吳娟
化學作為一門以實驗為基礎的學科,高考對于化學這門課程的考察,除了考察理論知識外,還會考察考生的實驗操作。從近年的高考試卷來看,高考中實驗題的比重有所增加,考察的形式和內容也在不斷的創(chuàng)新。但是從近年來高考化學實驗題的得分率來看,并不是很樂觀,能夠在實驗題中拿滿分的基本上是鳳毛麟角,有很多學生只能拿到一半甚至更少的分數(shù)。
一、題型分析
筆者分析了近三年全國各個省市的高考試題,發(fā)現(xiàn)高考對于化學實驗的考察主要有以下幾類。
1.以實驗裝置體現(xiàn)實驗原理的題型
2.實驗原理的描述或主要操作的題型
3.實驗方案設計的判斷題型
二、考察方式
實驗現(xiàn)象及其解釋
①描述實驗現(xiàn)象或指出能得出某一結論的現(xiàn)象
②用化學用語和文字解釋某一現(xiàn)象
實驗現(xiàn)象分析或數(shù)據(jù)處理,得出結論
①根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結論
②計算出結果
誤差分析
①原理缺陷造成的誤差(系統(tǒng)誤差)
②操作不當造成的誤差(偶然誤差)
實驗評價與改進
包括對實驗原理、實驗方案、儀器(裝置)和藥品的選擇、實驗操作、數(shù)據(jù)處理和實驗結論等方面進行評價
下面以2016年高考全國卷理綜第27題進行分析。
三、真題分析
以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,制備高純PbO,實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如圖1:
(1)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應生成PbSO4的化學方程式是
。
(2)過程Ⅰ中,F(xiàn)e2+催化過程可表示為:
ⅰ:2Fe2++ PbO2+4H++SO2-42Fe3++PbSO4+2H2O
ⅱ: ……
①寫出ⅱ的離子方程式:。
②下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅。b.。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲線如圖2所示。
①過程Ⅱ的目的是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中重復使用,其目的是。
②如何提純PbO。
答案:(1)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
(2)①2Fe3++Pb+SO42-PbSO4+2Fe2+;②取a中紅色溶液少量,加入過量Pb,充分反應后,紅色褪去。
(3)①略;②將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中,加熱至110℃,充分溶解后,趁熱過濾,冷卻結晶,過濾得到PbO固體。
解析(1)根據(jù)題目中給出的化學工藝流程,可以得知在過程I中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應生成PbSO4和水,化學方程式為Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
(2)①催化劑通過參加反應,改變反應歷程,降低反應的活化能,加快化學反應速率,而本身的質量和化學性質反應前后保持不變。根據(jù)題給信息知反應i中Fe2+被PbO2氧化為Fe3+,則反應ii中Fe3+被Pb還原為Fe2+,離子方程式為2Fe3++Pb+SO2-4PbSO4+2Fe2+;
②a實驗證明發(fā)生反應ⅰ,則b實驗需要證明發(fā)生反應ⅱ,實驗方案為取a中紅色溶液少量,加入過量Pb,充分反應后紅色褪去。
(3)①過程Ⅱ脫硫過程中發(fā)生的反應為
PbSO4+2NaOHPbO+Na2SO4+H2O,而濾液Ⅰ中含有硫酸,可降低溶液的pH,使平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)逆向移動,減少PbO的損失,提高產(chǎn)品的產(chǎn)率;②根據(jù)PbO的溶解度曲線,提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高溫下的飽和溶液,降溫結晶、過濾,得PbO。
這道題考查了化學工藝流程分析、催化劑、離子方程式書寫、化學實驗方案的設計、物質的分離提純、平衡移動原理等知識。在高考中很多其他的化學實驗題,考察的知識點可能和這道題不一樣,但是實際上考察的形式都大相徑庭。這類題目一般考察的知識點較多,綜合性較強,難度較大。因此,在高考之前,教師可以帶領學生開展化學實驗這一模塊的專題訓練,強化學生解答化學實驗題的能力。
(收稿日期:2016-03-15)