高考化學實驗教學如何提升思維品質

高考化學實驗教學如何提升思維品質——從2020年省質檢實驗題答題情況說起1從2020年省質檢實驗題答題情況說起2020年省質檢實驗題：27．（15分）題干部分苯胺（）是重要的化工原料。某興趣小組在實驗室里進行苯胺的相關實驗。已知：①與

NH3

相似，與鹽酸反應生成易溶于水的鹽（）。②用硝基苯制取苯胺的反應原理：③有關物質的部分物理性質見下表：物質

熔點/℃

沸

點/℃溶解性微溶于水，易溶于乙醚210.9

難溶于水，易溶于乙醚34.6

微溶于水密度/

g·cm-31.

02苯胺硝基苯乙醚-6.35.71841.

23-116.20.

71342020年省質檢實驗題：第Ⅰ、Ⅱ問I．比較苯胺與氨氣的性質（1）將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近，產生白煙，反應的化學方程式為____；用苯胺代替濃氨水重復上述實驗，卻觀察不到白煙，原因是____。Ⅱ.制備苯胺往圖1所示裝置（夾持裝置略，下同）的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸（過量），置于熱水浴中回流20min，使硝基苯充分還原；冷卻后，往三頸燒瓶中滴入一定量50%

NaOH溶液，至溶液呈堿性。（2）冷凝管的進水口是____（填“a”或“b”）；（3）滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺，反應的離子方程式為____。2020年省質檢實驗題：Ⅲ．提取苯胺第Ⅲ問i．取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶，改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產生水蒸氣，燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物；分離混合物得到粗苯胺和水溶液。ii．往所得水溶液中加入氯化鈉固體，使溶液達到飽和狀態(tài)，再用乙醚萃取，得到乙醚萃取液。iii．合并粗苯胺和乙醚萃取液，用NaOH固體干燥，蒸餾后得到苯胺2.79g。（4）裝置B無需用到溫度計，理由是____。（5）操作i中，為了分離混合物，取出燒瓶C前，應先打開止水夾d，再停止加熱，理由

____。（6）該實驗中苯胺的產率為____。（7）欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質，簡述實驗方案：___。2020年高三質檢化學實驗的考查要求《考試大綱》“了解科學探究的基本過程，學習運用以實驗和推理為基礎的科學探究方法”?

化學實驗基本技能：觀察記錄實驗現(xiàn)象、識別典型的實驗儀器裝置圖等；化學學科核心素養(yǎng)水平——科學探究與創(chuàng)新意識?

了解控制實驗條件的方法：實驗方法和思路；?

從實驗現(xiàn)象、實驗數據中得出結論：信息獲取、分析推理；?

設計或評價簡單實驗方案的能力；?

對化學實驗的感悟和在真實化學實驗的情境中的思維品質：敏捷性、縝密性、統(tǒng)攝性、靈活性、創(chuàng)造性。得分情況分析27．（15分）整題難度：0.24苯胺（）是重要的化工原料。某興趣小組在實驗室里進行苯胺的相關實驗。已知：①與

NH3

相似，與鹽酸反應生成易溶于水的鹽（）。說明：難度值表示試題的得分率。②用硝基苯制取苯胺的反應原理：本題難度值為0.24，表示得分率為24%，即滿分為15分時，平均分為15×24%=3.6分③有關物質的部分物理性質見下表：物質

熔點/℃

沸

點/℃溶解性微溶于水，易溶于乙醚210.9

難溶于水，易溶于乙醚34.6

微溶于水密度/

g·cm-31.

02苯胺硝基苯乙醚-6.35.71841.

23-116.20.

7134得分情況分析第Ⅰ、Ⅱ問I．比較苯胺與氨氣的性質（1）將分別蘸有濃氨水和濃鹽酸的玻璃棒靠近，產生白煙，反應的化學0.49方程式為___________；用苯胺代替濃氨水重復上述實驗，卻觀察不到白0.25煙，原因是___________。Ⅱ.制備苯胺往圖1所示裝置（夾持裝置略，下同）的冷凝管口分批加入20mL濃鹽酸（過量），置于熱水浴中回流20min，使硝基苯充分還原；冷卻后，往三頸燒瓶中滴入一定量50%

NaOH溶液，至溶液呈堿性。0.79（2）冷凝管的進水口是_______（填“a”或“b”）；0.05（3）滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺，反應的離子方程式為____。2020年省質檢實驗題：Ⅲ．提取苯胺第Ⅲ問i．取出圖1所示裝置中的三頸燒瓶，改裝為圖2所示裝置。加熱裝置A產生水蒸氣，燒瓶C中收集到苯胺與水的混合物；分離混合物得到粗苯胺和水溶液。ii．往所得水溶液中加入氯化鈉固體，使溶液達到飽和狀態(tài)，再用乙醚萃取，得到乙醚萃取液。iii．合并粗苯胺和乙醚萃取液，用NaOH固體干燥，蒸餾后得到苯胺2.79g。0.02（4）裝置B無需用到溫度計，理由是____。（5）操作i中，為了分離混合物，取出燒瓶C前，應先打開止水夾d，再停止0.50加熱，理由

____。0.07（6）該實驗中苯胺的產率為____。0.04（7）欲在不加熱條件下除去苯胺中的少量硝基苯雜質，簡述實驗方案：___。什么知識最值得復習？重要的深層知識（學科視角、思想、概念與方法）有聯(lián)系、有結構

的知識獲得知識或解決問題的

思路與方法容易出錯

的知識深化對事物本質及變化規(guī)律的理解實驗教學目標分析思考啟發(fā)概念學習理解完成指定化學實驗所必須的必備知識或核心概念的理解掌握情況。實驗教學目標分析實驗能力培養(yǎng)思考啟發(fā)應用實驗基本技能解決實際問題，順利完成化學實驗的關鍵能力（包括獲取有效信息的能力、實驗現(xiàn)象的觀察與分析、典型實驗儀器裝置圖的識別與應用、實驗基本操作、樣品采集與準備、氣體制備的原理及除雜方法）；定量實驗（如目測比色法、滴定法、熱重法等）方法的應用；分析或處理實驗數據、得出合理結論，設計或評價實驗方案的能力等。實驗教學目標分析實驗思想思考啟發(fā)在分析各個具體實驗的基礎上，經過歸納、提煉、總結出來的用于設計實驗、解決實驗問題的總體思路，包括推崇實驗（提出有探究價值的問題、異?，F(xiàn)象分析、設計或創(chuàng)新實驗方案等）、安全實驗（人身安全、操作安全、環(huán)境安全）、綠色實驗、簡約實驗等多個方面的思想觀念。2如何提升思維品質如何建構實驗設計的思維模型？感知抽象方案設計科學探究實驗研究變量控制實踐創(chuàng)新情境性問題發(fā)展性問題學科性問題應用性問題探究性問題模型化問題證據推理理性分析風險認知選擇測試載體，建立測量目標和載體間的聯(lián)系選擇確定科學的測試任務，構建問題模型模型構建分析分析試題實測效果，校正并拓展教學模型實驗題設計依據必修課程主題1：化學科學與實驗探究教學提示之教學策略整體規(guī)劃實驗及探究教學,發(fā)揮典型實驗探究活動的作用。選取真實的、有意義的、引發(fā)學生興趣的探究問題。改變學生簡單動手做實驗的現(xiàn)狀，強調高級思維過程。實驗題設計依據1.具有較強的問題意識，能提出化學探究問題，能作出預測和假設。必修課程主題1：化學科學與實驗探究能依據實驗目的和假設，設計解決簡單問題的實驗方案，能對實驗方案進行評價。學業(yè)要求2.能運用實驗基本操作實施實驗方案，具有安全意識和環(huán)保意識。能觀察并如實記錄實驗現(xiàn)象和數據，進行分析和推理，得出合理的結論。能與同學合作交流，對實驗過程和結果進行反思，說明假設、證據和結論之間的關系，用恰當形式表達和展示實驗成果。3.能根據不同類型實驗的特點，設計并實施實驗。能預測物質的某些性質，并進行實驗驗證；能運用變量控制的方法初步探究反應規(guī)律；能根據物質性質的差異選擇物質分離的實驗方法；能根據物質的特征反應和干擾因素選取適當的檢驗試劑；能根據反應原理選取實驗裝置制取物質。素養(yǎng)立意命題框架建構與創(chuàng)造學術情境學術問題現(xiàn)實問題學科問題生活情境學科情境命題程序確定立意

素材來源創(chuàng)設情境

模型選擇資料查閱

模型轉化綜合分析

評價視角形成試題

設計問題明確考試類別及水平確定測試宗旨與目標12一般程創(chuàng)設真實情境設計測試任務34梳理化學知識與方法5推敲修改定題問題的真實性，過程的開放性，6知識的應用性，內容的融合性素材來源素材來源模型選擇1.原理在碘化鉀和氯化亞錫存在下，將樣液中的高價砷還原為三價砷，三價砷與鋅粒和酸產生的新生態(tài)氫作用，生成砷化氫氣體，經乙酸鉛棉花除去硫化氫干擾后，被溶于三乙醇胺-三氯甲烷中的二乙氨基二硫代甲酸銀溶液吸收并作用，生成紫紅色絡合物，與標準比較定量。2.試劑國標（GBT5009.76）方案表述（1）吸收液:稱取0.25g二乙氨基二硫代甲酸銀，研碎后用適量三氯甲烷溶解。加入1.0mL三乙醇胺，再用三氯甲烷稀釋到100mL，靜置后過濾于棕色瓶中，儲存于冰箱內備用。（2）砷標準液:稱取0.1320g于硫酸干燥器中干燥至恒重的三氧化二砷（As2O3），溶于5mL20%氫氧化鈉溶液中。溶解后，加入25mL1mol/L硫酸，移入1000mL容量瓶中，加新煮沸冷卻的水稀釋至刻度。此溶液1.00mL相當于0.100mg砷。臨用前取1.00mL，加1mL1mol/L硫酸于100mL容量瓶中，加新煮沸冷卻的水稀釋至刻度。此溶液1.00mL相當于1.0ug砷。素材來源模型選擇3.裝置圖4.測定國標（GBT5009.76）方案表述圖

1

素材中實驗裝置吸取一定量的試樣液和砷限量標準液（含砷量不低于5ug），分別置于砷發(fā)生瓶A中，補加硫酸至總量為5mL，加水至50mL。于上述各瓶中加入3mL15%碘化鉀溶液，混勻，放置5min，分別加入1mL40%氯化亞錫溶液，混勻，再放置15min。各加入5g無砷金屬鋅，立即塞上裝有乙酸鉛棉花的導氣管B，并使B管的尖端插入盛有5mL吸收液的吸收管C中，室溫反應1h，取下吸收管C，用三氯甲烷將吸收液體積補充到5.0mL。經目視比色，試樣液的色度不得超過砷的限量標準吸收液的色度。素材來源模型選擇模型轉化檢測明礬樣品（含砷酸鹽）中的砷含量是否超標，實驗裝置如下圖所示。Fig.

2

Improved

experimentaldevice

diagram【實驗

1】配制砷標準溶液整合轉化后的方案表述①

取

0.132g

As2O3，用

NaOH溶液完全溶解后，配制成1L

Na

AsO

溶液（此溶液

1mL相當于

0.10mg

砷）。33②

取一定量上述溶液，配制

1L含砷量為

1mg?L-1

的砷標準溶液。素材來源模型選擇模型轉化【實驗2】制備砷標準對照液①往

A瓶中加入

2.00mL砷標準溶液，再依次加入一定量的鹽酸、KI

試液和SnCl2

溶液，室溫放置

10min，使砷元素全部轉化為H

AsO

。33②往

A瓶中加入足量鋅粒（含有

ZnS雜質），立即塞上裝有乙酸鉛棉花的導氣管

B，并使

B管右側末端插入比色管

C中銀鹽吸收液的液面下，控制反應溫度

25～40℃。45min后，生成的砷化氫氣體被完全吸收，Ag+被還原為紅色膠態(tài)銀。③取出C管，向其中添加氯仿至刻度線，混勻，得到砷標準對照液?！緦嶒?】判斷樣品中砷含量是否超標稱取ag明礬樣品替代【實驗2】①中“2.00mL

砷標準溶液”，重復【實驗2】后續(xù)操作。將實驗所得液體與砷標準對照液比對，若所得液體的顏色淺，說明該樣品含砷量未超標，

反之則超標。素材來源模型選擇模型轉化評價視角檢測明礬樣品（含砷酸鹽）中的砷含量是否超標基本實驗技能化學實驗原理化學反應體系實驗思想方法素材來源模型選擇模型轉化評價視角問題設計【實驗1】配制砷標準溶液①

取0.132g

As2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1LNa

AsO

溶液（此溶液1mL相當于0.10mg砷）；33②

取一定量上述溶液，配制1L含砷量為1mg?L-1的砷標準溶液。（1）步驟①中，必須使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外，還有0.45。步驟②需取用步驟①中Na

AsO

溶液0.58mL。33基本實驗技能：溶液配制、簡單換算【

實驗

2】制備砷標準對照液素材來源模型選擇模型轉化評價視角問題設計①往

A

瓶中加入

2.

00

mL

砷標準溶液，再依次加入一定量的鹽酸、KI

試

液和

Sn

Cl2溶液，室溫放置

1

0mi

n，使砷元素全部轉化為

H

AsO

。33②往

A

瓶中加入足量鋅粒（含有

Z

nS

雜質），立即將塞上裝有乙酸鉛棉花的導氣管B，

并使

B

管右側末端插入比色管

C

中銀鹽吸收液的液面下，控制反應溫度

25～40℃。45mi

n

后，生成的砷化氫氣體被完全吸收，

Ag

被還原為紅色膠態(tài)銀。+③取出

C

管，向其中添加氯仿至刻度線，混勻，得到砷標準對照液。0.11（2）乙酸鉛棉花的作用是。（3）完成生成砷化氫反應的離子方程式：0.18Zn

+H

AsO

+

H+==（）+Zn2++

（）33（4）

控制

A

瓶中反應溫度的方法是；反應中，A

瓶有較多氫氣產生，0.15氫氣除了攪拌作用外，還具有的作用是。（5）B

管右側末端導管口徑不能過大（一般為

1

mm），原因是0.08。素材來源模型選擇模型轉化評價視角問題設計【實驗3】判斷樣品中砷含量是否超標稱取a

g明礬樣品替代【實驗2】①中“2.00

mL砷標準溶液”，重復【實驗2】后續(xù)操作。將實驗所得液體與砷標準對照液比對，若所得液體的顏色淺，說明該樣品含砷量未超標，反之則超標。（6）國標規(guī)定砷限量為百萬分之二（質量分數），則a的值0.02為?；趯W科素養(yǎng)的化學問題設置總結進行對于學生已學的“結構良好”的內容，著重從思維角度的變換設置問題，如定性與定量的相互切換、原因與結果的相互切換、宏觀與微觀的相互切換等；對于學生學習尚不完整的知識，先補充必要的信息，再設置問題，考查學生獲取有效信息、整合信息和遷移信息的能力；對于學生從未學過的“結構不良”內容，命題時只要不超越課程標準的要求，可以靈活設計問題，暴露學生在真實化學實驗的情境中表現(xiàn)出的學科素養(yǎng)水平。化學實驗評價維度①診斷并發(fā)展一定物質的量濃度、質量體積濃度、離子反應、氧概念理解化還原反應、化學用語規(guī)范、方程式配平技能等必備知識的水平；②通過特定條件下的一定濃度溶液的配制過程中，儀器選用、試劑用量的分析，診斷并發(fā)展學生對溶液濃度概念理解、常見溶液配制基本技能的水平；③通過陌生氧化還原反應方程式的配平與補全，診斷并發(fā)展學生對氧化還原反應、離子反應概念的理解及其應用、化學用語規(guī)范表達的技能水平。化學實驗評價維度①試劑選用能力：乙酸鉛棉花的作用分析；試劑取量分析；實驗全過程中其他各種試劑作用的分析；概念理解實驗能力②儀器選用能力：B管末端口徑要求的依據；配制體積質量濃度溶液的儀器選用；實驗全過程其他各種儀器作用的理解；③操作能力：攪拌方式選擇；加熱方式、H2的攪拌作用分析；實驗全過程中其他各種操作目的理解與分析；④信息獲取與整合能力、現(xiàn)場學習能力：文字、符號、裝置、數據閱讀與理解；迅速篩選無效信息，提取有效信息解答相關問題。⑤分析推理能力：判斷樣品中砷含量是否超標。化學實驗評價維度①實驗整體方案設計思想：方案設計（包括試劑、儀器、操作、實驗原理）整體規(guī)劃——科學性、準確性、安全性；分析實驗中可能的干擾及排除干擾的方案；對特定實驗體系的