高考十年化学实验的发展历程

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文章编号：1005-6629(2010)04-0059-04　中图分类号：G424.74　文献标识码：B

化学实验是高考的重要内容，对于测试考生的实验基础知识、实验基本技能以及实验基本素养有着重要价值，随着新课程高考的不断深化，实验题将会成为一种更加方便、有效测量考生化学思想、方法、能力的一种题型，高考实验题的命制一直受到关注。研究近10多年来实验高考题，探析其变化发展轨迹。可以说化学实验高考1O年就是创新与发展的10年。探究原题、分析变化、总结规律，对于我们认识高考实验题的变化趋势、提高高考实验内容的复习效率都会起到很大的促进作用。

化学实验高考10年，大致经历了4个明显的发展阶段。每个阶段都有着鲜明的特色，代表着实验考查的主流方向，也烙印着时代的教学特征。由于全国各地课改情况、高考模式的不同，4个阶段的划分并非界限分明，在时间上有着交替性，在地域上有着交叉性。

1、记忆式实验

2000年前后，由于高考十分注重强调“双基”，高考试题题多量广，试题注重基础性和覆盖面，全套试卷一般为35-36道题，在这样一种大背景下，实验考题带有显著的基础性、知识性，考查的重点是正确再现实验基础知识，对实验的技能要求很低，只要能够重复书本上原来固有的实验步骤、方法即可，对考生能力方面的考查十分谨慎，往往设置一个很小的知识点来考察考生的灵活性，赋分很少，即使这点答不出来。对实验总成绩的影响很小。试题编制的主要形式为选择和填空，即使是综合实验题，也多是简单的实验室物质制备套题。大多是仪器组装连接，考生只要掌握一些简单的诸如“气密性检查、气体发生、干燥、洗涤、除杂、尾气处理、量气”、“导管进出口”、“防堵塞、防倒吸、防水解”等知识，就能够顺利解答此类试题。

例1.(1998全国卷)A-D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图

(1)请从①-⑧中选出必须使用温度计的实验，把编号填入最适宜的装置图A-C下的空格中(多选要倒扣分)

①酒精和浓硫酸混和加热制乙烯

②电石跟水反应制乙炔

③分离苯和硝基苯的混和物

④苯和溴的取代反应

⑤石油分馏装置

⑥浓硫酸和食盐、二氧化锰混合加热制氯气

⑦测定硝酸钾在水中的溶解度

⑧食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢

(2)选用装置D做苯的硝化实验，D中长玻璃管的作用是：____。　(答案：(1)A：①B：③、⑤c：⑦；(2)减少苯的挥发(或答起冷凝器的作用)

例2.(2001全国卷)某学生利用氯酸钾分解制气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：

①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。

②装好实验装置。

③检查装置气密性。

④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。

⑤停止加热(如图2，导管出口高于液面)。

⑥测量收集到气体的体积。

⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。

⑧测量实验室的温度。

⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。

⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。

回答下列问题：

(1)如何检查装置的气密性?____。

(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤；①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：____(请填写步骤代号)。

(3)测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同?

(4)如果实验中得到的氧气体积是cL(25℃、1.01-105 Pa)，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c不必化简)：M(O2)=____。

(答案：(1)将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。(2)②、①、③；(3)慢慢将量筒下降。(4)22.4L・mol-1×298K×(ag-bg/273Kxc L)

记忆式试题的考查只须考生记住知识，正确选择、复述即可。试题形式学生非常熟悉，没有任何陌生感，对考生的应试心理要求很低，答题思路与平时所做习题完全吻合，偶然有点创新式的简单发问。如例2中，“如何使量筒内外液面的高度相同”，也不需要多少能力，凭借生活经验或者一点点的灵活性就可回答。记忆式的实验题型不属于高考中的难点内容。

2、思维式实验

随着中国改革的进一步深化，素质教育的呼声越来越大，教育改革呼之欲出，高考顺应时代变化也发生了悄悄的变革。此时，高考实验题不再满足于简单记忆重复式的知识性考察，2003年前后，全国高考实验试题有了很大的发展与创新。实验题创新已经成为整个高考试题的“亮点”，实验重点考查学生的思维变化性、深刻性、创新性。实验题编制重视课本原有实验的改进和发展，这种创新意识和方法集中体现在“优化”、“改装”、“替换”、“定量”、“微型”、“环保”、“安全”等方面引导发展学生的(思维)创新能力。如，“仪器多用途，装置多替换。方法多变化”。试题一般立足书本原有实验的改造，往往有神来之笔，这种变化主要体现在变繁琐为简洁，变缓慢长时为高效适时，变现象欠明显为效果显著，变实验危险(毒)为安全可靠，变大型浪费为微型节约，变污染为环保，变不可预设为方向可控，变定性为定量，变验证性实验为探索性实验等方面。

例3.(2003全国卷)在如图3装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4。等试剂可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。

(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是____。

(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是____。

(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是____。

(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是____。

(答案：(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的氢气纯净时，再夹紧止水夹。(4)试管I中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。)

思维式实验试题，一改过去纯粹记忆式实验考查方法，所考查的重点是，让学生在一定的新情景中发现问题，问题绝不可能是事先熟悉而凭借记忆就能解决的，必须选择新思维，设计新方案，通过分析与思考才能求得对新问题的解决，这对于培养

学生的创新思维、创新意识很有价值。2003年全国卷的“氢氧化亚铁制备”，以及比较著名的2002年全国卷的“无胶头滴管氨气喷泉实验引发”，还有2003江苏卷的“低温取醋酸”等，都属于方法创新和思维创新。根据这种要求，在实验教学及复习中必须要培养创新意识，落实创新方法，纯粹的知识记忆复习法已经失效。实验题在高考中的难度提高了。

3、探究式实验

2005年以后，新课程改革试点工作开始，高考对新课程理念的回应也是积极的。一些独立命题的省份开始探索新课程背景下的高考，化学命题思想与时俱进，适应新课程对能力涵义提出的新要求，体现对学生研究性学习、探究性学习等能力的培养，高考实验题注意学生提出问题、分析问题、解决问题能力的考察，这种实验试题的主流为探究式实验，主要出现在以广东、上海、海南等独立命题的地区。

例4.(2008广东卷)某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。

(1)请指出该结论是否合理并说明理由____。

(2)请完成对铁元素价态的探究：

限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3mol・L-1H2SO4。溶液、3％H2O2溶液、6 mol・L-1HNO3溶液、0.01mol・L-1KMnO4溶液、NaOH稀溶液、0.1 mol・L-1KI溶液、20％KSCN溶液、蒸馏水。

①提出合理假设

假设1：____；

假设2：____；

假设3：____。

②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)

③实验过程：根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表(表1)格式写出实验操作步骤、预期现象与结论(表2)。

(答案：(1)该结论不正确。稀HNO3具有强的氧化性，若该铁的价态为+2价，则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变血红色。(2)假设l：催化剂中铁元素的价态为+3价；假设2：催化剂中铁元素的价态为+2价；假设3：催化剂中铁元素的价态既有+3价也有+2价。

例4中引入了科学探究的一般方法，无疑对考生的能力提出了更高要求。这样的探究型实验题主要是问题的呈现方式、问题的解决程式学生不熟悉，结论的获取要由学生在题给的情境中当场分析获得，不是预先记忆贮存的，要根据所研究的内容自己设计方案，运用已有的学科知识。通过假设、实验、求证等科学研究方法，最终解决问题得出结论，这是完全符合新课程理念的指导思想的，是一种科学能力的测试。有的试题还引入了中学阶段中没有见过的科学实验研究中的“变量控制思想”，如2007年海南卷中。“稀硫酸与某金属反应的实验数据分析”一题。这样的实验题成为培养学生体悟、探究、掌握一般科学方法的重要载体。由于这种试题的思维要求与中学教学常规做法以及中学生长期形成的思维特点的吻合度较差，往往造成看似简单却严重失分的情况发生，使实验题成为高考中的难点。

4、综合式实验

随着高考改革的推进，选考科目的调整，各地化学选修课程开设等情况的变化，化学实验题命制出现了新特点。虽然探究式实验对学生的研究性学习以及一般科学方法能力具有一定的考察优势。但是它又有一点忽视实验基础知识和实验基本技能的嫌疑，因为这种试题在面的覆盖上不好调整，只能就某专门的问题点提出探究，不能涉及更多的知识和技能，在试题研制的套路上也显得有点单一化和程式化，所以，此类实验考题的发展应该说因此受到了一定的限制。近年高考实验题中出现了一种更加全面的“综合式”试题。

例5，(2008江苏卷)金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN-和金属离子的配离子M(CN)m-n的形式存在于水中。测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下：

①水样预处理：水样中加入磷酸和EDTA，在pH

②滴定：将吸收液调节至pH>l1，以试银灵作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定

Ag++2CN-=[Ag(CN)2]-，终点时，溶液由黄色变成橙红色。

根据以上知识回答下列问题：

(1)水样预处理的目的是____。

(2)水样预处理的装置如图4所示，细导管插入吸收液中是为了____，

(3)蒸馏瓶比吸收液面要高出很多，其目的是____。

(4)如果用盐酸代替磷酸进行预处理，实验结果将____(填“偏高”、“无影响”或“偏低”)。

(5)准确移取某工厂污水100mL，经处理后用浓度为0.01000 mol・L-1的硝酸银标，准溶液滴定，终点时消耗了21.00 mL。此水样中含氰化合物的含量为――mg・L-1(保留一位小数)。

(答案：(1)将含氰化合物全部转化为CN；(2)完全吸收HCN，防止气体放空；(3)防止倒吸；(4)偏高；(5)109.2)

综合式实验题往往取材于某个真实的但中学师生不会接触到的工业事件，经过改造打磨，把中学实验中的基本知识、基本技能、化学反应原理灵活巧妙地隐藏镶嵌在学生完全陌生的工业制造环境中。如例5的(3)问的目的是“防倒吸”，让学生在一种完全生疏的背景下来运用自己所学知识，显然，对学生的要求提高了。有的试题还要求考生阅读大量工业流程、数据图表、文字信息。对复杂、量大的题干信息进行筛选、整合，这种实验题对学生的实验知识、思维、方法、能力等方面进行了全面检阅。如2009广东卷22题，2009江苏卷15题等。其实，综合式实验题严格意义上来说已经不再是传统意义上的实验题，它可以更方便地糅合进很多无机物、有机物、化学反应原理等知识。为试题编制预设了广阔空间，它虽然适应了新课程高考命题的能力要求，成为加大高考区分度的把关题，但是这种题的编制，对“度”的把握要求较高。“点”隐藏得太深考生解答不出，或者太露大家都会做，就失去了命题的本意。

结　语

纵览近10来年化学实验高考走向，大致梳理出这样4个阶段，各个阶段并非界限分明。而是相互联系相互促进，是螺旋式上升发展而来。化学实验高考lO年来创新与发展的历程是非常明确的。从实验高考的创新和发展，可以看出整个高考的变化，这对于我们研究化学高考改革、促进化学教学改革都会有所启发。