化学高考中探究性试题的考查方式和趋势

　　随着新一轮课程改革的深入推进，探究性学习方式也随之开展起来，与之相适应的探究性试题在高考中频频出现。试题创设的情境较新颖，但又紧贴学习与日常生活，对培养学生的创新精神和开拓思维大有帮助。由于目前我国的高考还仅是一种纸笔考试，其对探究的考查有一定的局限性，比如在探究过程中的操作能力等无法得到考查，相关的情感态度与价值观也难以得到有效的考查。但高考充分依据纸笔考试的考查特点，通过不同的探究试题对考生的科学素养进行了有效的考查。现以2007年各地高考理科综合能力测试卷为例来研究一下化学探究性试题在高考中的考查方式和考查趋势。
　　
　　一、探究性试题在高考中的考查方式
　　
　　探究性试题在高考题中多以实验题的形式出现。化学是一门以实验为基础的学科，实验在化学学习中占有重要地位，实验题本身就是高考化学科考查的“重头戏”。探究性实验题通常“源于教材”又“高于教材”，以教材为基础，通过重现、改进或拓展教材实验，挖掘教材内容的实验因素来编制试题考查学生的实验设计与评价能力。探究性试题的考查方式主要有两种：
　　1.利用已知原理，探究解决未知问题
　　例如2007年天津高考理综卷第28题:二氯化二硫（S2Cl2）在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2，某化学研究性学习小组查阅了有关资料，得到如下信息：
　　①将干燥的氯气在110℃～140℃与硫反应，即可得S2Cl2粗品。
　　②有关物质的部分性质如下表：
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　　设计实验装置图如下：
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　　（1）上图中气体发生和尾气处理装置不够完善，请你提出改进意见__________。利用改进后的正确装置进行实验，请回答下列问题：
　　（2）B中反应的离子方程式：______；E中反应的化学方程式：________。
　　（3）C、D中的试剂分别是____、___。
　　（4）仪器A、B的名称分别是_____、_____，F的作用是______。
　　（5）如果在加热E时温度过高，对实验结果的影响是________，在F中可能出现的现象是______。
　　（6）S2Cl2粗品中可能混有的杂质是（填写两种）______、____，为了提高S2Cl2的纯度，关键的操作是控制好温度和______。
　　解析：本题主要考查两部分内容：一部分考查的是氯气的实验室制法，这个实验是教材上的实验，这部分属于对基础知识的考查。只要学生对氯气实验室制法的原理，装置，除杂等知识已经掌握即可；另一部分考查的是S2Cl2的制备，这是书上没有的实验，需要考生根据题目中的信息进行分析，解答问题。干燥纯净的氯气通入到E后，和E中的硫发生反应生成S2Cl2，根据信息中的数据可知S2Cl2的熔沸点都比较低，所以生成的是气态的S2Cl2，气体顺着长导管F进入G中，但是需要注意的是实验是在室温条件下进行的，气态S2Cl2遇到冷的长导管F会变成液态，最后是液体S2Cl2流入G中，没有反应完全的氯气顺着长导管进入G，再进入H被氢氧化钠吸收，长导管同时起着导气和冷凝的作用。信息提示S2Cl2遇水即发生反应，因此G和F不能直接相连，在G和F之间应该有一个干燥装置。S2Cl2在高于300℃时完全分解，因此反应过程中会有副产物SCl2出现。
　　答案：用导管将A的上口和B相连（或将A换成恒压滴液漏斗）在G和H之间增加干燥装置
　　①MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O■2S+Cl2 S2Cl2
　　②饱和食盐水（或水）浓硫酸
　　③分液漏斗蒸馏烧瓶导气、冷凝
　　④产率降低，有固体产生
　　⑤SCl2、Cl2、S（任写其中两种即可）控制浓盐酸的滴速不要过快
　　2.定性实验定量化，深入探究实验原理
　　教材上很多实验是定性实验，但稍加改进，就可以变成定量分析实验试题 ，既能考查学生基本的实验知识，又能考查学生应用数学工具解决化学问题的能力，真正体现了学科的综合。
　　例如2007年广东高考理综卷第22题：“碘钟”实验中，3I-＋S2O82-=I3-＋2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
　　
　　回答下列问题：
　　①该实验的目的是 。
　　②显色时间t2＝ 。
　　③温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为（填字母）
　　A.<22.0sB.22.0～44.0s
　　C.＞44.0sD.数据不足，无法判断
　　④通过分析比较上表数据，得到的结论是。
　　分析：教材上化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示的，而此题中反应速率是用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量的，形式不同但本质是一样的，这就要求学生充分理解知识的内涵和本质。反应物的浓度是化学反应速率的影响因素，一般反应物的浓度越大，化学反应速率越大。学生对这部分知识了解得很清楚，但此题考查的不是浓度与速率间的定性关系，而是考查的浓度与速率间的定量关系。学生需要对题目中所给的数据进行观察、分析和处理，找到反应速率和反应物浓度之间的定量关系。通过对实验数据的分析可知反应速率与反应物起始浓度乘积成正比，由于实验⑤中C（I-）是实验①中的3倍而C(SO42-)与实验①中相同，所以实验⑤中的反应速率是实验①中的3倍，那么时间就是实验①中的1/3即t2=88.0/3。一般温度每升高10℃，速率增大到原来的2～4倍，现升高20℃，所以升高到原来的22～42倍，即4～16倍，实验③为22s，显色时间应为22/4～22/16，即5.5s～1.4s。
　　答案：①研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响
　　②29.3s ③A ④反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）
　　
　　二、探究性试题在高考中的考查趋势
　　
　　探究性试题主要表现在研究问题的结论是学生没有见过的，结论的获得也不是由教师传播的或是从书本上直接得到的，而是学生在题给的情境中，根据所研究的课题来设计方案，运用已知的和外加的因素去设计探究实验对象，通过假设实验求证等科学研究方法，最终解决问题得到结论。此类试题不仅仅是对基础知识掌握程度的考查，更考查了学生自己发现问题、分析问题、解决问题的能力。对于培养学生的探索精神和创新精神有很大的帮助。符合新课程标准的要求，体现了高考试题注重能力和素质考查的方向，所以在近几年的高考中多次出现此类试题，并且试题数目越来越多，试题类型有单一到多样，在高考中的地位越来越重要。探究性试题成为未来高考中化学试题主流。
　　复习备考中还要注意以下问题：考纲规定实验的目的、原理、方法、操作步骤以及相关的操作技能，不仅是高考直接的考查要求，也是实验与探究的基础，离开了这些基础，即使具备了实验与探究的一般方法，也难以将之转化为实验与探究的具体操作方案。因此考纲规定的基本实验及技能是化学科学素养中的最基本构成元素。
　　科学实验的思想与方法是科学素养的核心要素，没有这些思想与方法，不仅是实验方案的设计难以进行，而且实验的分析与评价等也将缺少方法的依据。
　　（责任编辑：张华伟）