也谈高考化学实验题

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  化学作为一门以实验为基础的学科,高考对于化学这门课程的考察,除了考察理论知识外,还会考察考生的实验操作。从近年的高考试卷来看,高考中实验题的比重有所增加,考察的形式和内容也在不断的创新。但是从近年来高考化学实验题的得分率来看,并不是很乐观,能够在实验题中拿满分的基本上是凤毛麟角,有很多学生只能拿到一半甚至更少的分数。
  一、题型分析
  笔者分析了近三年全国各个省市的高考试题,发现高考对于化学实验的考察主要有以下几类。
  1.以实验装置体现实验原理的题型
  2.实验原理的描述或主要操作的题型
  3.实验方案设计的判断题型
  二、考察方式
  实验现象及其解释
  ①描述实验现象或指出能得出某一结论的现象
  ②用化学用语和文字解释某一现象
  实验现象分析或数据处理,得出结论
  ①根据实验现象得出结论
  ②计算出结果
  误差分析
  ①原理缺陷造成的誤差(系统误差)
  ②操作不当造成的误差(偶然误差)
  实验评价与改进
  包括对实验原理、实验方案、仪器(装置)和药品的选择、实验操作、数据处理和实验结论等方面进行评价
  下面以2016年高考全国卷理综第27题进行分析。
  三、真题分析
  以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如图1:
  (1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是
  。
  (2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
  ⅰ:2Fe2++ PbO2+4H++SO2-42Fe3++PbSO4+2H2O
  ⅱ: ……
  ①写出ⅱ的离子方程式:。
  ②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。
  a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。b.。
  (3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图2所示。
  ①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是。
  ②如何提纯PbO。
  答案:(1)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
  (2)①2Fe3++Pb+SO42-PbSO4+2Fe2+;②取a中红色溶液少量,加入过量Pb,充分反应后,红色褪去。
  (3)①略;②将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体。
  解析(1)根据题目中给出的化学工艺流程,可以得知在过程I中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4和水,化学方程式为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。
  (2)①催化剂通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,加快化学反应速率,而本身的质量和化学性质反应前后保持不变。根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+,离子方程式为2Fe3++Pb+SO2-4PbSO4+2Fe2+;
  ②a实验证明发生反应ⅰ,则b实验需要证明发生反应ⅱ,实验方案为取a中红色溶液少量,加入过量Pb,充分反应后红色褪去。
  (3)①过程Ⅱ脱硫过程中发生的反应为
  PbSO4+2NaOHPbO+Na2SO4+H2O,而滤液Ⅰ中含有硫酸,可降低溶液的pH,使平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)逆向移动,减少PbO的损失,提高产品的产率;②根据PbO的溶解度曲线,提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液,降温结晶、过滤,得PbO。
  这道题考查了化学工艺流程分析、催化剂、离子方程式书写、化学实验方案的设计、物质的分离提纯、平衡移动原理等知识。在高考中很多其他的化学实验题,考察的知识点可能和这道题不一样,但是实际上考察的形式都大相径庭。这类题目一般考察的知识点较多,综合性较强,难度较大。因此,在高考之前,教师可以带领学生开展化学实验这一模块的专题训练,强化学生解答化学实验题的能力。
  (收稿日期:2016-03-15)
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