第Ⅴ板块 第三步 系统建模- “化学综合实验”大题的解题方略(Word教师用书)-【创新方案】2023高考化学二轮复习专题辅导与测试（老教材）

系统建模— “化学综合实验”大题的解题方略 一、试题的命制及解题思维流程 (一)怎么考——试题命制“四原则” 核心素养立意下的高考化学实验综合大题不仅要考查考生实验基本知识、基本技能的掌握情况，更注重考查考生的实验能力。如能识别典型的实验仪器装置图的能力；用正确的实验操作，完成规定的“学生实验”操作能力；观察记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论的能力；初步处理实验过程中的相关安全问题的能力；根据实验试题的要求，设计简单实验方案的能力等。综合实验探究大题以驱动性小题形式展开探究活动，凸显“宏—微—符”三重表征，融合考查“知识—能力—素养”。 (1)新颖课题引领 一般以一个真实的课题(题式、真实探究或源于教材)作为载体，但高考命题不留教材痕迹，引导学生将学过的内容、已掌握的实验知识、实验方法迁移到解决新问题的过程中。 (2)关键信息支撑 一般以“装置图”或“装置图＋表格”或“装置图＋表格＋流程”类型呈现信息，考查目标和文字、数据、现象等信息关联度高。 (3)实验方法创新 实验探究源于真实的化学，具有载体的新颖性和探究结论的不确定性的综合性特点，如应用对比实验方法、合理控制变量、关注现代化实验手段、注重定量分析论证等。 (4)问题驱动飞跃 实验探究涵盖问题和假设的提出、实验方案设计、实验实施、证据获取、分析解释、模型建构与形成结论等，命题形式不拘泥于程序化的流程。 为考查考生的学科素养和关键能力，高考综合实验题将由纯理论研究走向真实情境问题解决，由单一变量简单体系走向多元化复杂体系，由封闭走向开放。 (二)怎么解——考场答题“三步骤” 典题示例 解题流程 (2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)： 第一步：审题干，分析装置图 从题干可知本实验是以制备氧化石墨烯为情境素材，考查考生基于真实情境解决实际问题的能力。由题给实验装置图可知，a为滴液漏斗，c为三颈烧瓶，为保证冷凝效果，应从球形冷凝管的下口进水，即d口为进水口。 Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中。剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。 Ⅱ.转至油浴中，35 ℃搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水，升温至98 ℃并保持1小时。 Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。 Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。 Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。 Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。 第二步：提取有效信息、挖掘隐性信息 1.提取信息 结合实验步骤，提取有效信息：①冰水浴，②分批缓慢加入KMnO4粉末且足量，③控温，④升温至98 ℃，⑤冷却至室温；加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2。 2.挖掘隐性信息 ①分批缓慢加入KMnO4粉末是为了控制反应速率，防止因体系温度过高而发生爆炸。 ②该装置需控制反应体系温度为98 ℃，该温度接近水的沸点，为了使反应物受热均匀，且便于控制反应温度，故采取油浴，不使用热水浴。 ③为了保证石墨粉末尽可能地全部转化为氧化石墨烯，应加入足量的KMnO4粉末。 回答下列问题： (1)装置图中，仪器a、c的名称分别是________、________，仪器b的进水口是______(填字母)。 (2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是_________________________________。 (3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是_________________________________。 (4)步骤Ⅲ中，H2O2的作用是________________(以离子方程式表示)。 (5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SO来判断。检测的方法是_________________________。 (6)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl－是否洗净，其理由是__________________。 第三步：逐问分析规范答题 (1)由第一步审题就可写出正确答案。 (2)步骤Ⅰ中，分批缓慢加入KMnO4粉末是为了控制反应速率，防止因体系温度过高而发生爆炸。 (3)该装置需控制反应体系温度为98 ℃，该温度接近水的沸点，为了使反应物受热均匀，且便于控制反应温度，故采取油浴，不使用热水浴。 (4)为了保证石墨粉末尽可能地全部转化为氧化石墨烯，应加入足量的KMnO4粉末，在反应结束后滴加H2O2是为了消耗过量的KMnO4粉末，此时H2O2做还原剂，将KMnO4还原为Mn2＋，反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。 (5)判断固体是否洗涤干净的具体操作为取最后一次洗