实验复习 回归教材

湖北 龚韦韦

化学实验是高考化学学科的考查热点和重点，高考实验题强调实验过程、实验原理的分析能力，突出考查学生的探究能力，注重实验设计和实验方案评价能力的考查。通过调查发现很多学生往往感觉实验装置或原理很熟悉，题目似曾相识，但得分却很难，归其原因：一是对化学原理理解不透彻，二是对教材上的实验不熟悉，不知道这些实验的根源在哪里，不能灵活应用。笔者认为在高三化学复习过程中一轮抓基础，二轮抓重点，三轮模拟考，四轮抓教材是很有帮助的，尤其在后期复习中应回归教材，重点理解教材实验，方能“以不变应万变”。笔者通过对近三年全国卷的高考真题进行研究，同时对人教版必修和选修教材实验进行总结，阐述自己对实验复习时回归教材的一些看法。

一、近三年全国卷高考真题分析

年份卷区题号题型分值涉及实验考查内容2019全国卷Ⅰ全国卷Ⅱ全国卷Ⅲ9选择题6溴苯的制备操作、现象、作用和提纯27填空题10硫酸铁铵的制备方法、目的、尾气处理、操作28(1)(2)(3)填空题11索氏提取装置目的、原理、实验、优点28(5)填空题2分离提纯咖啡因提纯方法10选择题6离子交换法净水离子数、导电性、离子类别判断27(1)～(5)填空题10阿司匹林的制备仪器选择、目的、作用、除杂2018全国卷Ⅰ全国卷Ⅱ9选择题6乙酸乙酯的制备装置的选择26填空题14醋酸亚铬的制备仪器名称、目的、原因9选择题6CH4与Cl2在光照条件下的反应现象判断28(2)填空题8三草酸合铁酸钾的分解目的、产物、操作、方法2017全国卷Ⅰ全国卷Ⅲ10选择题6H2还原WO3装置、试剂选择、操作和提纯26(1)(2)(3)(4)填空题11凯氏定氮法后铵盐的处理仪器作用、名称,实验目的、现象和原因26填空题14绿矾性质探究仪器作用、名称,装置、试剂选择,现象和原因

通过归纳和对比发现，实验在高考中考查形式主要是选择题和填空题，一般是给予学生实验装置图，要求学生结合实验原理分析实验现象、填写仪器名称、分析仪器作用、选择合适的试剂，其在高考理综总分中所占比重逐年增大，实验一般会有新颖情境，起点较高，但落点仍是教材中的核心知识，2019年还呈现出回归教材实验原图的趋势。

二、教材实验情况汇总

教材名称实验科学探究实践活动科学视野科学史话化学1(必修)377772化学2(必修)166492物质结构与性质(选修3)333126化学反应原理(选修4)157461有机化学基础(选修5)1476141

所涉及实验中有些是演示实验，有些是学生实验，有些涵盖在实践活动、科学探究等过程中，在这些实验中涉及实验装置图的情况如下：

教材名称含实验装置图的实验个数含有实验装置图的实验名称化学1(必修)131.过滤和蒸发 2.实验室制取蒸馏水的装置 3.萃取和分液 4.配制一定物质的量浓度的溶液5.钠的燃烧 6.铁粉和水蒸气反应 7.过氧化钠与水反应 8.鉴别碳酸钠和碳酸氢钠 9.氢气在氯气中燃烧 10.二氧化硫溶于水 11.氨溶于水喷泉实验 12.加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨 13.浓硫酸和铜反应化学2(必修)91.钾在空气中燃烧 2.钠和氯气的反应 3.原电池示意图 4.甲烷和氯气的反应 5.石蜡油分解实验 6.乙醇和金属的反应 7.生成乙酸乙酯的反应 8.铝热反应的实验装置 9.海水蒸馏原理示意图物质结构与性质(选修3)31.拉姆塞的实验装置图 2.质谱仪原理示意图 3.红外光谱仪的原理示意图化学反应原理(选修4)71.中和反应反应热的测定 2.测量锌和硫酸反应速率 3.催化剂对反应速率的影响 4.NO2球浸泡在冰水和热水中 5.比较弱酸的相对强弱 6.铜锌原电池装置 7.铁的吸氧腐蚀实验有机化学基础(选修5)91.含有杂质的工业乙醇的蒸馏 2.苯甲酸的重结晶 3.色谱法 4.乙炔的实验室制取及性质 5.溴乙烷的取代反应和消去反应 6.乙醇的消去反应 7.乙醛的银镜反应 8.乙酸乙酯的制备9.有机合成反应装置

三、教材实验在高考中的考查形式

1.教材实验直接考查

【例1】(2018·浙江·2)下列图与操作名称不对应的是

( )

A.升华

B.分液

C.过滤

D.蒸馏

【答案】A

【分析与感悟】此题紧扣教材，重点考查学生对实验操作的认识和理解，题中4幅图片全部来自化学教材，A选自化学人教版教材九年级上册P21图1-31液体加热方法，B选自人教版化学《必修1》P9图1-9分液装置图，C选自人教版化学《必修1》P6图1-3过滤装置图，D选自人教版化学《必修2》P90图4-3海水蒸馏原理示意图，学生在复习时结合图片理解分离和提纯的原理，此题几乎为完全对教材内容的直接考查。

【例2】(2018·全国卷Ⅰ·9)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，下列操作未涉及的是

( )

A

B

D

【答案】D

【分析与感悟】此题以乙酸乙酯的制备为背景，重点考查反应装置、除杂装置和分离装置的选择，实验装置图选自人教版化学《必修2》P75生成乙酸乙酯的反应，学生如果对教材装置图熟练掌握，可直接判断A、B正确；C装置选自人教版化学《必修1》P9图1-9分液装置图，利用乙酸乙酯难溶于水的性质即可判断C正确；D是蒸发浓缩或蒸发结晶，是让溶液中的溶剂通过升温的方式脱离溶质的过程，是该题的易错点，在乙酸乙酯的制备实验中并未涉及。

2.教材实验组合考查

【例3】(2018·北京卷·28节选)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。

资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。

(1)制备K2FeO4(夹持装置略)

①A为氯气发生装置。A中反应方程式是____________________(锰被还原为Mn2+)。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。

【分析与感悟】本题重点考查化学实验的设计与评价。实验装置图包含4个部分，分别是发生装置、除杂装置、反应装置和尾气处理装置，是一个典型的组合装置，A装置图在教材中虽没有直接给出，但在人教版化学《必修1》教材P82第四章第二节《富集在海水中的元素——氯》中以“科学史话”的形式给出了反应原理，同时在“思考与交流”中要求学生写出对应的化学方程式，教师在新课讲授中会在此处引导学生分析实验室制氯气的原理，并推出制取装置，同时还会引入除杂、收集方法和尾气处理的相关知识，所以学生如果对教材中实验熟练掌握，此处B装置的结构也就“呼之欲出”了，应是盛放饱和食盐水的洗气瓶。再由反应物为浓盐酸和KMnO4，根据氧化还原反应中得失电子守恒及元素守恒关系即可写出化学方程式。本题的易错点为洗气瓶导管要“长进短出”。

3.教材实验变形考查

【例4】(2019·全国卷Ⅱ·28)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸(Ka约为10-4，易溶于水及乙醇)约3%～10%，还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。

索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：

(1)实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是____________________，圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒________。

(2)提取过程不可选用明火直接加热，原因是____________________，与常规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是____________________。

(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂，与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是____________________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有________(填标号)。

A.直形冷凝管 B.球形冷凝管

C.接收瓶 D.烧杯

(4)浓缩液加生石灰的作用是中和__________和吸收__________。

(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是________。

【答案】(1)增加固液接触面积，使提取充分 沸石

(2)乙醇易挥发，易燃 使用溶剂少，可连续萃取(萃取效率高)

(3)乙醇沸点低，易浓缩 AC

(4)单宁酸 水

(5)升华

【分析与感悟】此题属于实验和流程综合题，试题中实验装置比较新颖，信息量比较大，综合性比较强，但考查知识较为基础，具有起点高和落点低的特点。要解答此类实验题，关键要读懂题中信息，看懂实验装置。通过分析可以看出，索氏提取装置是利用蒸馏原理将烧瓶中溶剂变为蒸汽后又在冷凝管中冷凝为液体，流入1中与茶叶末发生萃取，相当于将人教版教材化学《必修2》P90图4-3海水蒸馏原理示意图中的蒸馏装置与人教版化学《必修1》P9图1-8萃取装置进行变形后将两者“合二为一”，这样改进的好处是可以连续萃取，避免了人工重复操作，提高了萃取效率。学生如果理解蒸馏、萃取等实验原理并熟练掌握教材实验装置，该题还是容易得分。

四、一点思考

通过上述分析可以发现选择题中对实验的考查重在“基础”，在大题中的考查重在“应用和改进”。在高考实验复习中，我们除了要做到分类复习，夯实基础，还要注意引导学生找到各个实验之间的联系，形成知识体系，学会综合应用，但是不管题型如何变化，情境如何新颖，最终落点还是在高中核心知识的运用上，特别是实验装置有向教材装置回归的趋势，因此在高考复习的冲刺阶段，笔者认为还是要回归教材，强化落实，重点理解教材实验装置的原理和所对应实验装置图，只要心中有教材，在考试时就会胸有成竹，迎难而解，以不变应万变。