元素；

假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；

（2）设计实验方案

基于假设3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）。

（3）实验过程

根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。

【提示】Ⅰ．在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应；

    Ⅱ．注意文字简洁，确保不超过答题卡空间。

分析：本题考查考生运用已学化学知识和实验技能进行实验探究的能力。考生要根据金属铝、铁、铜的性质设计实验检验金属粉末混合物中是否含有铁或铜存在。考生要根据三种金属性质差异，设计实验方案，选择适当的试剂，从混合物中分离出铁和铜并检验把它们转化为三价铁离子和二价铜离子，检验或判断它们是否确实存在。实验原理涉及铝和强碱溶液、铁、铜与稀硫酸、硝酸的作用、铁离子的检验等知识。实验过程，要运用溶解、过滤、沉淀等实验操作，要用到硫酸、硝酸和碱溶液。考查面广，原理知识与实验操作技能紧密结合，知识和探究实验能力的考查融合在一起。

答案：（1）Cu；Fe（答案顺序可交换）

（3）

l         把实验方法的考查与化学原理、元素化合物知识、化学计算等内容的考查融合在一起，考查考生综合运用化学知识技能解决实际问题的能力。强调运用化学实验原理设计实验解决问题时，要周密考虑实际问题的背景，把普遍适用的化学原理和实际问题相结合，学会从原理与实际问题结合的角度来设计和评价实验方案。

例5（08宁夏理综能力测试27题）为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验（以下数据为多次平行实验测定结果的平均值）：方案一：将a g铁片xx溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580 mL（标准状况）；方案二：将0.1a g铁片xx溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000 mol·L-1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。请回答下列问题：

（1）配平下面的化学方程式：

 □KMnO4+□FeSO4+□H2SO4 =□Fe2(SO4)3+□MnSO4+□K2SO4+□H2O

(2)在滴定实验中不能选择　　式滴定管，理由是　　　　；

(3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为　　和　　；（铁的相对原子质量以55.9计）

（4）若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。

①方案一　   （填“准确”“不准确”“不一定准确”,下同），理由是　；

  ②方案二　   ，理由是　。

分析：

本题以设计测定铁片纯度的两种实验方案为背景，考查考生运用已有知识进行实验设计、实验和数据处理的能力，还要求从实验设计的原理上判断和分析测定结果的准确性。

方案一测得铁片xx溶解于过量稀硫酸生成的氢气580 mL（标准状况）；方案二用KMnO4溶液滴定反应生成的FeSO4溶液。要从实验设计上对两种方案测定结果的准确性做判断，要判断实验方案是否符合实验对象和实验要求，即，必须考虑分析样品组成的实际情况。由于题目没有交代样品的组成特点，因此，必须做出对样品的组成特点做假设，依据假设做判断。如，铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，也不存在铁的氧化物，则方案一准确；如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，方案一所得结果偏低。对方案二的准确性，也要做类似的假设、分析。

从上述分析可见，实验设计的要求不仅要求所依据的反应原理正确，而且要符合样品的实际和测定要求。要教会和训练学生，根据题目情景，理论联系实际，灵活应用已学知识，创造性地分析、解决问题。

答案：(1)2  10   8   5   2   1   8 ；  (2)碱； KMnO4是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管；  (3) ；    ； 

(4) ①不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确

②不一定准确。如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确。 ）

依据课程标准的学习要求，参照几年来高考化学实验考题的考查要求，在研究制定实验复习的策略时，要特别注意以下几个方面。

1．把握“考试大纲”规定的考查内容，领会“考试大纲说明”对实验考试要求的阐述和分析。

可以结合近几年的高考实验xx的介绍、分析，帮助学生领会实验考查的要求与重点。

2．在元素化合物知识、化学原理知识的复习中，要紧密结合实验复习，应用有关化学实验内容，理解、印证理论知识，提高复习效果，提高学生对实验的运用能力。

这一阶段的实验复习只能采取分散方式，结合于元素化合物、有机化合物的组成、结构、性质与变化知识的复习之中。例如，帮助学生回忆有关的性质实验、物质验证、制备实验，运用探究实验，研究物质的性质，变化；结合元素周期表、反应原理的复习，回忆有关印证原理、反应规律的典型实验，进一步理解如何通过实验现象的归纳、分析，实验数据的处理来发现物质变化的规律。

3．进行实验课题的复习，以实验课题为载体，结合具体的实验，进一步认识化学实验在探究学习、解决实际化学问题中重要作用，提高实验能力。

在综合复习阶段以化学实验为专题，集中复习化学实验的知识、技能，实验安全，实验现象分析、实验数据处理，实验设计和实验探究方法。运用实验手段、方法，进一步复习元素化合物、化学原理知识，提高综合运用定性、定量实验，，解决简单化学问题的能力。

4．运用多种复习方式，提高复习效果。

实验复习，可以采取多种学习方式。如，利用整理、归纳的方法复习零散的化学试剂、仪器的使用常识、气体制备常用方法与装置等内容，通过归纳、比较，获得比较完整、系统的认识。还可以利用学校举办的实验仪器、装置展览，进行复习。对于费时多、装置复杂的化学实验，可以利用实验录像进行复习，节省时间，提高效率。对于简单的物质分离、检验的实验，要尽可能通过动手实验操作来复习，加深印象。对于比较大型的难以短时间内在实验室完成的探究性实验，可以选择情景真实、要求合理的实验习题，通过讨论或自己的思考尝试练习，得到提高。选择实验习题、xx进行练习，要注意选用近几年高考xx，独立完成后，对照参考答案，进行反思，找出自己解答中的错误或不完善的地方，寻找原因，总结经验教训。