谈高三化学实验复习教学中学生化学学科素养的培养.doc

海量资料 超值下载谈高三化学实验复习教学中学生化学学科素养的培养摘要：根据高考化学科考试的能力和学科素养的要求，通过一些实验习题来阐述高三化学实验复习教学中学生化学学科素养的培养。关键词：高三化学；实验复习教学；化学学科素养高考化学科考试以化学学习能力测试为主导，在测试考生进一步学习所必需的知识、技能和方法的基础上，全面检测考生的化学学科素养。命题重视理论联系实际，关注与化学有关的科学技术、社会经济和生态环境的协调发展，以促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的全面发展。1这是高中学生所要求具备的化学学科素养。因此在高三的化学实验复习中要注重引导学生思考、启发学生探究、指导学生设计、促进学生实践，培养学生较高层次的思维能力和科学方法、创新能力和较高水平的化学学科素养。现从以下几方面谈高三化学实验复习教学中学生化学学科素养的培养： 一、借助实验情景，加强对元素化合物知识的复习，培养学生化学学科素养化学试验技能和方法的习得，必须在元素化合物的研究分析中进行。选择典型承载元素化合物知识的实验试题，借助实验情景，加强对元素化合物的性质特点及其简单应用的复习，体现实验试题的功能，培养学生化学学科素养。例1用右图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是（ ） 分析：要求学生判断试题预测的现象是否符合实验结果。考查了硝酸、盐酸、氨水、饱和氯水、淀粉KI 溶液、AlCl3溶液等物质的性质特点及其相互作用。试题利用图表简洁地介绍了真实而新鲜的实验情景，有效地考查了考生多种元素化合物的性质特点及其简单应用，有效地培养了学生化学学科素养。 例2、下述实验设计能够达到目的的是()选项实验目的实验设计A除去CO2中少量的SO2将混合气体通过饱和Na2CO3溶液B除去Cu粉中混有的CuO向混合物中滴加适量稀硝酸C检验溶液中是否含有Fe2向溶液中滴入氯水后，再滴加KSCN溶液D证明H2CO3酸性比H2SiO3强将CO2通入Na2SiO3溶液中分析：试题借助实验情景，根据实验目的进行实验设计，有效地考查了酸性氧化物CO2、SO2的性质，Na2CO3的性质，硝酸、氯水的强氧化性，Fe2的还原性及其检验方法，H2CO3与H2SiO3的酸性比较等元素化合物的性质知识，有效地培养了学生化学学科素养。二、借助实验试题，通过对完整实验装置的设计，培养学生化学学科素养借助实验试题，要求学生设计完整的实验装置，或对实验装置进行评价，培养学生思维的完整性和严谨性，培养学生较高层次的思维能力和创新能力，培养学生化学学科素养。例3、浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是：2H2SO4(浓) + C CO2+ 2H2O + 2SO2 请从下图中选用所需的仪器（可重复选用）组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。（连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去）将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。2选用的仪器（填字母）加入的试剂作用分析：成套装置包括反应装置，检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫酸和木炭作为反应物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会在其它试剂中混入水，可选用装置B，放入无水硫酸铜，若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体，用装置A，放入品红溶液检验，若品红溶液褪色，则说明有SO2气体产生，再用装置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，最后再用装置A，放入澄清石灰水来检验CO2的存在，因SO2也可以使澄清石灰水变浑，故先要除去SO2。从试题来看，除了要求学生了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法,掌握化学实验的基本操作, 能对常见的物质进行检验、分离，更要具备实验装置的设计能力，思维要严密，同时设计过程要求完整性，环环相扣，能较好地培养学生化学学科素养。例4、某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水，并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性。(1)为完成上述实验，正确的连接顺序为A连_；B连_(填写字母)。(2)对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要进行的操作为_。(3)若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是_ _，对应的现象为_。(4)丙装置的c瓶中盛放的试剂为_，作用是_。(5)为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案。精确测量硬质玻璃管的质量为a g，放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g，实验完毕后：甲方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g，进而确定Cu的相对原子质量。乙方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量。请你分析并回答：_方案所测结果更准确。你认为不合理的方案的不足之处是_。若按甲方案测定的数据计算，Cu的相对原子质量为_。分析：这道实验试题要求学生根据实验目的，考查实验仪器的正确连接、必要的实验操作、氯气氧化性的检验等多方面的基础知识和基本技能，还涉及到测定Cu的相对原子质量实验方案的评价和计算，这对学生的思维能力要求较高，能很好地提高学生完整、严谨的思维能力，能较好地培养学生的化学学科素养。三、借助实验试题，通过对合理实验程序的设计，培养学生化学学科素养借助实验试题，通过对实验试题所设计的实验程序合理性的判断，补充实验步骤和增加实验装置，让实验程序合理、完整以达到完成实验的目的，同时培养了学生化学学科素养。例5、 甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）实验操作和现象：操作现象关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热A中有白雾生成，铜片表面产生气泡B中有气泡冒出，产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失打开弹簧夹，通入N2停止加热，一段时间后关闭从B、C中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸均未发现白色沉淀溶解(1)A中反应的化学方程式是_。(2)C中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明SO2具有_性。(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_；乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是_。进行实验，B中现象：甲大量白色沉淀乙少量白色沉淀检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_ _ _。 (5)合并（4）中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。3分析：这道题的第（4）、（5）两小题情景比较新鲜，信息量比较多，问题的解答需要较高层次的思维活动和科学方法，要求能评价或改进实验方案，设计合理的实验程序，对学生的化学学习能力要求较高，有利于培养学生信息的提取、迁移、重组、整合能力，培养学生综合分析、推理和判断能力，培养学生从定性、定量角度做分析或评价，培养学生的创新能力，培养学生化学学科素养。四、借助实验试题，通过对科学实验过程的设计，培养学生化学学科素养借助实验试题，根据实验试题要求，以及实验方案设计的科学性、安全性、可行性和简约性原则，设计出科学的实验过程。在实验设计过程中不断引导学生去发现、去探究、去对照、去创新，以培养学生化学学科素养。例6、设计实验验证：氧化性：氯气溴单质碘单质。给出该实验试题，学生会动脑思考要让氯气把溴单质置换出来，溴单质把碘单质置换出来，就必须先要制备氯气，就得用到实验室制备氯气的药品和装置，然后用氯气与溴化钠反应置换溴单质，这也要选用一定的装置，再用制得的溴单质与碘化钾反应置换出碘单质。在设计实验的过程中除了考虑反应原理、实验用品外，还要有明显的实验现象来证实反应的发生，实验过程也要求科学、简单且易操作。经过学生的思考，想必学生心中都有自己的想法或方案，可以请学生代表来发言，提出不同的方案，然后师生共同评价优化实验方案。这时教师可以选择以下两道实验试题给学生去解答： 例7、为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验）实验过程：打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。. （1）A中产生黄绿色气体，其电子式是 ，在该反应中浓盐酸表现了 性和 性。（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。（3）B中溶液发生反应的离子方程式是 。（4）为验证溴的氧化性强于碘，过程的操作和现象是 。（5）过程实验的目的是 。（6）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下 ，得电子能力逐渐减弱。4分析：这道实验试题不仅能很好地考查学生对卤素单质和化合物知识的掌握情况，而且很好地考查了学生的实验能力，特别是第(4)小题过程实验目的的设问要求学生有较高层次的思维活动，激发学生思考为什么要有过程，缺少过程会有怎样的结果，这样能很好地培养学生在设计实验方案时多思考，需要哪些必要的实验装置和实验步骤，要设计科学的实验过程，才能达到实验目的。例8、(一)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）。 （1）制备氯气选用的药品为：漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学方程式为： 。（2）装置B中饱和食盐水的作用是 ；同时装置B亦是安全瓶，检测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的实验现象 。（3）装置C的实验目的是验证氯气的漂白性，为此C中、依次放入 。（填下表中选项的字母）abcd干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入足量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为深红棕色，说明氯的非金属性大于溴。打开活塞，装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是 。该现象 （填“能”或“不能”）说明溴的非金属性强于碘，原因是 。分析：这道题考查学生化学方程式的书写，气体的除杂，防堵塞，氯气的性质，干燥剂的选用等实验基础知识和基本技能。第(4)小题的作答需要较高层次的思维活动，表面上看来好像可行，实际上是不可行的，考虑问题时要全面，是否有干扰因素，这能很好地考查学生的化学学科素养。通过上述两道题的解答和比较，学生对于实验过程设计时就会注意排除一些干扰因素，增加一些对照实验装置和一些必要的实验步骤，还要有明显的实验现象和可行性，培养了学生化学学科素养。五、借助实验试题，通过对最佳实验方案的设计，培养学生化学学科素养借助实验试题，通过对实验方案的设计或评价，让学生从多方面、多角度地思考问题，有助于学生对所学知识的理解和巩固，能充分地激发学生的思维活动，培养学生思维的发散性，培养学生实验创新能力，培养学生化学学科素养。例9、利用废碱液NaOH和CO2制备Na2CO3 ,请设计实验方案。学生看到这道实验题时，经过思维加工，能很快就能找到以下两种方案：（1）用NaOH与适量的CO2反应生成Na2CO3 ；（2）用NaOH与过量的CO2反应生成NaHCO3 ,然后让NaHCO3受热分解生成Na2CO3 。这时教师可以引导学生分析、评价自己实验方案的可行性和存在哪些优缺点，比如方案(1)不易控制CO2的量，方案(2)NaHCO3受热分解生成Na2CO3需要消耗热能，操作也比较麻烦。这时教师要充分把握好时机，引导学生设计出第(3)个方案，将NaOH分为两等份，一份通入足量的CO2 ,把NaOH全部转化为NaHCO3 ，然后将所得到的溶液小火低温加热，把溶解在NaHCO3溶液中的CO2赶走，再加入另一份的NaOH ，搅拌均匀就能得到最多量的Na2CO3 ，并且该方法操作简单，并且容易控制。充分利用实验设计题培养学生的实验设计能力，激发学生思维，能很好地提高学生化学学科素养。例10、 甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：装有足量干燥剂的干燥管盛有足量浓硫酸的洗气瓶制取氧气装有氧化铜的硬质玻管测定生成氮气的体积试验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得：反应前氧化铜的质量为m1g 、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。乙小组测得：洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置后D的质量 m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L 。请回答下列问题：（1）写出仪器a的名称： 。（2）检查A装置气密性的操作是 。（3）甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为 乙小组浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用： （4）甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为 。（5）乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是 。 为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有药品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出合理的实验结果。该药品的名称是 。5分析：这道题考查学生对实验仪器的认识，气密性的检查，从多角度考查氨气的实验室制法，试剂、实验原理、不同实验装置的选择等基础知识和基本技能，第(4)(5)两小题涉及到定量计算、不同实验方案的评价和方案的优化问题，能加强学生的思维活