全国卷高考化学实验选择题的命题趋势和考查类型

新疆福建

实验选择题是全国卷高考理综化学的必考题型，少则一题，有些年份甚至达到两题。从考查内容看，主要涉及：仪器与基本操作、方案评价(或现象描述)、分离与提纯、综合实验型等。从信息呈现形式看，主要有文字、表格、装置等形式及其组合。从内容呈现方式看，2014—2016年以分散式为主(每个选项独立考查一个实验)，2017年开始出现主题式(整道题综合考查一个完整实验)考查并成为每年必考的方式。本文分析了近6年全国卷高考化学实验选择题的考查特点和命题趋势，基于考查内容分类视角，归纳总结实验选择题常见的考查类型，希望对化学实验选择题的复习有所帮助。

一、实验选择题的考查特点和命题趋势

表1 实验选择题考查特点和命题趋势

二、实验选择题的考查类型

类型一 仪器操作型

(一)典例剖析

(2014·全国卷Ⅰ·12)下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是

( )

A.洗净的容量瓶和锥形瓶可以放进烘箱中烘干

B.酸式滴定管装标准溶液前，必须先用该溶液润洗

C.酸碱滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差

D.用容量瓶配溶液时，若加水超过刻度线，立即用滴定管吸出多余液体

【答案】B

【解析】容量瓶不能放在烘箱中烘干，故A错误。滴定管使用前，要先用标准溶液润洗。若不润洗，会导致标准溶液浓度减小，故B正确。酸碱滴定时，不能用待测液润洗锥形瓶。若润洗，会导致锥形瓶中待测液物质的量增多，引起滴定时所用标准液的体积增多，故C错误。若加水超过容量瓶的刻度线，会导致所配制的溶液浓度偏低，实验失败需重新配制，故D错误。

(二)解题策略

1.常考仪器需牢记

(1)量筒、托盘天平、滴定管和容量瓶等四种定量仪器的刻度及精确度。

(2)坩埚、试管、燃烧匙、蒸发皿等四种可直接加热仪器。

(3)烧杯、烧瓶、锥形瓶等三种可垫石棉网加热的仪器。

(4)容量瓶、分液漏斗、酸(或碱)式滴定管等三种仪器使用前需检查是否漏水。

2.试剂保存需提防

图1 试剂保存“八防”

3.实验操作细节需谨记

(1)碱式滴定管不能装酸性及氧化性溶液，酸式滴定管不能装碱性溶液。

(2)烧杯、烧瓶、锥形瓶需垫石棉网加热，不可直接加热。

(3)测溶液的pH时，不能润湿pH试纸，使用pH试纸或淀粉-KI试纸检验气体的性质时需先将试纸润湿。

(4)实验中剩余的Na、K等药品需回收放回原瓶。

(5)中和滴定实验中，滴定管、移液管需用待测液润洗，而锥形瓶无需润洗。

(6)使用温度计测液体温度时不能“碰壁”，温度计也不能用于搅拌。

(7)量筒和容量瓶均不能用于加热或量取热的液体，也不能用作反应容器或用来配制溶液。

(三)变式训练

下列实验的仪器或操作正确的是

( )

A.在固体物质灼烧实验中，可将坩埚直接放在三脚架上加热

B.在NaCl溶液蒸发结晶实验中，加入几片碎瓷片的目的是防止溶液暴沸

C.在蒸馏分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸混合物的实验中，可使用球形冷凝管

D.在测量醋酸钠溶液浓度的滴定实验中，将待测液醋酸钠溶液盛装在碱式滴定管中

【答案】D

【解析】使用坩埚加热时应放在泥三角上，故A错误；蒸发结晶时为了防止液滴飞溅，应用玻璃棒搅拌，蒸馏时为了防止液体暴沸，应加入碎瓷片，故B错误；反应物的冷凝回流实验一般选择球形冷凝管，蒸馏收集产物时应选择直形冷凝管，故C错误；醋酸钠是强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，应装在碱式滴定管中，故D正确。

类型二 方案评价型

(一)典例剖析

1.(2019·全国卷Ⅲ·12)下列实验不能达到目的的是

( )

【答案】A

2.(2015·全国卷Ⅱ·13)用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②锥形瓶中，预测的现象与实际相符的是

( )

选项①中物质②中物质预测②中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐退色

【答案】D

【解析】稀盐酸先和②中的NaOH反应，再与Na2CO3反应，所以刚开始无气泡产生，A项错误；A1条遇到浓HNO3发生钝化，表面生成致密的氧化膜，无NO2产生，故B错误；向浓NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液的过程中，刚开始时过量NaOH与少量AlCl3反应生成NaAlO2而无明显现象，随着AlCl3溶液不断滴加，后期会出现白色沉淀，故C错误；酸性KMnO4具有较强的氧化性，草酸(H2C2O4)溶液具有较强的还原性，二者容易发生氧化还原反应，使紫红色的KMnO4溶液褪色，故D正确。

(二)解题策略

此类试题借助实验考查物质的基本性质，涉及原理、操作、现象、结论等项目的评价，难度不大。答题时注意审清题中每个选项所给实验的目的，分析其实验原理或化学反应的正确性；分析所选试剂及添加顺序能否达到实验目的；分析仪器的选择能否达到实验目的(或仪器的操作是否正确)；分析实验现象与结论、原理是否匹配。分析时要和所学的元素化合物、化学反应原理的知识相联系，将不熟悉的内容转换成已学的知识。

(三)变式训练

1.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

( )

【答案】D

2.(2019·全国卷Ⅱ·10)下列实验现象与实验操作不相匹配的是

( )

【答案】A

类型三 分离提纯型

(一)典例剖析

(2017·全国卷Ⅰ·8)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。”文中涉及的操作方法是

( )

A.蒸馏 B.升华 C.干馏 D.萃取

【答案】B

【解析】以古文献中精制砒霜为素材考查物质分离和提纯的操作方法。由精制、火、烟、凝结等关键词可知，该操作方法是将被提纯固体直接转化为气体、冷凝为固体的过程，故是升华操作。故选B。

(二)解题策略

1.牢记物质分离和提纯的“四原则”和“三必须”

(1)“四原则”：①不增(除杂过程中不引入新的杂质)；②不减(不减少被提纯物)；③易分离(被提纯物与杂质易分离)；④易复原(被提纯物易复原)。

(2)“三必须”：①为保证杂质除尽，必须使用过量的除杂试剂；②前面步骤的过量除杂试剂，在后面步骤中必须除尽；③必须注意试剂加入顺序和选择最优化的除杂途径。

2.掌握分离、提纯的基本思路

一般先考虑物理方法，后考虑化学方法。

(1)物理方法

①“固+固”分离提纯方法

图2 “固+固”分离提纯方法

②“固+液”分离提纯方法

图3 “固+液”分离提纯方法

③“液+液”分离提纯方法

图4 “液+液”分离提纯方法

(2)化学方法

沉淀法、气化法、杂转纯法、氧化还原法、热分解法、酸碱溶解法。

(三)变式训练

(2018·厦门高三质检)《茶疏》中对泡茶过程有如下记载“治壶、投茶、出浴、淋壶、烫杯、酾茶、品茶…”。上述过程中未涉及的操作方法是

( )

A.过滤 B.溶解 C.蒸馏 D.萃取

【答案】C

【解析】以中华优秀传统文化泡茶的步骤为背景考查物质分离和提纯的基本方法。以上泡茶过程包含了将茶叶中有机物萃取、溶解和将茶叶过滤的操作方法，未涉及蒸馏。根据常识，也可知泡茶过程中不需要蒸馏，故选C。

类型四 综合实验型

(一)典例剖析

(2019·全国卷Ⅰ·9)实验室制备溴苯的反应装置如图所示，关于实验操作或叙述错误的是

( )

A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K

B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色

C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢

D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶，得到溴苯

【答案】D

【解析】以溴苯的制备为背景考查实验方案的设计与评价，涉及实验操作、实验现象、尾气处理、除杂和分离等。本实验基本原理：装置a中，在溴化铁的催化作用下，苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢；装置b中，CCl4可吸收挥发出的苯和溴蒸气；装置c中Na2CO3溶液能吸收反应生成的HBr气体，倒置漏斗的作用是防倒吸。具体分析如下：打开K，可以平衡气压，保证苯和溴混合液顺利流下，故A正确；由相似相溶原理可知，装置b中CCl4的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸气，溴溶于CCl4使液体逐渐变为浅红色，故B正确；装置c中Na2CO3溶液呈碱性，能够吸收反应生成的HBr气体，故C正确；反应后得到粗溴苯中含有溴苯、苯和Br2，加入稀NaOH溶液洗涤，除去其中溶解的Br2，振荡、静置，分层后分液，向有机层(含苯、溴苯)中加入适当的干燥剂进行干燥，蒸馏分离出沸点较低的苯，即可得到溴苯，不能用结晶法提纯溴苯，故D错误。

(二)解题策略

“物质制备及性质”是综合实验型试题最常见的考查类型，该类试题的构成要素如图5所示。明确实验原理，结合相关物质性质和常见物质的检验方法是解答此类试题的关键。首先，从题目所给实验目的结合有关知识获取实验原理。分析所制备物质是否有特殊性质(即是否需要特殊保护)，制备过程中是否产生有毒气体，实验方案是否遵循科学性、可行性、安全性、简约性原则等。其次，以促进主反应和抑制副反应为指导思想，整体理解实验方案和实验原理。结合实验原理，分析实验方案中每个步骤的目的、原理和先后顺序。再次，特别要理清制备后除杂提纯操作的原理与先后关系。最后，分析图中各装置，进入每一装置的物质是什么，吸收了什么物质(或生成了什么物质)。结合实验目的和原理，分析装置作用，举一反三，分析缺少装置的可能后果。

图5 “物质制备及性质”型实验题构成要素

解答此类试题时还应重点关注如下问题：(1)“分离与提纯”问题要明确原理，切记不能引入新杂质。(2)“操作”问题，要养成有序思维，有效避免遗漏。(3)“制备”问题，要从教材类比迁移。(4)“检验”问题，要关注“特殊”，如特殊现象、特殊颜色、特殊气味等。

(三)变式训练

( )

A.装置乙、丙、丁中盛装的物质依次为无水CuSO4粉末、Ba(NO3)2溶液、品红溶液

B.实验时应先打开K，缓缓通入N2，再点燃酒精喷灯

C.甲装置中残留固体加稀H2SO4溶解，再滴加KSCN溶液，溶液变红

D.丁装置后需连接盛有NaOH溶液的洗气瓶

【答案】A

三、实验选择题的考查趋势预测

纵观近几年的全国卷高考理综合化学实验选择题，笔者认为明年实验选择题的考查内容仍会继续侧重教材基础实验现象的描述、基于原理分析的实验方案评价及综合拓展。从考查方式来看主题式考查(即综合实验型)逐渐成为实验选择题考查的热点和高阶能力试题，体现了高考的选拔功能和对考生的能力要求，体现了学生的科学探究与创新意识和化学实验与探究的能力，特别是使用全国卷Ⅰ的地区更要重点关注此类方式的考查。全国卷Ⅱ、Ⅲ考查仍然侧重分散式，内容上侧重方案评价、现象描述、分离与提纯等。