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中学化学

 
 
 

日志

 
 

教材实验是高考实验题命制的源泉  

2009-07-06 14:09:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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实验题是理综试题的活跃板块,由于能较好地考查考生的语言表达能力和说明问题的能力以及定量处理实验数据的的能力,因此实验能力的考查是提高化学试题区分度的重要方式之一。

从近几年高考实验题来看,实验题一般都源于教材,要么改进考,要么变换考(变换药品、仪器、原理、方法、问题角度等),要么迁移考(迁移原理、方法等)。因此,我们在做好教材实验的前提下,要注意对教材实验的挖掘、改进、变换和迁移,剖析这类实验题的命题思路、方法,提出以教材实验为切入点命题的技巧、方法。

一、          对教材实验改进

此类试题命题的指导思想是,以教材中某些重要实验设计的主干为模板,优选中学化学某个或某些实验的部分装置与之拼凑、重组,形成完整的、系统的实验设计;在知识上涉及与实验相关的学科主干,在能力设计上涉及与高考实验能力考查相适应的学科能力,构成综合实验试题。

108年北京27题⑶)用图示装置制备NO并验证其还原性。有下列主要操作:a.向广口瓶内注入足量热NaOH溶液,将盛有铜片的小烧杯放入瓶中。b.关闭止水夹,点燃红磷,伸入瓶中,塞好胶塞。

c.待红磷充分燃烧,一段时间后打开分液漏斗旋塞,向烧杯中滴入少量稀硝酸。

①步骤c后还缺少的一步主要操作是                      

②红磷充分燃烧的产物与NaOH溶液反应的离子方程式是                        

③步骤c滴入稀硝酸后烧杯中的现象是                 

命题思路分析:

本题以教材铜和稀硝酸反应实验设计为主体,选取初中化学实验——空气中氧气的体积分数测定,用集气瓶、带有止水夹的导管巧妙地将两个部分连接起来,形成完整的、科学的实验设计。实验原理是利用红磷燃烧消除O2,再用铜和稀硝酸反应制备NO,观察现象;然后打开止水夹,让空气进入该装置,看到红棕色出现,发生了2NO+O2=2NO2

确定NO有还原性。能力方面,考查了逻辑思维能力、实验操作能力、应用化学知识和化学用语进行准确、简捷地书面表达能力。

参考答案

打开止水夹,通入少量氧气 P2O5+6OH2PO43―+3H2Cu片逐渐溶解,有无色气泡产生,溶液由无色变为蓝色 3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO↑+4H2O

二、          对教材实验重组

将教材实验某些装置分为具有一定实验功能的、简单的实验组合或片段、如制气、除杂、物质检验、物质性质实验、气体收集、尾气处理等装置,要求考生按照题目要求,依据实验原理,从中选出一些装置进行科学组合、合理连接,以完成某一具体实验,考查设计实验和实验操作的能力等。

2(08年天津市28题Ⅰ)化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。请从下图中挑选所需仪器,在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图,并在图中标明所用试剂。(仪器可重复使用,固定装置不必画出)

 

命题思路分析:

本题给出了中学化学实验中常用的气体制备、除杂、干燥、收集、尾气吸收部分仪器,根据题设要求,制备、收集氯化氢气体,并合理组装。考查实验设计能力(仪器装置的选用与合理连接)、实验操作和实验原理分析等综合能力。

参考答案

 

三、对教材实验迁移应用

将教材内的实验应用到实际生产、生活中,可提高学生的应用意识和能力,增强学生环境意识、绿色化学等观念,同时考查考生的思维能力和应用能力。

3(08年江苏15题)金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水,其中含氰化合物以HCN、CN-和金属离子的配离子M(CN)nm-的形式存在于水中。测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下:

①水样预处理:水样中加入磷酸和EDTA,在pH<2的条件下加热蒸馏,蒸出所有的HCN并用NaOH溶液吸收。

②滴定:将吸收液调节至pH>11,以试银灵作指示剂,用AgNO3标准溶液滴定

Ag++2CN - == [Ag(CN)2]-

终点时,溶液由黄色变成橙红色。

根据以上知识回答下列问题:

⑴水样预处理的目的是                               

⑵水样预处理的装置如右图,细导管插入吸收液中是为了   

                             

⑶蒸馏瓶比吸收液面要高出很多,其目的是                

⑷如果用盐酸代替磷酸进行预处理,实验结果将          (填“偏高”、“无影响”或“偏低”)。

⑸准确移取某工厂污水100mL,经处理后用浓度为0.01000mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,终点时消耗了21.00mL。此水样中含氰化合物的含量为             mg·L-1的(以计,计算结果保留一位小数)。

命题思路分析:

  本试题源于教材石油分馏实验设计,对教材实验设计进行改装,命制了本实验试题。本题从装置防止污染、倒吸、反应目的的准确表达,并对其中的数据进行计算、分析,以及设计原理等都作了较为全面的考查,充分体现了高考对学科内综合能力的考查。

参考答案

⑴将含氰化合物全部转化为CN-         

 ⑵完全吸收HCN,防止气体放空

⑶防止倒吸       

⑷偏高      

109.2

四、对教材实验拓展

对教材实验的拓展,可从实验原理是否科学合理,装置的设计是否科学、安全、简单、可行,从实验中观察到的异常现象等方面拓展,如制备乙烯实验中反应液变色、出现刺激气味;制备乙酸乙酯实验中,可从反应物的成分、实验现象、实验装置合理性、温度是否恰当等方面拓展。

 4(08年全国Ⅰ28题)取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ和足量碳粉充分混合,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。

 

 

 

实验开始时缓级通入氮气,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瓶的溶液中出现白色浑浊。待反应完全后,停止加热,仍继续通氮气,直至反应管冷却。此时,管中的熔融触物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答问题:

(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。

                                       

命题思路分析:

本题是学生熟悉的实验——热还原法还原金属氧化物制备金属和实验安全知识为背景,利用陌生物质的反应考查了学生对实验原理的理解(金属的还原法制备)、实验装置原理及改进。在四个问题中,三个小题并不需要知道具体物质,只是对实验原理、气体装置的考查。试题的第(1)问比较巧妙而简单,先给考生一个解题的台阶,同时考查了对实验现象的观察和分析能力,也体现了学科守恒思想。第(2)问是实验安全问题,涉及到溶液是否会倒吸,与平时接触到的实验装置的倒吸问题有所不同,体现了稳定中求创新的理念。第(3)问开放性较强,它不是将题目进行开放性的设问,而是对题干知识给出开放性信息,这对学生的认知能力是一个创新角度的考查,所以本题是整套试卷的亮点,是一道考查考生实际应用能力的问题。

参考答案

Z元素是:氧

不需要,因为有氮气通入,b瓶溶液不会发生倒吸至a管;

MO + C M + CO MO + CO  M+CO2

   CO2 + C2CO    2MO + C 2M +CO2

需要,因为反应过程中有CO产生,可在右端连接一个加热的装有CuO的反应管。

五、对教材实验变化

将教材中的不连续实验进行改装,但实验原理、反应机理不发生改变。像苯酚与醋酸、碳酸、碳酸氢根、苯甲酸等的酸性比较,乙醇的催化氧化,实验室气体制备及性质检验等。

充分体现了学以致用的原则。

5(08年上海26.(B))某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。

 

⑴实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式

                                                                       

在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇催化反应是    反应____________。

⑵甲和乙两个水浴作用不相同。

甲的作用是           ;乙的作用是                  

⑶反应进行一段时间后,试管a中能收集到不同的物质,它们是              

集气瓶中收集到的气体的主要成分是                            

⑷若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有            

要除去该物质,可现在混合液中加入            (填写字母)。

a.氯化钠溶液     b.苯     c.碳酸氢钠溶液     d.四氯化碳

然后,再通过      (填试验操作名称)即可除去。

命题思路分析:

实验室里,乙醇氧化成乙醛的演示实验的改进。

 

对比两个实验,它们的区别在于从形式上的改变:①将铜丝改成了铜网;②在空气中加热铜丝改成了通入空气;③乙醇液体改成了乙醇蒸气;④反应物生成物溶为一体改成了分离开来;⑤将重复操作改为连续通入气体。

问题的设置:教材中演示实验的现象以及反应机理为⑴,从教材中的闻气味变化,设置了⑵,乙醇乙醛的挥发性、空气的主要成分设置了⑶,乙醛能被氧化成乙酸及除去乙酸设置了⑷。

参考答案

2Cu+O2 \* MERGEFORMAT'"> 2CuO CH3CH2OH+CuO \* MERGEFORMAT'">CH3CHO+Cu+H2O   放热

⑵加热 冷却  ⑶乙醛 乙醇  氮气  ⑷乙酸  c 蒸馏

 

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