潘莉云
浙江省兰溪市聚仁中学 321100
摘 要：科学教学的核心是提高学生的核心素养。本文从问题出发，指向学科理解的角度，探讨化学实验题的解法。从装置气密性检查；装置一器多用； 教材实验延伸与改进三个维度来探寻化学实验题的解法。
关键词：问题解决 装置气密性检查 装置一器多用 教材实验改进延伸
按照《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》对科学实验中考考查的标准，认真研读和分析近三年浙江省各地市中考试卷中的化学实验题，发现中考科学的化学实验题有以下几个共同点：通常以教材实验为立足点，以学生基本实验素养为支撑点，以考察学生分析问题、解决问题的综合能力为切入点。注重学生科学核心素养的体现、培养学生可持续性发展为考试目标。结合学生在答题中出现的问题。从问题出发，解决问题同时指向科学学科理解的角度，从三个维度来阐述化学实验题的解法。
一、立足气密性检查问题，理解科学实验原理
中考化学实验题中只要有制气装置或有气体参与的装置都应进行装置气密性检查。可以说这是中考科学中的化学实验题常见的题型，但装置气密性检查问题呈现的题型千变万化，形式多种多样，会从不同的角度出题，学生在解答该类题型时往往束手无策，没有解题思路。解答此类问题，应让学生正确理解装置气密性检查的实验原理：在一个独立的封闭装置中，设法改变装置内部气体的温度或体积，从而形成装置内外的气压差，产生某种明显的现象来判断气密性。
例：2020金华卷第21题：思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。以下是小金同学对解决“气密性检查”类问题建构的思维模型：
结合小金建构的思维模型，完成如图装置气密性检查相关操作的问题：
（2）操作二：往锥形瓶中加水后，接下来应该是从________(填“A”或“B”)管向瓶内吹气。
解题思路：1、密封操作：“往锥形瓶中加水至如图所示位置”，使锥形瓶内部形成一个独立密闭体系。2、变压操作：改变内部气压有三种方法：加热法（手捂法）、液差法（注水法）、气压法（即往装置内充气或抽气）。本题已明确“接下来应该是从 管向瓶内吹气”即往装置内充气来增大瓶内气压，所以应从B管向内吹气。
综上所述，检查装置气密性可分三步走：
1、密封操作：不论整套装置有几个出口与外界相通，可用止水夹或橡胶塞进行分隔后逐个检查，或只留一个出口整体检查。无论装置多么复杂，气密性的检查时，必需确保管口至少有一个用水液封，其余的管口要用止水夹夹紧或关上活塞开关，使装置形成一个内部通畅的封闭体系。
2、变压操作：采用加热法（手捂法）、液差法（注水法）、气压法（充气或抽气）等方法来改变装置内部气压。
3、现象观察：通过观察用于液封的液面变化（有无气泡产生、是否形成水柱）来确定气密性的优劣，有气泡产生或形成水柱，则气密性良好。
二、立足装置一器多用问题，理解实验装置用途
中考化学实验中有许多小装置可以一器多用，在不同的实验中呈现不同的作用。在复习阶段可以从问题出发，阐述装置一器多用问题，采用实验小专题的形式进行复习归纳，从而让学生快速掌握实验装置的各种用途及其原理。以化学实验常见装置：洗气瓶为例可从以下角度进行比较归纳复习。
1、短进长出：用于向下排空气法收集气体，可用于收集密度比空气小，且与空气不会发生反应的气体；符合这两条性质的常见气体有：H2、CH4、NH3。
2、长进短出：用于向上排空气法收集气体，该气体具有密度比空气大，与空气不会发生反应的性质；符合这两条性质的常见气体有：CO2 、O2、SO2、Cl2、HCl。
3、装置内装满水，短进长出：用于排水法收集气体，该气体具有不溶于水，且不会与水反应的性质；符合这条性质的常见气体有：H2、CO、CH4、NO 。
4、装置内装满水，短进长出，长管通入量筒：可用于排水法测量气体的体积，该气体的体积就是量筒内水的体积，该气体具有不溶于水的性质；符合这条性质的常见气体有：H2、CO、CH4、NO。若气体易溶于水或会与水发生反应，可将洗气瓶中的液体换为与气体不反应的溶液。
5、装置内装适量浓硫酸，长进短出：可用于气体干燥，该气体具有中性或酸性，常温下也不与浓硫酸反应的性质；符合这两条性质的常见气体有：中性气体：H2、CO、CH4、NO 、O2，酸性气体：CO2、NO2、SO2、Cl2、HCl。
6、装置内装适量特定溶液，长进短出：可用于混合气体的检验、除杂，该混合气体具有：所需气体与特定溶液不反应，杂质气体与特定溶液反应被吸收或被转化为所需气体，常见混合气体及其特定溶液有CO2 混有HCl（饱和NaHCO3溶液、AgNO3溶液）；CO2 混有SO2（饱和NaHCO3溶液、酸性KMnO4溶液）等。
三、立足教材实验延伸与改进，理解教材实验
通过仔细比对浙江省各地市中考科学试卷中的化学实验题，发现一个共性，化学实验题的出题往往以教材中的演示实验和学生实验为立足点，对教材实验进行延伸或改进。
例：2019杭州卷第29题：某小组用耐强碱的反应管等仪器组装成如图实验装置以研究铜酸钠（NaCuO2）跟H2的反应，实验中观察到如下现象：①固体中出现紫红色物质；②试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色。
（2）若实验过程有下列步骤（没有根据操作顺序排列）：①停止通H2；②通纯净H2排尽装置内空气；③点燃酒精灯加热；④熄灭酒精灯停止加热。正确的操作顺序是 （填序号）。
（4）完全反应后，为了测定固体产物中Cu的质量，要用蒸馏水多次洗涤后晾干、称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是 。
本题就是基于以教材实验“氢气还原氧化铜实验”为立足点设置的中考化学实验题。解答该题第（2）小题的教材实验：“氢气还原氧化铜的实验操作步骤”“氢灯灯氢”；又由于氢气具有可燃性，与氧气混合可能会发生爆炸，所以先通一会儿氢气排尽装置内的空气，再加热以保证实验安全。解答（4）小题也基于教材实验化学操作：洗涤标准，因固体铜是从氢氧化钠溶液和铜的混合物中过滤得到的，铜表面会残留氢氧化钠，所以洗涤的目的是除去氢氧化钠，而氢氧化钠溶液显碱性，基于以上分析就可解答出判断洗涤干净的操作方法。
在初中科学化学实验的教学和复习中，必须重视教材中出现的演示实验和学生实验，对于化学实验涉及的相关化学原理、装置组装要点、操作步骤、现象描述和结论得出等问题都要落实，不仅要知其然，还要知其所以然。实验教学和复习应侧重操作过程的具体掌握与实验的设计与评价、定性与定量的信息处理、实验的预测与推理等方法及模型建构等能力的培养。
参考文献：
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[4]何林. 励耘第二卷（三年中考优化卷）[D] 延边人民出版社，2020，07