高考化学实验题中的气体制备实验分析与思考

杨凯鸿

【摘 要】对近年来，全国卷高考理综化学试题中的气体制备及反应实验题进行研究，先分析试题特点，赏析试题误点，深入理解命题者的意图，继而反思试题的启示，制定相应的备考策略以达到提升教学效果的目的。

【关键词】高考化学；气体制备实验；分析；教学策略化学是一门以实验为基础的科学，学习化学的一个重要途径是科学探究。实验是科学探究的重要手段。气体制备与反应实验是中学化学实验中一个非常重要的实验类型，它集合了化学实验最基础、最核心的知识和技能，能够综合反映学生科学探究能力的一种实验。高考化学实验命题都会充分贯彻化学课程大纲的基本理念，气体制备及连续反应实验就符合命题者所要达到的这种要求。

一、试题内容分析

1. 以气体制备实验为起点

【例1】（2011全国新课标）氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题：

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________（填仪器接口的字母编号）

（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞_________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。

A.加热反应一段时间

B.收集气体并检验其纯度

C.关闭分液漏斗活塞

D.停止加热，充分冷却

（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有CaH2生成。①写出CaH2与水反应的化学方程式_______②该同学的判断不正确，原因是_______。

（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象_______。

（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是_______。

分析：本题以氢气制备为源头，结合相关实验知识综合考察。难度设计有层次，能充分考察学生的问题解决能力和创新思维。

参考答案：（1）i→e，f→d，c→j，k（或k，j）k→a；（2）DABC。（3）①CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑②金属钙与水反应也有类似现象。（4）取适量的氢化钙，在加热的条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到无水硫酸铜由白色变蓝色；取钙做相同的实验，观察不到无水硫酸铜由白色变蓝色。（5）氢化钙是固体，携带方便。

2. 提取有效信息，提升实验设计和探究能力

【例2】（2015全国新课标1卷理综化学）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，170℃以上分解。回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是__________，由此可知草酸晶体分解的产物中有__________。装置B的主要作用是__________。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、__________。装置H反应管中盛有的物质是__________。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_______。

（3）设计实验证明：

①草酸的酸性比碳酸的强

___________________________________________________________。

②草酸为二元酸

___________________________________________________________。

分析：题目考查气体的分离和干燥，气体检验时的干扰排除，检验CO2、CO的现象。既来源于课本又做了相应的提升，能综合考察学生的化学学科知识和综合能力。

参考答案：（1）有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝（水蒸气、草酸等），防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验。（2）①F、D、G、H、D、I CuO②H中黑色粉末变为红色，其后的装置D中的石灰水变浑浊。（3）①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液，有气泡产生②用NaOH标准溶液滴定同浓度的草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍。

3. 题目来源于课本，结合目前的热点环保问题，在考查学生化学实验的同时引导学生利用化学知识解决身边的问题

【例3】（2016全国新课标1卷理综化学）氮的氧化物（NOX）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOX还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的______，反应的化学方程式为 。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置 → （按气流方向，用小写字母表示）。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。

分析：试题考点出发点非常有意义，就是要用课本所学去解决身边的化学问题，该题目是一道将课本知识重新整合又有所提升的好题。

参考答案：

（1）①A；2NH4Cl+Ca（OH）2

CaCl2+2NH3↑+2H2O；②a→d→c→f→e→i；

（2）①红棕色颜色变浅，最后褪为无色；②8NH3+6NO2 7N2

+12H2O；③水倒吸入Y管中；④该反应是气体体积减小的反应，装置内压强降低，在大气压的作用下发生倒吸。

二、对高中化学实验教学的思考

1. 回归教材，立足基础

高考主要考查学生的能力与素质。学生的知识面要广，基础知识要扎实，才能在自己的脑海中形成一定的模型，在碰到以能力为出发点的高考时才能有据可依。深入分析教材中的实验内容，在实验教学中扎实整合教材实验，训练学生的基础实验能力与问题发现能力。

2. 重视探究，落实实验能力的培养

在实验教学中注重学生探究能力的培养，养成能够独立提出问题，对问题进行假设，设计解决问题的方案。这是一个立体综合的能力培养，因此需要教师在课堂教学中以问题为导向，让学生不断地锻炼解决问题的能力，提升应对问题的能力和经验。

3. 挖掘实验功能的多面性

高中化学实验题的选材大多来自真实情景，内容涉及能源、材料、医药和环境等领域。这些实验能够帮助学生学会从化学视角去认识科学、技术、社会和环境之间的关系，对学生的思维及社会观有极大的益处。从学生的生活经验及社会生活实际出发，让学生学会从化学的角度去思考这些社会问题，将化学实验技能应用到生活中，帮助学生构建改变世界的梦想其实并不遥远。

4. 方法及思维的引领构建备考新模式

从高考试题中可以知道实验考查将越来越重要，高考实验涉及①因果逻辑判断；②信息解读能力；③综合解决能力。在备考中必须牵引知识间的联系和整合，多视角多层面的分析，在知识构建上让学生自主掌握，引导学生遇到问题须多维度思考，从而解决新情境下的问题表征、猜想假设、设计方案和变量控制等。

参考文献

[1]安双马，卢伟.2015年全国高考化学实验题评析[J].实验教学与仪器，2015（12）.

[2]詹海鹏.气体制备实验复习小结[J].理科考试研究·综合版，2009（10）.

[3]魏锐，潘鸿章，王磊.“新世纪”版高中化学教材实验体系简析[J].中学化学教学参考，2007.