高考化学实验后期复习之对策

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  2013年高考正一步步地向我们走来,回顾历年来的高考化学学科实验试题,不难发现试题体现了《考试大纲》提出的“以能力测试为主导”的命题思想,强调了化学实验题对能力考查的作用.
  一、引导学生要用新视角重新观察已做过的实验,学会对知识的归纳、迁移、创新
  在高考化学实验后期复习中,引导学生要用新视角重新观察已做过的实验,从深层次上提出问题.同时,要从大的方面去归纳整理,对一些细小的地方也要进行归纳和整理,切不可忽视.
  例如,教材实验中涉及棉花团作用的地方,主要有如下3处:①加热高锰酸钾制氧时,棉花团放置在试管口处,以防止气体将高锰酸钾粉未从导气管带出;②用电石在试管中制乙炔时,试管口放置一小团棉花,以防止产生的气体将泡沫带入导气管内;③收集氨时,集气试管口堵团棉花防止NH3与空气对流而影响收集NH3的纯度,以便集满纯气体.由此,可联想到棉花团疏松、透气性好,但易燃烧或易腐蚀,可进一步设想利用玻璃棉.用玻璃棉堵干燥管口,可以防止碱石灰或氯化钙的粉未进入导管;用玻璃棉撒布五氧化二磷装入干燥管内,既可使气流通畅,又可使干燥效果好,否则五氧化二磷装滿干燥管则气流被阻,半滿又不能使气体干燥;在除去氧气中混杂的氢气时,氧化铜粉也应撒布在玻璃棉团上,以使气流畅通,反应完全.等等.
  又如,在复习实验室制Cl2的实验时,教师要引导学生细致阅读教材中的演示实验,明确实验操作流程,理解实验原理,思考常规实验的非常规做法.同时,从操作到现象和原理都要熟练掌握,复习时做到多提问几个为什么?①选择气体发生装置的条件有哪些?中学图1常用的气体发生装置有几套?分别适用于哪些气体的制备?②除MnO2外,KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等作氧化剂,是否可以制得Cl2?③制得的Cl2中含有HCl、H2O,如何除去?中学常见的干燥剂有哪些?干燥装置有哪些?使用干燥剂的原理及注意事项是什么?④该实验为什么只能用浓盐酸?收集有毒、有污染的气体时应注意些什么?其实验装置如何设计?等等.
  再如,在归纳排水、排空气法集气的装置和原理之后,还可以迁移到“一物多用”的创新.利用图1所示装置,可总结出其多种用途.
  用途Ⅰ,洗气(包括干燥).由A口进气,B口出气,集气瓶中装某种液体.如用浓硫酸对氢气的干燥.用途Ⅱ,收集密度比空气大的气体.如CO2、HCl等(排气集气法),由A口进气,空气从B口排出.用途Ⅲ,收集密度比空气小的气体.如H2、CH4等(排气集气法),由B口进气,空气由A口排出.用途Ⅳ,收集难溶于水的气体.如H2、CO、CH4等(排水集气法),将瓶中集满水,由B口进气,原来充满广口瓶的水由A口排出.用途Ⅴ,测量气体体积.将广口瓶中充满水,由B口进气,通过测量由A口排出的水的体积(如排在量筒里)来测定不溶于水的气体(如H2、CH4、CO等)体积.用途Ⅵ,可用作防止倒吸的装置,起安全瓶的作用.用途Ⅶ,可用作某些气体的反应器.如HCl与NH3反应,从A处通入NH3,B处通入HCl,等等.
  这样的实验复习,从过程开始,注重细节,注重归纳与总结.同时,问题的提出方式多种多样,对巩固所学知识,掌握实验基本操作技能,发展学生迁移、创新能力都将起着积极的促进作用.
  二、引导学生要能做到了解实验目的、步骤和原理,学会对简单的实验进行设计与评价
  化学是一门实验学科,化学实验在高考中占有非常重要的地位.因此,引导学生在复习化学实验内容时,要做到“一个了解、五个会”即了解实验目的、步骤和原理;会控制条件、会使用仪器、会观察分析、会解释结果得出相应结论、会设计简单的实验方案及评价.
  例如,实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物呈棕红色,易潮解、100 ℃左右时升华.图2是两个学生设计的实验装置,左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置则不同,分别如图2(Ⅰ)和(Ⅱ)所示.
  图2试回答:
  (1)B中反应的化学方程式为.
  (2)D中的反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是.
  (3)D中反应的化学方程式为.
  (4)装置(Ⅰ)的主要缺点是.
  (5)装置(Ⅱ)的主要缺点是,如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是.
  这是一道全国高考化学学科实验题,学生在面对这样的实验装置,虽然,他们对所给仪器都是熟悉的,但对其作用并不一定都清楚.这时要引导学生提出问题,并能根据所学物理、化学原理去思考、判断、评价其装置的真正作用,最终学会对简单的实验进行设计.学生认真阅读题目后,要尽可能多地提出如下问题:①Cl2有何种重要物理、化学性质?实验室采用何种装置进行制备?采用何种方法(装置)进行干燥?如何收集呢?怎样证明Cl2将反应装置中的空气排净呢?尾气能不经过处理直接排放到大气中吗?用何种方法净化呢?②何为升华现象?易升华的物质能否采用导气管导出?用何种方法导出最好呢?③何为潮解现象?对易潮解的物质应采用何种装置来防止其潮解呢?
  针对上述问题的提出,结合所学知识,学生便可迅速解决(回答)以上问题,并可从中领悟到对该实验的设计、操作方法做出正确的、全面的判断、评价.最终回答出甲、乙两学生所设计装置的缺陷与不足,从而在提出问题,复习知识的过程中,正确、完整地解答出题目中的各个问题.其正确答案如下:(1)4HCl+MnO2△MnCl2+Cl2↑+2H2O;(2)B中的反应进行一段时间后,看到黄绿色气体充满装置,再开始加热D;(3)2Fe+3Cl2△2FeCl3;(4)导管易被产品堵塞,尾气排入空气,易造成环境污染;⑸产品易受潮解,在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置.
  这样的实验复习,从问题开始,逐步展开,能真正发挥学生的主体性和教师的主导作用,体现了教师与学生,学生与学生之间的“交流-互动”,对鼓励学生提出问题,发展创新能力是大有禆益的.   三、引导学生要以知识和技能为载体,重新审视实验,学会对常规实验仪器的创新使用
  实验是理科发展的最重要的动力之一,实验是培养学生创新能力和实践能力的重要方式.因此,引导学生要学会对常规实验的创新使用.
  例如,用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀.
  方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备.
  (1)用硫酸亚铁晶体配制上述的FeSO4溶液时还需加入.
  (2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法.
  (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是.图3方法二:在如图3所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备.
  (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.
  这是一道全国理综卷化学科赋分最高的实验题,所选择的实验素材最基础,可为起点低,但所考查学生的能力层次相当高,特别是学生动手、创新能力的考查最为突出.因此,引导学生联想到课本上介绍的实验,会发现实验效果并不理想,这时,教师可向学生提出有什么好的改进方法呢?改进这个实验的关键点是什么?学生必然就能回答出:①把溶液中的氧气除去;②防止氧气将Fe(OH)2氧化.然后,师生之间通过讨论、交流,就不难重新设计出许多方法,并能评价出各种方法的优劣,并对题中两种方法提出如下问题:
  (1)对方法一的提问:①如何配制FeSO4溶液,为防止亚铁离子氧化采取何种措施?②如何处理蒸馏水,才能使其不含O2?③要制得白色Fe(OH)2沉淀如何操作?为防止Fe(OH)2白色沉淀可能被氧化,可在盛有FeSO4溶液的试管里,滴加何种能隔离空气的液体物质?
  (2)对方法二的提问:①要制取FeSO4溶液应在哪个装置中进行?其原因是什么?氢氧化钠溶液应装入哪个装置?其量太少行否?为什么?②先使试管Ⅰ反应一段时间,再打开止水夹,试管Ⅱ中有何种现象?③先打开止水夹,使试管Ⅰ反应一段时间后再夹紧,为什么?试管Ⅱ中有何现象?④试管Ⅰ中硫酸的量能不能太多,太多的话会产生何种后果?太少行不行,会产生何种后果?
  针对上述问题,结合所学物理、化学知识,学生就很容易逐个回答出题目中的问题,其正确答案如下:方法一:(1)稀H2SO4、铁屑;(2)煮沸;(3)避免生成的Fe(OH)2接触氧气.
  方法二:(1)稀H2SO4、铁屑;(2)NaOH溶液;(3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度,当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹;(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入.
  这样的实验复习,注重研究性学习,鼓励学生大胆质疑,敢于奇思妙想,善于从不同的角度看问题、思考问题和发现问题,在不断地提出问题和解决问题的过程中,才能促使学生真正掌握知识、结论,更重要的是还掌握了知识的探索过程,学生的创新能力会得到最大程度的发展.
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