劉 鴻

（曲靖市富源縣勝境中學(xué)，云南 曲靖 655500）

探究學(xué)習(xí)的方法是新課程改革的核心。高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生“具有較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題”，并通過(guò)“經(jīng)歷對(duì)化學(xué)物質(zhì)及其變化進(jìn)行探究的過(guò)程，進(jìn)一步理解科學(xué)探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究能力”。由于化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)問(wèn)題解決的重要手段，同時(shí)實(shí)驗(yàn)又是以實(shí)驗(yàn)探究為其主要形式，所以實(shí)驗(yàn)探究自然成為學(xué)科的著眼點(diǎn)。通過(guò)分析近幾年高考新課標(biāo)寧夏卷和全國(guó)卷的理綜化學(xué)試題，我們不難發(fā)現(xiàn)，作為高考主打題型的非選擇題部分實(shí)驗(yàn)題既能夠在注重對(duì)化學(xué)學(xué)科中的基礎(chǔ)知識(shí)、基本能力和重要方法考查的同時(shí)，又能夠突出對(duì)信息整合能力、問(wèn)題解決能力尤其是實(shí)驗(yàn)探究能力的考查，從而很好地體現(xiàn)了新課程特點(diǎn)。本文主要就近四年的高考新課標(biāo)寧夏卷和全國(guó)卷理綜化學(xué)非選擇題部分實(shí)驗(yàn)試題從探究角度的考查動(dòng)向方面作評(píng)析，希望能給高三理綜化學(xué)備考復(fù)習(xí)工作帶來(lái)一些啟示。

一、以實(shí)驗(yàn)方案為切入點(diǎn)

[例1]（2008年新課標(biāo)高考理綜化學(xué)試題·寧夏卷）為測(cè)定一鐵片中鐵元素的含量，某課外活動(dòng)小組提出下面兩種方案并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)（以下數(shù)據(jù)為多次平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的平均值）：

方案一：將a g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，測(cè)得生成氫氣的體積為580mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；

方案二：將（a/10）g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，將反應(yīng)后得到的溶液用0.02mol·L-1的KMnO4溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了25.00mL KMnO4溶液。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）配平下面的化學(xué)方程式（將有關(guān)的化學(xué)計(jì)量數(shù)填入答題卡的橫線上）：

（2）在滴定實(shí)驗(yàn)中不能選擇_____式滴定管，理由是__________；

（3）根據(jù)方案一和方案二測(cè)定的結(jié)果計(jì)算，鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為_(kāi)____和_____；（鐵的相對(duì)原子質(zhì)量以55.9計(jì)）

（4）若排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響因素，試對(duì)上述兩種方案測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性做出判斷和分析。

①方案一 __________（填“準(zhǔn)確”“不準(zhǔn)確”“不一定準(zhǔn)確”），理由是 __________；

②方案二 __________（填“準(zhǔn)確”“不準(zhǔn)確”“不一定準(zhǔn)確”），理由是 __________。

【評(píng)析】本題綜合性很強(qiáng)，既是一道立足基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)操作的試題，又是一道實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的試題，還是一道開(kāi)放型試題。通過(guò)設(shè)置全新情境考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解、實(shí)驗(yàn)操作的掌握、有關(guān)實(shí)驗(yàn)的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)等方面的探究能力。

題目給出的四個(gè)問(wèn)題，每個(gè)問(wèn)題各有側(cè)重。第（1）問(wèn)是配平方案二中的一個(gè)化學(xué)方程式，利用化合價(jià)升降法容易配平。第（2）問(wèn)是考查酸式滴定管、堿式滴定管的特點(diǎn)及使用條件。第（3）問(wèn)是根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算。第（4）問(wèn)是對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)，具有開(kāi)放性，很好地體現(xiàn)了新課標(biāo)的理念，也準(zhǔn)確考查了學(xué)生的思維能力和表達(dá)能力，對(duì)學(xué)生思維能力的考查上升到一個(gè)較高的層次，只有思維深刻的學(xué)生才能全面分析，得出正確的結(jié)論，反之回答起來(lái)就會(huì)失之偏頗。對(duì)于方案一：如果鐵片中只含單質(zhì)鐵及鐵的氧化物，用生成氫氣的量只能測(cè)出單質(zhì)鐵的量，不能測(cè)出鐵的氧化物中鐵的量。如果鐵片中還含有其他金屬也能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，則由氫氣的量推不出單質(zhì)鐵的量。如果鐵片中不含雜質(zhì)，用上述方法可以。對(duì)于方案二：如果鐵片中只含單質(zhì)鐵及氧化鐵，該方案只能測(cè)出單質(zhì)鐵的含量。如果鐵片中含有其他金屬，該金屬與稀硫酸反應(yīng)生成的金屬離子也能被高錳酸鉀氧化，則鐵片中單質(zhì)鐵的量就測(cè)不出。如果鐵片中不含雜質(zhì)或只含有單質(zhì)鐵及氧化亞鐵，該方案可以。以上兩個(gè)方案均有缺陷，因而測(cè)得的結(jié)果不一定準(zhǔn)確。

本題學(xué)科特色明顯，對(duì)分析問(wèn)題的能力要求較高?？疾榈闹R(shí)在書中或在題內(nèi)，但學(xué)生的學(xué)習(xí)、思維可以延伸到題外?？梢哉f(shuō)，題目彰顯了新的課程理念，有利于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和深入思考探究的習(xí)慣。

二、以測(cè)定組成為切入點(diǎn)

[例2]（2009年新課標(biāo)高考理綜化學(xué)試題·寧夏卷）堿式碳酸銅可表示為：xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O，測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。

（1）現(xiàn)采用氫氣還原法，請(qǐng)回答如下問(wèn)題：

①寫出 xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O 與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式_______；

②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是（填入儀器接口字母編號(hào)）：（a）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（l）

③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為_(kāi)______g，化學(xué)式為_(kāi)______；

（2）某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃?，并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請(qǐng)說(shuō)明理由：_______。

【評(píng)析】本題難度中等，要求學(xué)生根據(jù)提供的儀器和藥品，來(lái)完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并處理相關(guān)的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，考查了學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)知識(shí)與技能的應(yīng)用能力、設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)的能力。

第（1）問(wèn)①的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個(gè)很難的信息，其實(shí)細(xì)心一點(diǎn)只要把它理解為CuCO3和Cu（OH）2受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng)即可解決；對(duì)于②要能分析出測(cè)定反應(yīng)后CO2和H2O質(zhì)量，因此對(duì)于氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣，防止對(duì)后續(xù)測(cè)定影響，因?yàn)闇y(cè)定H2O和CO2分別用濃硫酸和堿石灰是固定的。（2）其實(shí)在分析（1）①方程式書寫時(shí)便得到了堿式碳酸銅熱分解方程式：xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O=（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，稍加分析可知，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量（或其中任意三個(gè)量），即可計(jì)算出其組成。

解此題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解?shí)驗(yàn)原理，其基本解題思路為：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹鷮?shí)驗(yàn)原理→實(shí)驗(yàn)方案的選擇→實(shí)驗(yàn)藥品的選擇，實(shí)驗(yàn)儀器的組裝→運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能處理相關(guān)細(xì)節(jié)問(wèn)題。這類題將常見(jiàn)物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改編成實(shí)驗(yàn)題，對(duì)我們平時(shí)的學(xué)習(xí)指出了新的要求，要改原來(lái)注重化學(xué)方程式的學(xué)習(xí)為實(shí)用性學(xué)習(xí)，要在平時(shí)的學(xué)習(xí)中養(yǎng)成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的習(xí)慣。

三、以實(shí)驗(yàn)結(jié)論為切入點(diǎn)

[例3]（2010年新課標(biāo)高考理綜化學(xué)試題·寧夏、吉林等五省卷）某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有______；

（2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是_______；

（3）實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有 Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是_______；

（4）要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_______（答兩種）；

（5）為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)混合溶液 A B C D E F 4mol/L H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5飽和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0

①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1=_____，V6=_____，V9=_____。

②反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈色。

③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高。但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因__________。

【評(píng)析】本題為一道實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)題，以原電池反應(yīng)原理為載體，重點(diǎn)考查了原電池反應(yīng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，具有一定的綜合性，主要考查的是學(xué)生的分析能力、數(shù)據(jù)處理能力和綜合理解能力。

第（1）～（4）問(wèn)難度較小，第（5）問(wèn)難度較大。而本題的亮點(diǎn)則是第（5）問(wèn)實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)，其中①中的V1、V6、V9數(shù)值的判斷，是對(duì)學(xué)生觀察能力、思維能力及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的綜合考查，學(xué)生只有通過(guò)觀察判斷，確定出只有保持H+濃度不變，才可以成功研究出CuSO4溶液的多少對(duì)反應(yīng)速率的影響程度。②則是對(duì)學(xué)生是否在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中經(jīng)常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的真實(shí)再現(xiàn)，只有常做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生才有可能知道Zn與酸反應(yīng)后期由于含雜質(zhì)而顯灰黑色，E中置換出的Cu在后期也因雜質(zhì)影響而顯暗紅色。③中則是考查表面積大小對(duì)速率的影響。

通過(guò)此題可看出，只有那些平常勤于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、善于動(dòng)腦思考的學(xué)生，才有可能在新課程理念下的化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)考核中取得優(yōu)異的成績(jī)。同時(shí)新課程高考化學(xué)對(duì)我們今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)及復(fù)習(xí)備考也提出了新的挑戰(zhàn)，只有真正地讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，手腦動(dòng)起來(lái)，才有可能為國(guó)家培養(yǎng)出真正的化學(xué)人才。

四、以物質(zhì)制備為切入點(diǎn)

[例4]（2011年新課標(biāo)高考理綜化學(xué)試題·全國(guó)卷）氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序?yàn)開(kāi)_______（填儀器接口的字母編號(hào)）。

（2）根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開(kāi)分液漏斗活塞；_________（請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號(hào)）。

A.加熱反應(yīng)一段時(shí)間 B.收集氣體并檢驗(yàn)其純度

C.關(guān)閉分液漏斗活塞 D.停止加熱，充分冷卻

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色，該同學(xué)據(jù)此判斷，上述實(shí)驗(yàn)確有CaH2生成。

①寫出CaH2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

②該同學(xué)的判斷不正確，原因是_____________。

（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟及觀察到的現(xiàn)象___________。

（5）登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是________________。

【評(píng)析】本題開(kāi)始以學(xué)生熟悉的裝置連接入手，而后命題一改以往考查模式，要求學(xué)生自選裝置及藥品、實(shí)驗(yàn)儀器，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用語(yǔ)言表述對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的理解，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)考查向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)型，這些改變正是新課程所倡導(dǎo)的。第（1）（2）問(wèn)是設(shè)計(jì)裝置的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作流程，反映學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的理解過(guò)程。首先是從元素觀和變化觀出發(fā)，理解CaH2制取的反應(yīng)原理，然后選擇氫氣的制取裝置，與主反應(yīng)裝置，完成設(shè)計(jì)的主框架。接下來(lái)，按照“制氣→除雜→主反應(yīng)→產(chǎn)品保護(hù)→尾氣處理”的常規(guī)方法選擇其他裝置及其次序，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則解決第（1）小問(wèn)。第（2）問(wèn)要求學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵，從而選擇最佳的實(shí)驗(yàn)操作程序，以便保證實(shí)驗(yàn)成功安全的進(jìn)行。第（3）（4）問(wèn)巧妙地設(shè)問(wèn)，意在引導(dǎo)學(xué)生不但能從原理上作出判斷，而且能從證據(jù)強(qiáng)弱的角度進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，從而既考查了實(shí)驗(yàn)知識(shí)，還考查了實(shí)驗(yàn)方法。最后的第（5）問(wèn)是有關(guān)化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，在規(guī)定了“與氫氣相比”的前提下，做出有理由的分析和判斷。

此題是一道常規(guī)題型，所不同的是課本之外的實(shí)驗(yàn)，但是該題更加貼近生活，學(xué)生用課內(nèi)所學(xué)過(guò)的知識(shí)就能夠解決這一問(wèn)題，而且題目引入了猜想模式，這也是今后高考的一個(gè)方向，更加開(kāi)放，更加貼近生活。