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关键词:高中化学;化学反应原理;归纳总结
《化学反应原理》一书,讲解了一些基本的化学反应知识,有利于用来辅助学生学习一些化学方面的必修课程。整本书共分为了四个章节,都是一些学习化学必备的知识点,学习好了这些选修内容,对我们的学生来说是有利而无害的。下面就是从章节上去归纳总结的一些知识点,可以供大家参考一下。
一、化学反应与原理
在第一章介绍的知识点中,可以看出讲的是化学反应与物质能量的关系以及化学反应热的计算,其中的反应热相对来说难度系数大一些,也重要一些。化学反应热有很多种形式,例如:生成热、燃烧热、中和热等。化学反应热,简单地说,指的就是在等温、等压过程中发生的化学或者物理变化时所放出或者吸收的热量。化学反应热是一种重要的热力学数据,需要我们的学生去掌握好化学反应热的计算。
在化学反应中,比较常见的吸热反应有:大多数的分解反应、盐水解反应、电离、少数的化合反应等。常见的放热反应有:所有的燃烧或者爆炸反应、多数的化合反应、活泼金属与酸或水的反应、酸碱中和反应等。其中,吸热和放热反应与反应条件没有必然的联系,在化学反应中,是吸热还是放热,反应物与生成物具有总能量的相对大小有很大的关系。在书写热化学方程式的时候,除了遵循一些基本书写化学方式的要求以外,还需要特别去注意一些小的细节。当然,这个就可以在学习化学反应热的时候,去多留意一下。而且在计算化学反应热的时候,除了给定的公式外,还可以用盖斯定律进行一些简单的计算。
二、化学反应速率和化学平衡
在这一章节,讲的就是化学反应速率以及影响它的因素、化学平衡和化学反应进行的方向。化学反应速率指的就是在化学反应中,用单位时间内反应物或者生成物的物质的量来表示化学反应进行的快慢程度。影响化学反应速率的因素有反应物的性质和反应所处的条件,其中反应物的性质具有决定性的因素。这里需要注意的就是,如果在化学反应中,参加化学反应的物质为固体和液体时,可以粗略的认为这个化学反应的速率不变,因为由于压强的变化对浓度几乎没有什么影响。
当然,在这一章节,需要着重掌握的就是化学平衡。所谓“化学平衡”,指的就是在一定的宏观条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,其中的反应物和生成物处于一个不再改变的状态,即达到表面上静止的一种平衡状态。其中涉及到一个化学平衡常数,用常数K来表示。化学反应常数的大小基本上可以反映出一个化学反应可以进行的程度,简单地说就是,化学反应常数越小,说明这个化学反应进行的越不完全。而影响化学反应平衡移动的最主要的因素就有:浓度、温度、压强等,每一种因素对化学反应平衡移动的具体影响又有些区别,这个就需要在平时去具体总结了。
三、水溶液中的离子平衡
在第三章中,讲了弱电解质的电离、水的电离和溶液的酸碱性、盐类的水解、难溶电解质的溶解平衡,都是围绕一些水溶液中的离子平衡来讲述的。所谓“离子平衡”,即在弱电解质的溶液中,没有离解的分子与其离子间建立的一种动态平衡的关系。离子平衡又称为电离平衡,它是平衡的一种,并且也遵循平衡的一般规律,温度、浓度以及往弱电解质中加入与其相同的离子或者加入能与弱电解质反应的物质,都有可能引起平衡的移动。而离子平衡与化学平衡常数有一样的特称,那就是都只受温度的影响,温度降低,离子常数就减少。
在这一章节中,水的电离、盐的水解、难溶电解质的溶解平衡以及离子反应,都需要掌握好它们各自的方程式及其书写方法,还有具体的反应过程、结果等数据,都可以在化学实验室去观测。但在做这些化学实验的时候,一定要注意每一个化学反应的实验步骤以及注意事项,从而降低化学实验的危险性。
四、电化学基础
第四章,需要把握的就比较少了,但同样也是一些比较基础的知识,需要学生当做常识来学习。在这一章,由“原电池”讲到“化学电源”、“电解质”、“金属的电化学腐蚀与防护”,这里面阐述了一些电化学的基础原理,为以后更深入学习电化学奠定了一个基础。关于这一章节的知识总结,就不需要太去注重,只需要多去看几遍书,大概了解书上讲的一些基础知识点即可,最好是能记住,并运用到化学的其他知识点的学习上。
从整本《化学反应原理》来看,讲述的都是一些化学反应方面的知识,这有利于学生更深入的去把握在必修教材中学习的一些化学反应现象。虽然这本书是选修教材,但也应把它当做必修课程来掌握,里面包含的很多原理都是必修教材没有深入讲解过的,通过学习这本书,可以为学习化学的必修教材服务。当然,我这里总结的这本书的知识点,还不是很全面和详细,只是一个大致的方向,一个系统的结构框架,目的就是引导学生如何去学习这本选修教材。
纵观这本书,只要掌握了这些化学反应的基本原理,并且学会去总结书上的理论原理,就差不多可以学好这本书了。例如:其中的酸碱记忆,在平时多去记忆、积累一些碱和酸的物质载体,就可以在学习化学反应时理解好酸碱性方面的内容。PH值的计算,就需要明白PH值的定义,然后再根据一些具体的计算方法去掌握了;电离水解方面的知识,就可以在平时多去记忆几个常见的容易发生水解的离子,这样在掌握电离水解的时候就容易多了。简单地说,学习《化学反应原理》这本书,需要的就是记忆和总结,做好这两件事,就不怕学不好。当然,涉及到化学计算方面的内容,就需要考察学生个人的数学计算能力和逻辑思维能力了。
化学实验作为化学学科的基础,在高中教学及高考中占据十分重要的地位。但很多学生们在学习过程中对实验考察的题目总是心存怯意,究其原因有学校在上课过程中存在化学演示实验和分组实验做得较少,也有一些学生无法掌握化学实验学习的要领,因而在考试中答题要点不清、思路不清、错误频频。以下几点是笔者在应对今年福建高中的复习中的一点总结,希望对正在学习化学的的学子们能有所启发。
在高考化学实验复习过程中,面对众多的基本反应、各种仪器、基本操作、气体制备、物质的分离提纯等,还有千变万化的实验设计,加之浩瀚的题海,学生和老师只有把握住教材和《2012福建高考考试说明》、理解实验的基本内容、确定复习策略复习、分析常见答题误区才能做到时短高效。
1 化学实验基本内容
(1)化学实验常用仪器的用途和基本操作,实验室常见事故的处理方法。
(2)一些常见气体(H2、Cl2、CO2、O2、NH3、SO2、C2H4、HCl)的实验室制法和收集。
(3)常见物质分离、提纯和鉴别。
(4)数据的处理与实验分析、评价及设计。
2 化学实验复习策略
重视实验原理的理解。实验原理是实验的根本,只有明确实验操作过程各个细节的目的,使用常用仪器进行基本操作实验,理解实验中各仪器及试剂的作用,才能以进一步做到到灵活运用。
熟练掌握高考考纲要求的22个演示或分组实验。包括所用试剂、反应原理、仪器和收集方法,这是进行化学实验设计、分析与评价的基础。在考题中呈现的实验往往是在各种气体制备的组合,这就要求对教材介绍的常见种气体的制备原理、制备装置、实验过程中的除杂、提纯以及尾气的处理及气收集方法掌握得很清楚。
化学实验的设计、分析与评价。在熟练掌握教材实验的基础之上,要通过典型实验,深入理解化学反应原理(反应原理、装置原理、操作原理)、实验方案的设计、实验结果的记录与处理、实验安全、实验评价等,能处理实验当中出现的非预期现象。很多时候实验设计考察的内容是将教材中的基本内容进行新的组合。复习时可对实验装置、方法的合理性和正确性进行评价、改进,通过对一些陌生度高的实验情景来练习、分析、评价、完善实验方案,从而提高求异思维能力和实践能力。
注意定量实验的训练。定量实验在中学化学教材中是一个薄弱环节,尤其是其中的计算和误差判断。我们应根据中学化学的知识范围,结合化学实验的基本技能,重点从实验原理,实验过程的合理性设计,实验中仪器、操作、定量计算以及误差分析等方面,进行训练。
多到实验室复习化学实验操作,不能只作纸上谈兵,自己动手做实验是掌握实验原理、实验操作以及实验设计的必要途径;也是培养观察、分析、解决各种问题的能力的最佳手段。特别是对各种仪器的使用,溶液的配制等重要实验要动手去做,并注意实验操作的科学规范,正确分析和处理实验数据,把动手操作和动脑思考结合起来,把化学实验原理与实验设计、安全操作结合起来,从本质上掌握化学实验的规律性,形成设计实验能力。近几年高考为了对有没有动手做实验的学生进行区分,经常会对实验过程中的细节进行考查,因此必须在复习中走进实验室实践以提高自己的动手能力。
学会科学、严谨的表达来应对考试中的简答题。能用化学语言解释生活中的化学问题,科学、规范、简洁、全面的表述实验现象、结果、过程以及结论。做化学实验题,对一些操作细节的描述往往会漏答,特别是一些新题型,这往往是审题不清遗漏信息或者思维不严密造成的,需要平时在做题中不断的归纳总结。
3 在考试中应该避免的误区
(1)审题不到位,遗漏信息。
(2)使用化学语言不规范。
(3)基本化学反应落实不到位。
关键词:认识发展;教科书;电化学;组织方式
文章编号:1005-6629(2011)02-0009-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
电化学内容是中学化学概念的重要组成部分。不同教科书在组织和呈现电化学内容方面有何不同?对学生的认识发展起到怎样的影响?以及由此产生了哪些与学生认识发展相关的教学论问题?
1 不同教科书中电化学内容的组织方式分析
1.1 人教版
教科书《化学反应原理》模块将电化学内容放在整本书的最后一章。前面的知识有化学能与热能的转化、化学反应速率、化学平衡、弱电解质及其电离平衡、沉淀溶解平衡、盐类水解。在这些知识的基础上,通过锌与硫酸铜的反应,让学生认识到化学能与热能的转化。并分析反应的实质是电子转移。但没有得到电流,有热放出;然后介绍如果把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行。再以适当方式连接起来。就可以获得电流。并演示带有盐桥的锌铜原电池:最后,通过电极反应和文字解释分析现象和原理,让学生建立原电池的工作原理。在此基础上,认识日常生活中的各种电池及化学实质。教科书通过电解氯化铜溶液的实验,应用电极反应、微观图示和文字阐述分析电解原理。然后通过具体的实例让学生认识到电解在制备生产生活中需要的物质、物质的纯化、镀层等方面的应用。在原电池和电解知识的基础上,让学生认识金属的电化学腐蚀现象和原理,并且应用电化学知识进行金属的防腐分析。
1.2 鲁科版
将电化学内容放在第一章。前面有化学反应的热效应内容,即化学能与热能的转化。以从氯化钠制备钠需要电能的实例,引发学生分析怎样将电能转化为化学能。以电解熔融的氯化钠为例分析原理和微粒的运动情况,建立电解、电解池和电极反应的认识。然后,让学生认识电解原理在制备烧碱、铜的精炼和电镀方面的应用。在电解认识的基础上,让学生学习原电池。教科书通过让学生设计把锌与硫酸铜反应放出的热能转化为电能的活动。激发学生关于原电池的已有认识,在此基础上建立原电池中的电极反应认识。紧接着,给出带有盐桥的铜锌原电池,进一步深化学生对原电池的认识。然后介绍几种常见的化学电源,并且分析其中的电极反应,最后分析金属腐蚀和防腐问题。
1.3 苏教版
教科书中《化学反应原理》模块也将电化学内容安排于全书的第一章。首先探讨化学反应中的热效应。然后分析化学能与电能的转化,最后是金属的腐蚀与防护。该书先分析原电池,通过探究锌与硫酸铜的反应释放热能、铜锌原电池产生电能的差异。引导学生建构原电池的工作原理。进而建立半电池、负极、正极等认识。然后通过将离子反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计成一个原电池的活动,迁移应用原电池的原理。在此基础上,介绍各种化学电池。较深入分析了银锌钮扣电池、锌锰干电池、铅蓄电池等。紧接原电池内容,教科书探讨电解池的工作原理及其应用。通过交流讨论电解熔融氯化铜。建立电解和电解池的概念。通过探究电解氯化铜溶液。使学生初步建立离子放电顺序的认识。进而介绍电解原理在生产生活中的广泛应用,较充分分析了电解饱和食盐水、电镀银实例。最后。通过整理与归纳活动,将原电池和电解池进行分析、比较。
1.4 美国高中主流理科教材
《化学概念与应用》在电化学之前,安排的内容有化学键、化学量、水和溶液、酸碱反应、氧化还原反应等,之后安排的内容包括有机化学、化学反应与能量变化(吸热反应、放热反应、热效应的测定等)、核化学等。在电化学专题中,首先介绍电解。然后探讨原电池。关于电解。通过科学研究中的事件引入,在正式学习之前让学生回顾氧化还原反应等知识。然后沿着电化学发展史。介绍戴维制作的电池。并让电流通过熔融氯化钠。给出阴极和阳极,进而介绍戴维用这种方法发现了多种元素,以及现代商用电解熔融盐的装置。在这些介绍的基础上。详细分析电解熔融氯化钠过程。使学生认识到电解过程的综合效应就是促使一个平衡的氧化还原反应不断进行。最后介绍电解原理的应用,包括:电解制备化工产品、金属冶炼(分析电解炼铝。在化学与技术栏目中介绍“从铜矿石到铜导线”)、电镀及其用途(在化学与生活栏目中介绍“制作一张畅销CD”、在化学工作者栏目中介绍对电镀工程师哈维・莫瑟的访问)、用电解法清理、电解有毒废弃物。关于原电池,该书以化学史和现实生活中对电池需求两条线索推进。首先介绍电化学电池,让学生进行柠檬电池实验活动。并进行深入分析,建立电势差认识。在此基础上,以带有盐桥的镁-铜原电池为例进行分析,使学生建立原电池认识,并且介绍电池的实用性。然后介绍电池的优化,分析碳-锌干电池、汽车的铅蓄电池、电动汽车中的电池。其中插有各种栏目内容,如化学实验(氧化还原反应与化学电池)、医学链接(锂电池与心脏起搏器)、工作原理(镍镉充电电池、氢-氧燃料电池)等。
2 关于电化学内容教学论问题的提出与探讨
2.1 电化学内容是放在化学反应原理模块教科书的第一章还是最后一章?
如果放在第一章,需要学生通过电化学知识学习,建立微观、动态、相互作用的认识深度,并且建立分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路。然后将其认识思路和认识深度应用到化学平衡、溶液中离子平衡等问题的分析。如果放在最后一章,前面溶液中的离子平衡知识已经为学生建立了必要的认识思路,认识深度也达到了微观、动态、相互作用的层次,在电化学中主要是应用和深化。这引发我们进一步思考:比较而言,是电化学内容更利于学生建立微粒观,还是溶液中的离子平衡更利于学生建立微粒观?通过教学实践不难发现,溶液中的离子平衡更易于学生建立微粒观,因为学生比较熟悉溶液中的离子反应,在必修阶段具有较多的经验。电化学内容对学生来说比较困难,学生拥有的已有经验较少。在化学反应原理模块第一章安排这样的内容。对学生学习理解来说具有一定的困难。需要教师在教学处理中把握好教学内容的选择和深广度,特别是具体知识的获得与学生认识发展的融合统一。
2.2 电解和原电池内容的先后顺序对学生的认识发展有何影响?
鲁科版教科书把电解内容放在原电池前面。人教版教科书把电解内容放在了原电池之后。这样的差异,引发了一系列问题:在学生已有认识的基础上,电解和原电池内容,哪个更具备良好的认识基础?在认识深度上,电解和原电池,哪个认识更复杂,学生更难以建立相关认识?在认识思路上。电解和原电池,哪个是建立电化学认识思路的基础?笔者认为,关于电解内容学生具有良好的认识基础。因为学
生在必修化学中接触到了电解水反应、电解饱和食盐水的反应。关于在通电条件下发生化学反应的问题。学生已经具备了一定的认识基础:其次,电解的原理比原电池简单。更适合建立分析电化学问题的认识思路。能够更好地帮助学生建立电化学的原理和装置。包括电极反应物、闭合回路和电极材料、电解质溶液、其他活性材料。能够更好地帮助学生建立综合运用微粒观和氧化还原反应原理分析电化学问题的基本思路。因为电解原理涉及到的问题比原电池单纯。学生在初中物理中已经探讨过外电路中电子是怎样流动的,通过必修化学的学习。学生也了解了电解质溶液中离子的运动情况。结合氧化还原反应的知识,较容易掌握电解的原理。这样的处理分散了原电池的教学难点。
2.3 金属腐蚀与防腐内容放在哪里更合适?
利用金属腐蚀与防腐知识。可以开展电化学内容的综合认识实践活动。单独成节具有一定的价值和意义。这种意义体现为:进一步深化电极的认识(溶液内部为阴、阳电极,外电路为正、负电极),避免学生形成原电池只有正负极、电解池只有阴阳极的偏差认识:综合应用电化学知识,充分认识实际问题。因为金属防腐措施,既有应用原电池原理的措施(如牺牲阳极保护法),也有应用电解原理的措施(如阴极保护法)。
2.4 选择怎样的实例帮助学生建立电解和原电池的基本认识?
我国的中学化学教材通常选用电解氯化铜实验和铜锌原电池实例。有的教科书选用电解熔融的氯化钠和带有盐桥的铜锌原电池。有的选用带有盐桥的镁-铜原电池。笔者认为使用电解熔融氯化钠比电解氯化铜溶液更有优势。因为电解熔融的氯化钠这个实例简单,学生易于分析微粒得失电子情况。该实例不但在化学史上具有一席之地。而且现在仍有应用价值,能够对学生的认识形成较大的冲击,对学生产生情感上的触动。此外,通过设计核心问题线索,有利于学生形成分析电化学的基本角度和思路,如:①接通电源后,熔融氯化钠中Na+和Cl-各向哪个方向移动?②移动到电极表面的Na+和C1-将发生什么变化?③有什么产物生成?④电源、导线、电极材料起到了什么作用?电解氯化铜溶液,由于涉及不同离子得失电子能力问题,对于初学者来说较复杂,该素材的一个优点在于实验现象鲜明。笔者认为使用带有盐桥的铜锌原电池或镁-铜原电池比单液铜锌原电池更有利于学生建构原电池的认识和帮助学生解决认识发展的障碍点。通过调查访谈,笔者发现学生关于原电池的认识。主要的难点之一在于形成氧化反应、还原反应分开进行的理解,即使学生看到了分开进行的现象,他们仍然无法认同。单液铜锌原电池更不利于学生形成科学认识。反而易形成认识偏差,因为单液铜锌原电池中,氧化剂和还原剂仍然在一个反应容器中。学生往往认为氧化剂和还原剂直接接触才能发生氧化还原反应,从而产生电流。如果使用带有盐桥的原电池实例进行教学,恰恰能够解决这个问题。
2.5 选择怎样的STS内容使学生认识到电化学的应用价值?
通过比较分析。不难发现我国教科书关于电化学应用的内容比较单一,主要包括氯碱工业、金属冶炼和精制、电镀。而《化学概念与应用》一书中关于电化学应用的内容却非常丰富。特别是注意到电化学在各个领域中的应用,书中的一句话极具有震撼力――“毫不夸张地说,从艺术领域到重工业领域,都有电解技术的用武之地”。此外,这些素材从久远的历史到当今生活的现代科技,从规模庞大的生产到生活中的细节。从课堂学习到职业生涯。无论是横向还是纵向,都具较大的视野空间。这无疑能够使学生形成对电化学应用的广泛而深入的认识,触及学生的内心。
通过对以上问题的探讨。笔者建议电化学知识放在溶液中的离子平衡之后。共分为三个部分。先后顺序和内容为:电解原理及其应用、原电池与化学电池、金属腐蚀与防腐。通过分析电解熔融氯化钠帮助学生建立电解的基本认识,通过分析电解氯化铜溶液或者电解食盐水,使学生认识离子放电的顺序,通过多领域、多角度电解应用实例分析,使学生建立对电解应用价值的认识,进而帮助学生建立分析电解问题的基本思路:通过回顾氧化还原反应。使学生认识到原电池中把氧化反应和还原反应分开进行,可以得到电流。然后通过带有盐桥的原电池实例(学生熟悉的自发氧化还原反应),使学生建构原电池的工作原理,即电流形成的原因和装置的作用。最后通过分析各类化学电池,帮助学生深化对原电池原理的理解,建立解决原电池问题的基本思路,特别建议增加燃料电池的分析。
参考文献:
[1]王磊等主编,高中化学选修课教与学[M],北京:北京大学出版社,2005.
[2]普通高中课程标准实验教科书,化学反应原理[M],济南:山东科学技术出版社,2007(7):2.
[3]高中化学课程标准实验教科书,化学反应原理[M],北京:人民教育出版社,2007(2):3.
关键词:高考备考;化学实验题;特点;启示
随着新课程的实施,高考化学试题变化愈来愈明显,与传统相比命题越来越灵活,内容越来越丰富,考查学生科学素养的特点日益突出,尤其是实验成为考生较难把握、 较易失分的题型,针对这个问题,对2013年及其近几年的高考化学实验题进行分析,揭示其试题特点,最终为实验复习教学提供有效指导。现总结如下:
一、高考实验题的命题特点
从实验题命题内容及角度来看,试题的设问往往是围绕实验基本技能涵盖内容展开, 同时兼顾了对元素化合物性质、化学反应本质的认识、流程图的理解、简单的化学计算,并融合了相关化学反应基本原理和理论等内容。详细情况如下:
1.以化学实验的基础知识和基本技能作为考查基础
化学实验的基础知识和基本技能是化学实验的基础,主要有分液漏斗、 容量瓶、滴定管等仪器的科学使用,以及关于萃取、分液、过滤、结晶等基本操作技能,还有物质的量浓度的配制,滴定实验、晶体制备、物质的定量分析等等基本实验是2013年化学高考实验题中考查的重点。
如2013年浙江高考第28题,考查物质的分离与提纯,物质含量的测定,滴定的操作及最基础的实验所需的仪器等。考查学生对实验操作过程的掌握程度,定性与定量实验的设计和实验数据的处理能力等。不难、不偏,考查的都是课程标准要求的学生最基本的化学素养应该具备的基本的能力。可见,高考这个主要的选拔考试,也从以往的重知识量,重习题的难度的形式转变成作为普通公民应该具有的基本素质,而这往往是一些教师容易忽略的,甚至在高三复习中,总认为这些最基本的,最基础的学生都会,或者是这些最简单的高考都不会考,而这些想法恰恰违背了新课程标准对学生的要求。就今年高考命题所关注的一个热点问题——物质的分离与提纯也是课标中对学生要求的实验能力的一项基本能力。
又如,2013年山东高考第11题4个选项全都是有关基本实验基本技能的,涉及到的化学实验基本操作就有蒸发、结晶、过滤、分液、一定物质的量浓度的溶液配制。本题考查实验仪器及基本操作,旨在考查学生基本实验能力。由此可见,化学实验的基本技能、基本知识是高考的基础和重点,在平时的教学中规范地进行化学实验是高考复习最有效的基础。
2.以化学学科主干知识为考点
化学实验是研究化学方法的一种,通过化学实验可以验证化学基本概念、基本理论、元素化合物等知识,因此化学实验的命题紧扣化学学科核心知识,考查学生对化学基本概念 基本理论和基本规律的理解,实验所需要的储备知识,以及通过实验总结出的实验结论更是命题的关键,并且多知识点、多层面、多角度、多方位地考查学生的综合能力。
例如,2013年福建高考第24题,本题以ClO2 为载体,考查了氧化还原反应方程式的书写、配平、根据得失电子守恒的计算、沉淀溶解平衡、电解原理的应用。试题呈现形式新颖、内容要求综合,试题将化学知识有机融合在实验题目中,但解决问题的落脚点全在学科主干知识上。又如2013年大纲全国卷第29题更是加大力度对元素化合物性质及其转化关系的考查,问题中让学生从铝土矿提炼铝的流程图中书写5个化学方程式。“万变不离其宗”的基础知识,主干知识永远是高考的重点。
3.以与社会生产、生活相关素材为考查载体
新课程高考化学实验题的选材背景都与社会生产、生活相联系。目的是让学生学会从化学角度去分析和解决实际生产、生活问题。对2013年高考化学实验题进行分析,不难发现,化学生产技术的工艺流程题已成为新课改后高考的热点和主流题型,在全国各省份高考化学所使用的 1 5 套试卷中,除重庆、天津、福建高考的实验题没有采用工艺流程图,其余12套试卷均以常见的原料和生产工艺为载体,考查学生应用化学反应原理和理论来制备和分离提纯产品,并运用绿色化学、增大产率等观点分析实际生产中的各种问题。真正落实课程标准中选拔学生的实际解决问题的能力,使学生在“知其然,知其所以然”的前提下,做到“学以致用”。真正考查学生生存、生产能力。
例如,2013年江苏高考第16题,氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛,考题以菱镁矿为原料制备高纯度氧化镁的工业流程呈现给学生,考查学生对氧化还原反应方程式的书写方法、混合气体的分离及收集等知识。又如,2013年全国卷Ⅱ第27题,氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗,考题以纯化工业级氧化锌的制备流程呈现给学生,考查物质除杂、化学实验基本操作、简单计算等知识。结合化学工艺流程考查化学实验比单纯考查实验难度又上升了一个档次。有关生产工艺中的技术所涉及的化学反应与目前学生所具备的化学知识虽然还有一定距离,但往往起点高,落点低,万变不离其宗,考题仍然是以化学实验基础知识和基本技能为考查基础,以化学学科主干知识为考点。
二、由高考实验题引发的启示
1.源于教材,注重基础
一、通过对化学实验原理的分析,培养学生思维的逻辑性
化学实验原理是化学实验的核心问题。这一问题解决的好坏,直接影响化学实验的成败。在分析化学实验原理时,我们可以从对反应实质、反应条件、反应物数量关系等方面的分析中培养学生思维的逻辑性。如在实验室制备二氧化碳气体时,我从以下几方面启发学生思考:二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的,那么,在选择原料中应包含什么元素?它们分别可以由哪一类物质提供?用什么原理制取?学生思考后提出了很多能生成二氧化碳的反应,如木炭燃烧、高温煅烧石灰石、碳酸分解等,这些反应能用于实验室制二氧化碳吗?学生通过教师的启发思考认识到以上反应都不能用于实验室制备二氧化碳气体,而后引出实验室制备二氧化碳的反应原理,进一步启发引导学生认识到为什么实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸来制取二氧化碳。通过对这一问题的分析、理解,使学生认识到实验室制备二氧化碳气体的反应原理。在化学实验教学中,要经常对学生进行这类问题的启发引导,培养学生的逻辑思维能力。
二、通过对实验装置的选择,培养学生思维的灵活性
制备气体的实验装置通常是由反应物状态、反应条件和生成物的性质决定的,当这些条件相似甚至完全相同时,有时一套装置可适用于多种气体的准备。如实验室用高锰酸钾制备氧气的装置可用于制备氨气,用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气的装置也可用于制备二氧化碳,同时可根据其原理设计简易装置。又如广口瓶,可以作制备二氧化碳时的容器,也可以装配成洗气净化装置,还可以作防止水倒吸的安全装置等。所以,通过对实验装置的选择,培养了学生思维的灵活性。
三、通过化学实验设计,培养学生思维的创造性
化学实验设计是指根据化学实验的目的、要求,运用有关的化学知识和基本的实验操作技能,对实验的仪器、药品、装置、步骤等所进行的一种设想和规划。在学生具备了一定的化学基础知识,掌握了一定的化学实验操作技能的基础上,教师应有目的地设计一些实验习题(也可用课后的实验习题),要求学生按照实验目的、要求,根据已学过的实验原理和方法,设计出实验方案,同时对学生的实验操作提出具体要求。化学实验设计要求设计者具有灵活地应用所学化学基础知识和基本技能的能力,有严肃认真、敢于创新的科学精神,因而培养了学生的创造能力,激发了学生的思维活动,特别是培养了思维的创造性。