化学复习教学中高考实验试题的变式运用

王曙华

摘要：化学是一门以实验为基础的科学，实验试题在高考化学中的重要性和必要性毋需多言。高考化学实验题为教学提供了丰富而真实的素材，教师要学会充分利用这些素材资源，进行多角度深入分析，对原题进行变式拓展，提高复习课的效率。

关键词：复习教学;实验试题;试题情境;变式拓展

文章编号：1008-0546（2020）11-0075-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.019

化学来源于生活，服务于生活，人们利用化学制造出各种产品改善人类生活。化学又是一门以实验为基础的科学，人类对化学的认知大多来自于对实验现象的观察总结和对实验数据的分析处理。实验是化学之灵魂。但中学教学中，由于条件限制，学生亲自动手实验的机会并不多，对真实情境下的实验问题进行分析的能力很难得到锻炼。化学复习中实验试题的复习效率一直不高，高考中实验题的考查结果总是不能尽如人意。

笔者对2017-2019年的高考化学全国卷和江苏卷进行了对比分析。从严格意义上说，大家使用的都是同样的课程标准，各地区的考试说明在实验考查部分的考点及要求基本相同，试题具有广泛的适应性，不应该存在明显的差异，但是通过统计发现，全国卷与江苏卷的实验试题都带有各自独特的风格。

一、高考江苏卷和全国卷实验试题的比较分析

从表1的对比中可以看出，高考化学实验题多是以物质的制备、离子的检验、含量的测定、性质的探究等为素材的，试题情境不是简单取自于教材中的某个实验，试题背景对于师生来讲都比较陌生，体现考试的公平性和选拔功能。

全国卷和北京卷试题中关于实验仪器、实验药品、实验装置、实验现象和实验基本操作的考查所占的比重比较大。试题突出考查学生利用中学化学学科知识和基本原理解决实验中实际问题的能力。

江苏高考的实验大题聚焦方程式的书写、实验装置和实验条件控制的原因分析、实验操作措施以及完整的实验方案的设计。试题情境更加贴近真实的生产生活，突出考查学生在真实情境下进行实验方案的设计与评价的能力。

二、高考化学实验大题情境素材挖掘的功能

如果在平时的教学和评价中，随意臆造或虚构实验情境，是不尊重事实的伪科学，无法培养学生的科学态度，背离了发展学生化学学科核心素养的育人主旨。如何在教学和评价中寻找和利用合适的实验试题情境呢？目前各地的高考实验试题为一线教学提供了丰富且真实的实验复习教学资源，这些实验的操作、现象、结论都是真实的，其科学性可以得到保证。在近几年的各地高考实验试题中也曾经使用过相同或相似的实验情境素材的情况。如：2015年江苏高考第19题和2018年北京理综卷第28题都是以高铁酸钾的制备和性质探究为情境素材的;2014年福建卷第25题，2016年江苏高考21B，2018年全国I卷都利用了焦亚硫酸钠（Na2$2O5）的制备和性质探究为情境素材。由此看来，利用高考实验试题的素材进行改编就变得很有价值和意义。

陆军教授认为：在情境化试题的“目的”“背景”“问题”和“知识”4个基本要素中，“目的”决定试题的测试内容，统摄试题的其他要素，虽然其他“背景”以及相应的“问题”和“知识”也可能实现同样的“目的”，但受“目的”统摄的“背景”“问题”和“知識”必须同时服务于“目的”;“背景”所涉及的“知识”具有相对的丰富性，甚至可能跨越多个学科，所以“背景”往往潜在着多于需要的可能“问题”;围绕“目的”“背景”以及学生已有“知识”所设置的“问题”，能限制“背景”潜在的其他挑战，更好地实现相应的测试“目的”。基于江苏卷的考查特点（“目的”），对其他地区的试题“背景”进行变式加工，探索出更多的化学“问题”，教会学生利用化学“知识”解决这些问题，或提出更多的问题。这样的教学就会显得特别有针对性。

三、利用高考化学实验题的素材进行试题变式拓展的实践

笔者利用2018年全国I卷第26题的素材，对其进行变式改编，使之符合江苏化学实验题的考查特点。改编过程如下。

1.原题呈现：

醋酸亚铬[（CH3COO）zCr·H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图1所示。

回答下列问题：

（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是——，仪器a的名称是——。

（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为__。

②同时c中有气体产生，该气体的作用是__.

（3）打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是__;d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是__、__、洗涤、干燥。

（4）指出装置d可能存在的缺点__。

答案：略

2.试题分析：

试题分析的过程就是教师指导学生阅读试题，对题干信息进行分析、加工，并利用所学知识解决实际问题的过程。实验题的分析一般包括以下几个角度：①本实验的实验目的？②提供的原料和产品有哪些性质？③实验装置的作用分别是什么？各步骤的操作目的是什么？④还有哪些可以完善和改进的地方？或者利用相似的原理或操作还可以进行哪些实验设计？

本实验的实验目的是利用Cr³⁺和CH3COOH反应制备（cH3COO）2Cr·H2O晶体。基于以上分析，可以从实验原理、实验操作、实验方案和实验装置的评价等角度进行问题拓展。

3.问题挖掘：

（1）实验原理再挖掘

Q1：cr³⁺是如何获得的？能不能使用硫酸代替盐酸？（以上问题需要教师查阅文献或通过实验进行验证）

Q2：采用过量锌粒，除保证氯化铬充分反应外，还有什么作用？

Q3：实验过程中是否需要控制盐酸的浓度和用量？为什么？

Q4：锌粒与三价铬反应需在封闭体系中进行的原因是什么？

Q5：如何保证制备过程始终在无氧的环境中进行？

（2）实验操作再挖掘

①实验基本操作问题

Q1：如何检查装置c的气密性？

Q2：描述通过仪器a滴加盐酸的实验操作。

Q3：用一张硬质纸卷成筒状，从锥形瓶口中直插至接近底部，使氯化铬锌粒就从此纸筒加入。这样操作的优点是什么？

Q4：如何控制装置c中反应的快慢？

②基于实验原理的实验操作问题

Q5：实验过程中，K1、K2、K3的操作顺序是什么？

Q6：如何从装置d中获得醋酸亚铬晶体？

Q7：醋酸亚铬晶体干燥过程中的注意事项是什么？

（3）实验方案设计的再挖掘

01：反应过程中滴加盐酸，由于装置c中产生大量H：而造成液体滴加不畅，如何解决？

Q2：装置d是一个敞口装置，容易导致生成的醋酸亚铬被氧化，如何改进？

Q3：洗涤醋酸亚铬晶体时，依次使用无氧蒸馏水、无水乙醇、无水乙醚。为防止醋酸亚铬晶体接触空气而被氧化，洗涤时需要注意的问题是什么？如果不使用乙醇，水洗后直接用乙醚洗涤，是否可行？为什么？

Q4：醋酸亚铬有哪些实际应用，能否利用醋酸亚铬的性质进行实验方案的设计？

Q5：醋酸亚铬的合成还有哪些其他方法？它们各自的优缺点有哪些？

（4）成题展示：

基于以上思考，通过查阅资料，结合江苏化学高考实验试题的命题特点，对该试题改编如下：

醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·H2O]难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。实验室以氯化铬、锌粒、醋酸钠和盐酸为原料，制备醋酸亚铬晶体的实验流程如下：

实验的装置如图2所示。

回答下列问题：

（1）简述检查装置c的气密性的操作：__。

（2）写出“反应I”的离子方程式：__。

（3）实验过程中使用过量锌粒，其目的除了使氯化铬充分还原外，还可能是__。

（4）用注射器代替分液漏斗滴加鹽酸，其优点是__。为保证反应速率，盐酸的浓度不宜过低。但实验测得盐酸的用量不能过多，否则会造成醋酸亚铬的产率下降，其原因是

。

（5）“反应Ⅱ”是利用“反应I”生成的氯化亚铬与醋酸钠反应，请补充完整由氯化亚铬制备CH3COO）2Cr·HzO的实验方案：待装置c中的溶液完全转变为亮蓝色以后，__，使装置c中的液体迅速进入装置d中，装置d中立即产生大量砖红色沉淀;将混合液及时进行减压抽滤，——，密封包装。（实验中须使用的试剂：去氧冰水、无水乙醇、无水乙醚）

答案：（1）在装置c中加入少量水，连接好装置，关闭K1、K2，通过注射器a向装置c中注入少量气体，若在连接K2导管口能形成一段稳定的水柱，则装置c的气密性良好。（其他合理答案均可）

（2）Zn+2Cr³⁺=Zn²⁺+2Cr²⁺

（3）产生氢气隔绝空气，保证反应在还原性氛围下进行。

（4）当装置c中压强过大时，也能保证盐酸顺利滴下过量的盐酸也会进入装置d中溶解生成的醋酸亚铬。

（5）关闭K1，打开K2，迅速抽动注射器e。

将所得晶体依次用去氧冰水、无水乙醇、无水乙醚洗涤晶体，洗涤时保证在晶体表面有一层液体，使之隔绝空气;将晶体放置于真空烘箱烘干。

四、结束语

当下的教学活动，离不开讲题、解题。但对于经典试题的利用却有多种不同的途径，也就产生若干不同的价值。精讲不如广思，只有思考的更全面、更深刻才能挖掘得更彻底。纸上谈兵、就题论题的教学注定是低效的。教师的思维得不到拓展，学科的素养也就无法发展。实验教学要重视培养学生真实实验情境下的问题解决能力，教师首先就要具备包括对实验原理的剖析与理解，实验现象的判断与预测，实验条件的控制与优化，实验方案的设计与评价进行的深度挖掘的能力。