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浅谈在“模型”引导下实验题的解题方法和技巧

发表时间：2021/1/28 来源：《中小学教育》2021年1月3期作者：姚小云

[导读] 实验是化学的灵魂，是我们认识物质及其变化的重要途径。化学实验是高考化学的重要考点，从实验仪器、实验操作到反应原理、物质的检验、分离提纯及化学计算等角度应用所学知识解决实际问题，对学生的综合能力要求很高，也能从多维度考查学生化学核心素养的发展状况。在高考中，此题的得分率不高，在实际化学教学过程中引导学生构建“实验模型”，更深层次的认识实验题的结构和问题设置目的，提升学生灵活分析问题及学习的能力，进而

姚小云西大附中浐灞中学 710016
【摘要】实验是化学的灵魂，是我们认识物质及其变化的重要途径。化学实验是高考化学的重要考点，从实验仪器、实验操作到反应原理、物质的检验、分离提纯及化学计算等角度应用所学知识解决实际问题，对学生的综合能力要求很高，也能从多维度考查学生化学核心素养的发展状况。在高考中，此题的得分率不高，在实际化学教学过程中引导学生构建“实验模型”，更深层次的认识实验题的结构和问题设置目的，提升学生灵活分析问题及学习的能力，进而培养学生的学科核心素养。
【关键词】化学教学；实验题；构建模型；核心素养
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982（2021）01-042-02

        高考化学实验题常常以最前沿的化学资讯，以不同的材料情境为载体，不同的方式来呈现，带给学生的直观感受和审题效率也会不同；且实验题的分值比重较大，因此掌握化学实验题的题型及其模型，在提高学生审题效率和得分情况方面具有重要的意义。
        一.高考化学实验题型
        ①物质制备型实验题
        ②性质验证性实验题
        ③定量测定实验题
        ④探究性实验题
        二.各类实验题的模型、答题方法和技巧
        1.物质制备型实验题
        各个环节的考查内容和注意事项：
        原料处理—从实验原理出发，寻找所需的实验原料；
        物质制备—仪器的选择和组装，根据实验条件选择适当的实验试剂；
        净化除杂—分析杂质成分，选择去除杂质（一般为气体）的试剂及先后顺序；
        物质收集—分析物质的状态和性质（物理性质和化学性质），采用合理的方法；
        尾气处理—根据尾气的性质，先从酸碱性角度出发，再从化合价角度分析其性质，采用合适的试剂。
        2.性质验证性实验题
        突破这类实验题的关键在于根据互不干扰的原则，选择物质验证的先后顺序。性质验证实验题常常考查①非金属性的强弱，依据最高价含氧酸的酸性强弱进行实验验证；②氧化性和还原性强弱，依据氧化还原反应中氧化剂氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性；③产物成分的验证，若有H2O必先检验，往往性质比较单一的次之，性质复杂多样的最后验证，确保进入每个验证装置的物质必须是纯净的。
        例如（2018年新课标Ⅱ卷）
        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：某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下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__________ ___________________。

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        解析：
        ①装置中的空气在高温条件下能氧化铜，会影响E装置中的反应，反应前通入氮气可以排尽装置中的空气；反应结束后通入氮气可以使产生的气体全部进入到相应的吸收装置中。
        ②实验中观察到装置B中澄清石灰水均变浑浊，说明反应中一定产生了CO2气体；C和D装置确保了进入E装置中的为纯净而干燥的气体。装置E中固体变为红色，F中澄清石灰水均变浑浊，说明CuO被还原成了Cu，即有还原性气体CO生成。由此判定产物中一定含有CO2和CO。
        ③为防止倒吸，必须保证装置中保持一定的压力，所以停止实验室的操作是先熄灭装置A和E出的酒精灯，冷却至室温后停止通入氮气。
        3.定量测定实验题
        定量测定实验中会有明显的现象、量的变化、沉淀的质量、溶液的质量、干燥管等仪器的质量变化等。为了确保这些试验所获取的数据的有效性，实验前必须排除空气中会影响实验数据的成分气体，通常采用通入Ar等稀有气体及非反应气体来排除干扰；实验结束后再次通入Ar等稀有气体及非反应气体将实验过程中产生的气体赶入相对应的吸收装置以获取有效数据，进而减少实验的误差。
        在高考中常常以滴定实验为抓手来进行定量计算，考查学生的反应原理、数据分析和化学计算能力。往往这类题文字描述冗长，若抓不住操作要点和有效数据，往往事倍功半，甚至徒劳无获。其实在这类题中首先找到实验模板，即“称…g，配…ml；取…ml”，再通过关系式法结合取量关系快速计算。
        例如（2019新课标Ⅲ卷）
        硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3•5H2O，M=248g•mol−1）可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：
        ①溶液配制：称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解，完全溶解后，全部转移至100mL的_________中，加蒸馏水至____________。
        ②滴定：取0.00950mol•L−1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O72−+6I−+14H+ 3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2+2S2O32−S4O62−+2I−。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液__________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80mL，则样品纯度为_________%（保留1位小数）。
        解析：
        ①用新煮沸（减少水中氧气含量提高实验准确率）的并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解，配制一定准确浓度的溶液必须用到容量瓶，最后加水至刻度线处。
        ②用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，说明溶液中有I2，加入淀粉为指示剂，溶液显蓝色，用Na2S2O3滴定溶液至终点时蓝色应该褪去。
        实验中“取样品1.2000g，配成100ml溶液，用24.80ml”
        依据关系式Cr2O72−—3I2—6S2O32−
        得样品纯度为
        4.探究性实验题
        此类实验题主要考查元素化合物的知识，只要选择合适的角度进行合理的猜测，猜测可能的反应原理，如酸碱性角度、氧化还原的角度、互相促进的水解等角度。猜测的模板如下：
        模板1:①只有A成立②只有B成立③A和B都成立
        模板1:①只有A成立②只有B成立③A和B都不成立
        有了此类实验题的思维模板和方向，同学们再加以细心的论证即可获得理想的分数。